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如图所示的竖直平面内有范围足够大,水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一绝缘轨道由两段直杆和一半径为R的半圆环组成,固定在纸面
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问题描述:

如图所示的竖直平面内有范围足够大,水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一绝缘轨道由两段直杆和一半径为R的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内,PQ、MN水平且足够长,半圆环MAP的磁场边界左侧,P、M点在磁场边界线上.现在有一质量为m、带电荷量为+q的中间开孔的小环穿在MN杆上,可沿轨道运动,它所受电场力为重力的34倍.不计一切摩擦.现将小球从M点右侧的D点由静止释放,DM间距离x0=3R.

(1)求小球第一次通过与O等高的A点时的速度vA大小,及半圆环对小球作用力N的大小;

(2)小球的半圆环所能达到的最大动能Ek.

罗会浦回答:
  (1)小球在A点时的速度为vA,从D至A点过程,由动能定理得   qE(x0+R)-mgR-12
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