题目内容
如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布。),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v。已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)O点处的电场强度E的大小及小球p经过O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。
(1)小球p由C运动到O时,由动能定理,
得: ① 2分
∴ ② 2分
(2) 小球p经过O点时受力如图:由库仑定律得:
它们的合力为: ③ 2分
∴O点处的电场强度, ④ 2分
⑤ 1分
∴ ⑥ 1分
(3)小球p由O运动到D的过程,由动能定理得:
⑦ 2分
由电场特点可知: ⑧ 2分
联立①⑦⑧解得:
解析:略
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