Question

【題目】如圖所示，ABC為一等腰直角三角形，直角邊長(zhǎng)為d.電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn).先 將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷Q1從無(wú)窮遠(yuǎn)處（電勢(shì)為0）移到C點(diǎn)并固定，此過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為-W.最后將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q2從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到B點(diǎn).靜電常量為k.求

（1）Q1移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能Ep，及Q1移入之前，C點(diǎn)的電勢(shì)；

（2）點(diǎn)電荷Q2在B點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小和方向；

（3）若將點(diǎn)電荷Q2從B點(diǎn)靜止釋放，請(qǐng)定性分析Q2的運(yùn)動(dòng)情況.

Answer 1

【答案】(1) Ep=W, (2)F合= ,方向垂直AC向上 (3) 先做加速運(yùn)動(dòng)到AC中點(diǎn)后，作減速運(yùn)動(dòng)直到速度減為0，然后返回運(yùn)動(dòng)，電荷作往返運(yùn)動(dòng)

【解析】

（1）Q1從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，由功能原理

-W=0-Ep，

可得

Ep=W

C點(diǎn)的電勢(shì)

（2）點(diǎn)電荷Q2在B點(diǎn)受的兩個(gè)電荷的作用，

每個(gè)電荷的庫(kù)侖力：

F=

合電場(chǎng)力為：

F合=

方向：垂直AC向上。

（3）若將點(diǎn)電荷Q2從B點(diǎn)靜止釋放，先做加速運(yùn)動(dòng)到AC中點(diǎn)后，作減速運(yùn)動(dòng)直到速度減為0，然后返回運(yùn)動(dòng)，電荷作往返運(yùn)動(dòng)。

加速度先增大后減小，到AC中點(diǎn)后，加速度反向先增大后減小。