解题思路:当在真空中两个点电荷,其间的库仑力与两点电荷的电量乘积成正比,与间距的平方成反比.两球在某一状态下,小球加速度与质量成反比.同一小球在不同状态下,加速度与合力成正比.而电场力做功导致电势能变化,当电场力做正功时,电势能减少;当电场力做负功时,电势能增加.
B球仅在库仑力作用下,由静止开始运动,当间距为d时,B的加速度为a,则合力为F=ma,且F与d的平方成反比;
当B的加速度为[a/4],此时B球的合力为F′=[ma/4],则两球间距为2d.
A固定不动,B由静止在库仑力的作用下开始运动,当速度达到V时,过程中的动能增加了[1/2]mv2则电势能减小了[1/2]mv2
故答案为:2d,[1/2]mv2
点评:
本题考点: 电势能;库仑定律.
考点点评: 由库仑定律可知,在真空且必须确保电荷量不变,电荷间距要大,能将带电球看成点来处理.同时运用牛顿第二定律来确定力与加速度的关系.电场力做功会导致电势能与动能相互转化.