Question

【題目】如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為+Q和-Q，A、B相距為2d．MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，其質量為m、電荷量為+q（可視為點電荷，不影響電場的分布），現將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運動到距C點距離為d的O點時，速度為v，已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g．求：

（1）C、O間的電勢差UCO；

（2）小球p在O點時的加速度；

（3）小球p經過與點電荷B等高的D點時的速度

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：(1)小球p由C運動到O時，由動能定理有，整理可得。

(2)小球p經過O點時受力如上圖，由庫侖定律得： ，它們的合力為： ，所以p在O點處的加速度，方向豎直向下。

(3)由電場特點可知，在C、D間電場的分布是對稱的，即小球p由C運動到O與由O運動到D的過程中合外力做的功是相等的，由動能定理有，故有。