题目内容
【题目】在电荷量为Q的点电荷激发电场空间中,距Q为r处电势表达式为,其中k为静电力常量,取无穷远处为零电势点,今有一电荷量为Q的正点电荷,固定在空间中某处,一电荷量为q,质量为m的负点电荷绕其做椭圆运动,不计负点电荷重力。Q位于椭圆的一个焦点上,椭圆半长轴长为a,焦距为c,该点电荷动能与系统电势能之和表达式正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示,AB两点为负电荷转动中的近地点和远地点,做椭圆运动的电荷在近地点和远地点的轨道曲率半径相同,设曲率半径为r;
则对A点:
对B点有:
则有:
电荷的引力势能为 ,动能为EK= mv2;
则卫星在A、B两点的机械能分别为:
根据机械能守恒有:EA=EB;联立解得: ;
将速度分别代入,则可得出总机械能 ,故B正确,ACD错误.故选B.
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