一道高一电学物理题光滑绝缘水平地面上,相隔2L处的A,B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,a,O,b是AB连线上三点,且以Q为中心,Oa=Ob=L/2,一质量为m,电荷量为q,的点电荷以初速度V0,从点A出发沿A

Question

一道高一电学物理题
光滑绝缘水平地面上,相隔2L处的A,B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,a,O,b是AB连线上三点,且以Q为中心,Oa=Ob=L/2,一质量为m,电荷量为q,的点电荷以初速度V0,从点A出发沿AB 向B点运动,在运动过程中电荷受到的大小恒定的阻力作用,但速度为0时,阻力为0.当它运动到O点时,动能为初动能的N倍,到b点刚好速度为0,然后返回往复运动到最后静止,设静电力常量为K,O点电势为0,
1 求a点的场强和电势
2 求电荷在电场中运动的总路程

Answer 1

a点的场强:根据公式E=KQ/(R^2)算出a点的场强为35KQ/(9L^2),方向由A指向B.(其中^2表示平方的意思)
a点的电势:电荷从a出发到b,电场力做公为零,因为a和b的电势一样,则有能量守恒定律得MV^2=f*L,可以算出阻力f等于MV^2/L.电荷由a出发到o的过程中,阻力做公为W=MV^2/L*L/2=MV^2/2,电场力做公设为W1,电荷在o点的动能为W2,则由能量守恒定律得W2=n*MV^2=MV^2-W+W1,则有W1=n*MV^2-MV^2/2,设O点的电势为0,则a点的电势为W1/Q=(n*MV^2-MV^2/2)/Q.
电荷在电场中的总路程:最后电荷一定停在O点,则电荷运动全过程中,动能全部被阻力做的公抵消了,而且电场力做的公也被阻力抵消了,则有
电场力做的公W1+MV^2=F*L总,可以算出L总=(n*MV^2+MV^2/2)/(MV^2/L)=nL+L/2.