如图所示,内壁光滑的绝缘管做在的圆环半径为R,位于竖直平面内.管的内径远小于R,以环的圆心为原点建立平面坐标系xoy,在

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  • 解题思路:(1)要使小球能够达到最高点,最高点的最小速度为零,根据动能定理求出电场强度的最小值.(2)根据动能定理求出小球第二次回到a点的速度,抓住到达最高点时小球对轨道恰好无压力,通过径向的合力提供向心力,求出磁感应强度的大小.

    (1)小球恰能通过a点,小球第一次到达a点的速度为0,

    由动能定理有:qER-mgR=0…①

    故E=

    mg

    q…②

    (2)设第二次到达a点的速度为vn,由动能定理有:qER=

    1

    2m

    v2a…③

    到达最高点时小球对轨道恰好无压力,由牛顿第二定律有:mg+qvaB=

    m

    v2a

    R…④

    联立②③④得B=

    m

    q

    g

    2R

    答:(1)电场强度至少为[mg/q].

    (2)匀强磁场的磁感应强度B=

    m

    q

    g

    2R.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律,综合性较强,知道在最高点小球对轨道压力为零时向心力的来源.