如图所示，将质量m=0.1kg，带电荷量为q=+1.0×10-5C的圆环套在绝缘的固定圆柱形水平直杆上．圆环套的直径略大于直杆的横截面直径，圆环套与直杆间动摩擦因数μ=0.8．当空间存在斜向上的与

Question

如图所示，将质量m=0.1kg，带电荷量为q=+1.0×10^-5C的圆环套在绝缘的固定圆柱形水平直杆上．圆环套的直径略大于直杆的横截面直径，圆环套与直杆间动摩擦因数μ=0.8．当空间存在斜向上的与直杆夹角θ=53°的匀强电场E时，圆环套从静止开始匀加速沿直杆运动，经过t=2s时间运动的位移为x=8.8m，求电场强度E的大小．（取sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s²）

Answer 1

据匀变速直线运动公式得：a=(2s)/(t2)=(2×8.8)/(4)m/s²=4.4m/s²
对环受力分析，受重力、电场力、弹力和摩擦力；令Eqsin53°=mg，Eq=1.25N 此时无摩擦力．
当Eq<1.25N 时，杆对环的弹力向上，由牛顿定律有：
Eqcosθ-μF_N=ma，F_N+Eqsinθ=mg，
解得：E=1×10⁵N/C
当Eq>1.25N时，杆对环的弹力向下，由牛顿定律有：
Eqcosθ-μF_N=ma，Eqsinθ=mg+F_N，
解得：E=9×10⁵N/C
答：场强的大小为1×10⁵N/C或者9×10⁵N/C．