Question

如圖6-1-8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，其帶電荷量為Q；質量為m、帶正電的乙球在水平面上的B點由靜止釋放，其帶電荷量為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＝k(k為靜電力常量)、方向指向甲球的恒力作用，兩球均可視為點電荷．

圖6-1-8

(1)求乙球在釋放瞬間的加速度大小；

(2)求乙球的速度最大時兩個電荷間的距離；

(3)請定性地描述乙球在釋放后的運動情況(說明速度的大小變化及運動方向的情況)．

Answer 1

解析　(1)由牛頓第二定律得：k－F＝ma，

解得：a＝

(2)當乙球所受的合力為零，

即庫侖力大小與恒力F相等時，

乙球的速度最大，設此時兩電荷間的距離為x，

則有：

k＝k，

解得：x＝2l₀

(3)乙球先做遠離甲球的運動，速度先增大后減小，然后又反向做速度先增大后減小的運動，返回到釋放點B后，再重復前面的運動，之后就在B點和最遠端之間做往復運動．

答案　見解析