如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.

质点所受到电场力的大小为:f=qE,
设质点质量为m,经过a点和b点时速度大小分别为va vb,
由牛顿第二定律有,f+Na=mv 2a r
Nb-f=mv 2b r
设质点经过a点和b点时动能分别为 Eka 和 Ekb,
则有 Eka=
m1 2
,Ekb=v 2a
m1 2 v 2b
根据动能定理有,Ekb-Eka=2rf
联立解得:E=
(Nb-Na) 1 6q
Ea=
(Nb+5Na) r 12
Eb=
(5Nb+Na)r 12
答:电场强度的大小:E=
(Nb-Na)、质点经过a点:Ea=1 6q
(Nb+5Na) 和b点时的动能:Eb=r 12
(5Nb+Na).r 12