题目内容
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、B两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管的两个端点出口处，如图所示．
（1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，它在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．
（2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P．即求出图中PA和AB连线的夹角θ．
（3）Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点，请作出判断并说明理由．
（1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，它在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．
（2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P．即求出图中PA和AB连线的夹角θ．
（3）Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点，请作出判断并说明理由．
（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
=k
解得：x=
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=
=
=
解得：θ=arctan
．
（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
L．
（2）PA和AB连线的夹角θ为arctan
．
（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．
即：k
| Q1q |
| x2 |
| Q2q |
| (L-x)2 |
解得：x=
| 1 |
| 3 |
（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
| ||
k
|
| 4cos2θ |
| sin2θ |
解得：θ=arctan
| 3 | 4 |
（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 |
（2）PA和AB连线的夹角θ为arctan
| 3 | 4 |
（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．
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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、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示．
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