Question

如圖甲所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區域存在水平向右的有界勻強電場，場強E＝5×10⁵V/m，其余區域沒有電場。質量為m=4×10^-3kg、帶電量q=+1×10^-8C的小環套在軌道上。小環與軌道AD段的動摩擦因數為=0.125，與軌道其余部分的摩擦忽略不計。現使小環在D點獲得沿軌道向左的初速度v₀=4m/s，且在沿軌道DA段運動過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關系如圖乙所示）作用，小環第一次進入半圓軌道AB時在A點對半圓軌道剛好無壓力。不計小環大小，g取10m/s²。求：
（1）小環第一次運動到A時的速度大小；
（2）小環第一次回到D點時速度大小；
（3）若小環經過多次循環運動能達到穩定運動狀態，則到達D點時的速度至少多大？

Answer 1

（1）4m/s（2）（3）不小于

解析