Question

（2012南京四校聯考） 如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，質量為m、電荷量為+q（可視為點電荷，不影響電場的分布。），現將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運動到距C點距離為d的O點時，速度為v。已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g。求：

（1）C、O間的電勢差U_CO；

（2）O點處的電場強度E的大小及小球p經過O點時的加速度；

（3）小球p經過與點電荷B等高的D點時的速度。

Answer 1

解：（1）小球p由C運動到O時，由動能定理，

得：           ①         2分

∴                   ②         2分

(2) 小球p經過O點時受力如圖：由庫侖定律得：

       

它們的合力為：      ③    2分