如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为零.若此电荷在A点处的加速度大小为34g,试求:(1)此电荷在B点处的加速度.(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示).

问题描述:

如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为零.若此电荷在A点处的加速度大小为

3
4
g,试求:

(1)此电荷在B点处的加速度.
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示).

(1)这一电荷必为正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律,
在A点时    mg-

kQq
h2
=m•
3
4
g
在B点时
kQq
(0.25h)2
-mg=m•aB
解得   aB=3g,方向竖直向上     
且另一点电荷的电量:q=
mgh2
4kQ

(2)另一点电荷从A到B过程,由动能定理  mg(h-0.25h)+qUAB=0,
 故  UAB=-
3kQ
h

答:(1)此电荷在B点处的加速度大小3g,方向竖直向上.
(2)A、B两点间的电势差-
3kQ
h

答案解析:Q为固定的正点电荷,另一点电荷从 A点由静止释放,由于库仑斥力作用,运动到B点时速度正好又变为零.则由库仑定律与牛顿第二定律可求出电荷在A处的加速度,从而再次列出牛顿第二定律可求出电荷在B处的加速度.从A到B过程运用动能定理可求出库仑力做的功,从而算出AB电势差.
考试点:电势差;电场强度.
知识点:本题是库仑定律与牛顿第二定律,及动能定理,同时还涉及电场力做功的综合运用.另一点电荷在点电荷的电场中受到变化的库仑力,加速度大小是变化的.