Question

【題目】如圖所示，將質量m＝0.1 kg、帶電荷量為q＝＋1.0×10－5 C的圓環套在絕緣的固定圓柱形水平直桿上．環的直徑略大于桿的截面直徑，環與桿間的動摩擦因數μ＝0.8.當空間存在著斜向上的與桿夾角為θ＝53°的勻強電場E時，環在電場力作用下以a＝4.4 m/s2的加速度沿桿運動，求電場強度E的大�。�(取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10 m/s2)

Answer 1

【答案】1.0×105 N/C或9.0×105 N/C

【解析】在垂直桿方向上，由平衡條件得：qE0sinθ＝mg，解得E0＝1.25×105 N/C

當E<1.25×105 N/C時，桿對環的彈力方向豎直向上，

根據牛頓第二定律可得：

qEcosθ－μFN＝ma

qEsinθ＋FN＝mg

解得：E＝1.0×105 N/C

當E>1.25×105 N/C時，桿對環的彈力方向豎直向下，根據牛頓第二定律可得：

qEcosθ－μFN＝ma

qEsinθ＝mg＋FN

解得：E＝9.0×105 N/C