等量同种(异种)电荷中垂线问题一电子由上向下沿等量同种(异种)电荷的中垂线运动,垂足点为O请问分别在等量同种电荷和等量异种电荷的条件下,场强和电子的加速度,

问题描述:

等量同种(异种)电荷中垂线问题
一电子由上向下沿等量同种(异种)电荷的中垂线运动,垂足点为O
请问分别在等量同种电荷和等量异种电荷的条件下,场强和电子的加速度,

两正电荷时:电子受的合力始终与运动方向平行,设电子从无穷远处来,两正电荷时,加速度渐大,速度渐大,将至O点时(此位置与两正电荷间距有关),加速度最大(合力最大),过此点后,加速度渐小(各正电荷对电子引力在增大,但二力渐趋异向,合力在减小),至O点,合力为0,加速度没了,速度达到最大值,过O点后,情况与前相反,电子至无穷远处后速度、加速度皆回归为0。
两负电荷时,加速度与两正电荷时大小一致,方向相反而已。自无穷远处来,加速度渐大,速度渐小,速度为0时,尚未冲过O点,则速度渐大,加速度渐小返回,如初速度够大,能冲过O点,则是从无穷远处来,速度渐小,过O点后,速度渐大。
异种电荷时,电子受的合力初始与二电荷连线平行(电子与两电荷距离相等),电子将做曲线运动,边靠近边向异种电荷方向移动,将导致电子受的合力方向向异种电荷靠近,当初速度不足时,加速度渐大,速度渐大,将做绕负电荷到正电荷的延长线一侧开始做螺旋运动,直至撞上正电荷,当初速度够大时,将绕负电荷到正电荷的延长线一侧开始做类似椭圆的圆周运动,在整个过程中,速度变大,加速度变,至正电荷一侧椭圆顶点时,二者均最大,之后二者渐小,至另一顶点时,二者均最小,之后再转过来,循环往复,生生不息。

对照着书上相应的电场线分布图就会一目了然了
1、等量同种电荷的条件下,电子由上向下沿中垂线运动到垂足点O
在连线的中点O上,合场强为零(无电场线),所以从上而下场强减小;
F=QE,所以F减小;a=F/m,所以加速度减小
如果是等量同种正电荷,速度增加;如果是等量同种负电荷,速度减小
2、等量异种电荷的条件下,电子由上向下沿中垂线运动到垂足点O
自上而下,电场线越来越密,所以场强增加
F=QE,所以F增加;a=F/m,所以加速度增加
因为场强的方向与电荷的连线平行(即与中垂线垂直)电场力不做功,所以速度不变.实际上,现在的中垂线是一条等势线