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如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为...

如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v.已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)C、O间的电势差UCO
(2)O点处的电场强度E的大小;
(3)小球p经过O点时的加速度;
(4)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度.

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要求解电势差,我们应该去想电势差与电场力做功的关系, 要求解电场力做功我们想到运用动能定理. 一个物理量的求解我们应该去找出与这个物理量有关的已知物理量,可以根据所求的物理量反向思考. 小球p经过O点时受力分析,根据电场强度的定义式求解电场强度. 对于变加速直线运动求速度,我们应该首选动能定理求解. 【解析】 (1)小球p由C运动到O时,由动能定理, 得:① ∴② (2)小球p经过O点时受力如图:由库仑定律得: 它们的合力为:③ ∴O点处的电场强度,④ (3)由牛顿第二定律得:mg+qE=ma⑤ ∴⑥ (4)小球p由O运动到D的过程,由动能定理得:⑦ 由电场特点可知:UCO=UOD⑧ 联立①⑦⑧解得:⑨ 答:(1)C、O间的电势差UCO是 (2)O点处的电场强度E的大小是; (3)小球p经过O点时的加速度是; (4)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度是.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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