Question

如圖所示，ABCDF為一絕緣光滑軌道，豎直放置在水平方向的勻強電場中，BCDF是半徑為R的圓形軌道，已知電場強度為E，今有質量為m的帶電小球在電場力作用下由靜止從A點開始沿軌道運動，小球受到的電場力和重力大小相等，要使小球沿軌道做圓周運動，則AB間的距離至少為多大？

Answer 1

解析：要使小球在圓軌道上做圓周運動，小球在“最高”點不脫離圓環。這“最高”點并不是D點，可采用等效重力場的方法進行求解。

重力場和電場合成等效重力場，其方向為電場力和重力的合力方向，與豎直方向的夾角（如圖所示）

等效重力加速度

在等效重力場的“最高”點，小球剛好不掉下來時

從A到等效重力場的“最高”點，由動能定理