Question

如图甲M、N、P为直角三角形的三个顶点,,MP中点处固定一电量为Q的正点电荷,MN是长为a的光滑绝缘杆,杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷）,小球自N点由静止释放,小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处）的变化图象如图乙所示，重力加速度为g.设无限远处电势为0，M点所处的水平面为重力零势面。

（1）图乙中表示电势能随位置变化的是哪条图线?

（2）求势能为E1时的横坐标X1和带电小球的质量m;

（3）小球从N点运动到M点时的动能E1

Answer

（1）图线Ⅱ；（2），；（3）

【解析】

试题分析：（1）正Q电荷的电势分布规律是离它越近电势越高，带正电的小球的电势能为，可知正电荷从N点到M点的电势能先增大后减小，故图乙中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ。

（2）电势能为时，距M点的距离为，，处重力势能

可得。

（3）在小球从N到M点的过程中，根据动能定理得：

解得．

考点：电势差与电场强度的关系、电势能

【名师点睛】分析电场的分布情况及小球的运动情况，通过电场力做功来判断电势能的变化从而判断出图象，再根据平衡条件和动能定理进行处理。