(2009•上海模拟)两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点,A、B两点相距L,且A

1个回答

  • 解题思路:(1)根据动能定理可知,合力做功最多的时候,物体的动能最大,所以当电荷所受合力为零时,电场力做功最多,此时的速度最大.

    (2)电荷在p点处速度最大时,点电荷在p点处受到的受到的库仑力的合力沿op的方向,根据库仑力的公式可以求得夹角的大小.

    (3)在p点电荷的速度最大,电势能最小,由此可以知道p点处的电势能最低.

    (1)设在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为x,正电荷在A、B连线上速度最大处应该是电荷所受合力为零,

    即:k

    Q1q

    x2=k

    Q2q

    (L−x)2

    解得:x=[1/3]L

    (2)若点电荷在p点处受到的受到的库仑力的合力沿op的方向,则它在p点处速度最大,

    即此时满足:tanθ=

    F2

    F1=

    k

    4Qq

    (2Rsinθ)2

    k

    Qq

    (2rcosθ)2=

    4cos2θ

    sin2θ

    解得:θ=arctan

    34

    (3)p′点即为p

    因为正电荷从A点沿管道运动至p的过程中,电场力做正功,它的电势能减小,而从p运动至B的过程中,克服电场力做功,它的电势能增加,因此该正电荷在p处电势能最小,相应p点处的电势能最低.

    答:(1)在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为[1/3]L.

    (2)PA和AB连线的夹角θ为arctan

    34

    (3)p′点即为p

    因为正电荷从A点沿管道运动至p的过程中,电场力做正功,它的电势能减小,而从p运动至B的过程中,克服电场力做功,它的电势能增加,因此该正电荷在p处电势能最小,相应p点处的电势能最低.

    点评:

    本题考点: 库仑定律;力的合成与分解的运用.

    考点点评: 本题主要的是分析清楚电荷的速度最大的位置,当电荷的速度最大的时候,电荷的动能也就最大,此时电场力做的功最多,电势能最小.