问题
计算题
如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，场强大小为E0，一个弯成
圆周的环状绝缘硬质细管AB竖直固定在匀强电场中。环的半径R=0.30m，离水平面地面的距离为h=5.0m，一带正电的小球从管的上端口A处静止释放，小球大小略小于管的直径，它与管间摩擦不计，小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半。（g=10m/s2）求：
（1）小球运动到管口B时的速度大小；
（2）若使带电小球离开环B点瞬间，突然撤去匀强电场，为了使带电小球向右做匀速直线运动，可以加垂直纸面方向的匀强磁场，试求磁场的方向以及磁感应强度大小和原匀强电场强度E的比。
答案
解：（1）在小球A运动到B的过程中，只有重力和电场力做功。由动能定理有：
①
由题意可知 ②
联立①②式解得：
③
代入数据可得：
④
（2）为了满足题意，只有加方向为垂直纸面向里的匀强磁场时才行。当洛仑兹力和重力平衡时，带电小球才可能做匀速直线运动。故 ⑤
由于
⑥
联立④⑤⑥式得