Question

3．如圖所示，帶正電的甲球固定在足夠大的光滑絕緣水平面上的A點，其帶電量為Q；質(zhì)量為m，帶正電的乙球在水平面上的B點由靜止釋放，其帶電量為q；A、B兩點間的距離為l₀．釋放后的乙球除受到甲球的靜電力作用外，還受到一個大小為F=$\frac{KQq}{4{l}_{0}^{2}}$ （k為靜電力常數(shù)）、方向指向甲球的恒力（非電場力）作用，兩球均可視為點電荷．則：乙球在釋放瞬間的加速度大小$\frac{kQq}{4{l}_{0}^{2}}$；乙球的速度最大時兩球間的距離2l₀．

Answer 1

分析 （1）乙球在釋放瞬間豎直方向受力平衡，水平方向受到甲的靜電斥力和F，根據(jù)牛頓第二定律求出其加速度大�。�
（2）乙向左先做加速運動后做減速運動，當(dāng)所受的甲的靜電斥力和F大小相等時，乙球的速度最大，可求出兩球間的距離．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得  ma=$\frac{kQq}{{l}_{0}^{2}}$-F，
又F=$\frac{kQq}{4{l}_{0}^{2}}$ 可解得：a=$\frac{3kQq}{4m{l}_{0}^{2}}$
（2）當(dāng)乙球所受的甲的靜電斥力和F大小相等時，乙球的速度最大，
  F=$\frac{kQq}{4{l}_{0}^{2}}$=$\frac{kQq}{{x}^{2}}$
可解得x=2l₀
故答案為：（1）$\frac{kQq}{4{l}_{0}^{2}}$；（2）2l₀．

點評 本題是牛頓第二定律、動能定理的綜合，根據(jù)乙球的受力情況，分析其運動情況是解題的基礎(chǔ)．