Question

【題目】絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷的位置坐標如圖（甲）所示，已知A處電荷的電量為+Q。圖（乙）是A、B連線之間的電勢φ與位置x之間的關系圖象，圖中x=L點對應圖線的最低點， x= -2L處的縱坐標φ=2φ0；x=2L處的縱坐標φ=，若在x= -2L處的C點由靜止釋放一個質量為m、電荷量為+q的帶電物塊（可視為質點），物塊隨即向右運動（假設此帶電物塊不影響原電場分布）。求：

(1)固定在B處的電荷的電量QB；

(2)小物塊與水平面間的動摩擦因數μ應多大，才能使小物塊恰好到達x=2L處；

(3)若小物塊與水平面間的動摩擦因數，小物塊運動到何處時速度最大。

Answer 1

【答案】(1)Q/4(2) (3)3L

【解析】(1)由圖(乙)得x=L點為圖線的最低點，切線斜率為零，即合場強為0

所以

代入得：QB=QA/4=Q/4

(2)物塊先做加速運動再做減速運動，到達x=2L處速度v1≥0

從x=-2L到x=2L過程中，由動能定理得：

即：

計算得：

(3)小物塊運動速度最大時，電場力與摩擦力的合力為零，設該位置離A點的距離為LA

則：

計算得出LA=3L，即小物塊運動到x=0時速度最大