Question

如图所示，在理想边界MN的上方有方向向右的匀强电场E，下方有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B=0.20T的匀强磁场，电场

Answer 1

（1）设金属环运动到最低点C的速度为v _c，

根据动能定理：mgR•2R=

1

2 m

v 2c

解得：v _c=

4gR =2

2 m/s

在最低点C处对金属环分析受力，

根据牛顿第二定律有： F N +Bq v c -mg=m

v 2c

R

解得：F _N=5mg-Bqv _c=4.72N

根据牛顿第三定律得，金属环对塑料杆的作用力为4.72N，方向向下．

（2）设金属环运动到d点时速度为v _d．

根据动能定理可得： mg•R=

1

2 m

v 2d

进入电场中运动，在竖直方向上只受重力作用，做竖直上抛运动，当垂直打在ab杆上时，速度的竖直分量减为零，

设时间为t ₁，则有0=v _d-gt ₁

水平方向上的加速度设 为a ₁．

则有qE=ma ₁
2R=

1

2 a 1

t 21

解得a ₁=20m/s ²
E=4N/C

答：（1）金属环经过最低点c处时对塑料杆的作用力为4.72N，方向向下；

（2）如果金属环从d点进入电场后，正好垂直打在塑料杆ab段上，则电场强度E的大小为4N/C．