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精英家教网两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点,A、B两点相距L,且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处,如图所示.
(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,求它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离.
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处.试求出图中PA和AB连线的夹角θ.
分析:(1)对电荷进行受力分析,正点电荷在A、B连线上速度最大处对应该电荷所受合力为零,写出方程即可;
(2)点电荷在P点处如其所受库仑力的合力沿OP方向,则它在P点处速度最大.
解答:解:(1)正点电荷在A、B连线上速度最大处对应该电荷所受合力为零,即k
Q1q
x2
=k
Q2q
(L-x)2

解得:x=
L
3

(2)点电荷在P点处如其所受库仑力的合力沿OP方向,则它在P点处速度最大,即此时满足
tanθ=
F2
F1
=
k
4Qq
(2Rsinθ)2
k
Qq
(2Rcosθ)2
=
4cos2θ
sin2θ

即得         θ=arctan
34

答:(1)它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离
L
3
.
(2)图中PA和AB连线的夹角 θ=arctan
34
点评:该题考查库仑定律和共点力的平衡,解题的关键是正确判断出正点电荷在A、B连线上速度最大处对应该电荷所受合力为零.属于简单题.
练习册系列答案
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A、若将一正电电荷q置于A、B连线上的细管外靠近A点处由静止释放,则它达到最大速度的位置在AO之间的某点B、若将一正点电荷q置于A、B连线上的细管上靠近A点处由静止释放,则它达到最大速度的位置在OB之间的某点C、若将一正点电荷q在细管内壁靠近A点处由静止释放,则它达到最大速度的位置在AP之间的某点D、若将一正点电荷q在细管内壁靠近A点处由静止释放,则它达到最大速度的位置在PB之间的某点

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(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,它在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离.
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P.即求出图中PA和AB连线的夹角θ.
(3)Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点,请作出判断并说明理由.

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(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,它在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离.
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P.即求出图中PA和AB连线的夹角θ.
(3)Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点,请作出判断并说明理由.

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(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,求它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离.
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