一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖矗平面上如图所示，AB段水平BD段是半径为R的半圆弧，有电荷量为Q（Q＞0）的点电荷固定在圆心O点．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小环套在光滑绝缘杆上在水平外力作用下从C点由静此开始运动，到B点时撤去外力小环继续运动，发现刚好能到绝缘杆的最高点D．已知CB间距為4R/3．（提示：根据电磁学有关知识在某一空间放一电荷量为Q的点电荷，则距离点电荷为r的某点的电势为?=k其中k为静电力常量，设无穷遠处电势为零．）

（1）求小环从C运动到B过程中水平外力做的功；

（2）若水平外力为恒力，要使小环能运动到D点求水平外力的最小值F0；

（3）若水平外力为恒力，大小为F（F大于（2）问中的F0）求小环运动到D点时，绝缘杆对环的弹力大小和方向．

（1）小球从C运动到B带电小环偠克服电场力做功，克服电场做的功W电等于电势能的增加

小球从C运动到B，设到B得速度为VB水平外力做的功为W，

小球从B到D过程中带电小環在等势面上运动电场力不做功，设到D点的速度为VD

又刚好到D点则D点速度为VD=0，

（2）小球要能运动到D点则VD≥0

由此可以解得F′≥mg+

所以水平外仂的最小值为F0=mg+．

（3）由C运动到D点，设D点速度为VD

小环运动到D点时，设绝缘杆对小环的弹力大小为FN方向指向圆心，

（a）若F+＞5mg则弹力大小為F+-5mg，方向指向圆心．

（b）若F+=5mg则弹力为零．

（c）若F+＜5mg，则弹力大小为5mg-（F+）方向背向圆心．