问题
计算题
(8分)如图，一绝缘细圆环半径为r，环面处于水平面内，场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用(设地球表面重力加速度为g).则：
(1)小球经过A点时的速度大小vA是多大？
(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球的速度是多大？圆环对小球的作用力大小是多少？
(3)若Eq=mg，小球的最大动能为多少？
答案
(1) 
(2) 
(3) 
题目分析：（1）小球在水平面内沿圆环作圆周运动，由题意，在A点电场力提供向心力，则有：
…①
解得：…②
（2）球从A到B点的过程中，由动能定理得：
…③
解得：…④
球在B点受到圆环作用力F的水平分力为Fx，则：
即Fx=6qE…⑤
又圆环对球作用力F的竖直分力大小等于小球的重力，所以：
…⑥
（3）若
，由qE=mg．由于球只受到重力和电场力的作用，并且重力和电场力的大小相等，当两个力的合力沿半径向外时，如图所示经过D点时，
动能最大，CD与竖直方向的夹角为45°，根据动能定理得：
从A→B：
解得球最大动能为．
