问题
问答题
如图所示，在水平向左、电场强度为E的匀强电场中，竖直固定着一根足够长的粗糙绝缘杆，杆上套着一个质量为m、带有电荷量-q的小圆环，圆环与杆间的动摩擦因数为μ．
（1）由静止释放圆环，圆环沿杆下滑，求圆环下滑过程中受到的摩擦力f；
（2）若在匀强电场E的空间内再加上磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，圆环仍由静止开始沿杆下滑．求：
①圆环刚开始运动时加速度a0的大小；
②圆环下滑过程中的最大动能Ek．
答案
（1）在水平方向圆环受到的弹力N=qE
则摩擦力f=μN=μqE，方向竖直向上．
（2）①圆环刚开始运动时不受洛伦兹力，因此，摩擦力大小f=μqE
在竖直方向，由牛顿第二定律 mg-μqE=ma0
解得a0=mg-μqE m
②当重力与滑动摩擦力平衡时，圆环速度最大，动能最大．
即mg=μ（qvmB-qE）
最大速度vm=mg+μqE μqB
最大动能Ek=
m1 2
=v 2m m(mg+μqE)2 2μ2q2B2
答：（1）由静止释放圆环，圆环沿杆下滑，圆环下滑过程中受到的摩擦力f=μqE；
（2）若在匀强电场E的空间内再加上磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，圆环仍由静止开始沿杆下滑，
①圆环刚开始运动时加速度大小为a0=
；mg-μqE m
②圆环下滑过程中的最大动能Ek=
．m(mg+μqE)2 2μ2q2B2
