问题
问答题
如图所示，虚线上方有场强为E1＝6×104N/C的匀强电场，方向竖直向上，虚线下方有场强为E2的匀强电场，电场线用实线表示，另外，在虚线上、下方均有匀强磁场，磁感应强度相等，方向垂直纸面向里，ab是一长为L＝0.3m的绝缘细杆，沿E1电场线方向放置在虚线上方的电、磁场中，b端在虚线上，将一套在ab杆上的带电量为q＝－5×10－8C的带电小环从a端由静止释放后，小环先作加速运动而后作匀速运动到达b端，小环与杆间的动摩擦因数μ＝0.25，不计小环的重力，小环脱离ab杆后在虚线下方仍沿原方向作匀速直线运动．
(1)请指明匀强电场E2的场强方向，说明理由，并计算出场强E2的大小；
(2)若撤去虚线下方电场E2，其他条件不变，小环进入虚线下方区域后运动轨迹是半径为L/3的半圆，小环从a到b的运动过程中克服摩擦力做的功为多少？
答案
（1）电场方向向左，2.4×105N/C
（2）－3×10－4J
设匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子在虚线上方匀速运动速度为V，
(1)带电小环在虚线上方做匀速运动时，有
μBvq＝qE1 (1)
带电小环在虚线下方做匀速运动，洛仑兹力的方向向左，由于小环做匀速运动，可知电场力方向应向右，电场方向向左
Bvq＝qE2 (2)
解(1)、(2)得，E2＝
＝
N/C＝2.4×105N/C
(2)若去掉虚线下方的电场后，带电小环做圆围运动，有
Bvq＝m
(3)
得 
mV2＝×
×Bvq＝
在虚线上方，电场力做功 
＝qE1L
根据动能定理 ＋Wf＝mV2－0
Wf＝mV2－＝mV2－qE1L＝－qE1L
＝(
－1)qE1L＝(－1)×6×104×5×10－8×0.3J
＝－3×10－4J