Question

19．如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy的縱軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)d處固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量均為+Q，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電微粒以某一初速度自y軸左側(cè)很遠(yuǎn)處沿x軸正方向飛來(lái)，不計(jì)重力，取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零．
（1）求微粒在點(diǎn)A（-x，0）處受到的電場(chǎng)力F；
（2）已知固定點(diǎn)電荷+Q在x軸上任意點(diǎn)（x，0）的電勢(shì)可表示為φ_x=$\frac{c}{\sqrt{pyajeqm^{2}+{x}^{2}}}$（常數(shù)c＞0），欲使微粒能夠通過(guò)y軸右側(cè)B（x，0）處，其初速度v₀應(yīng)滿足什么條件？

Answer 1

分析 （1）由庫(kù)侖定律可求得每個(gè)小球在A點(diǎn)處的電場(chǎng)力，再由平行四邊形定則進(jìn)行合成；
（2）要?jiǎng)偤玫竭_(dá)B點(diǎn)，則其速度為0，由能量守恒可求得初速度．

解答 解：（1）小球運(yùn)動(dòng)到X軸上點(diǎn)A處受到的電場(chǎng)力為：
F=2k$\frac{Qq}{{x}^{2}+snecqef^{2}}$×$\frac{x}{\sqrt{{x}^{2}+dfmdwem^{2}}}$=2k$\frac{Qqx}{（{x}^{2}+ogasqlj^{2}）^{\frac{3}{2}}}$
（2）帶電粒子帶正點(diǎn)，從O點(diǎn)左側(cè)過(guò)來(lái)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，到O點(diǎn)右側(cè)后電場(chǎng)力做正功，所以粒子只要能過(guò)O點(diǎn)肯定能過(guò)B點(diǎn)，所以粒子從左側(cè)很遠(yuǎn)的地方沿x軸飛來(lái)時(shí)，所具有的能量只要能過(guò)O點(diǎn)就行，
由能量守恒：$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=q$\frac{c}{\sqrt{jvwxnep^{2}+{x}^{2}}}$
得：v₀=$\sqrt{\frac{2C}{m\sqrt{xvjhmki^{2}+{x}^{2}}}}$
答：（1）小球運(yùn)動(dòng)到X軸上點(diǎn)A（-x，0）處受到的電場(chǎng)力F為2k$\frac{Qqx}{（{x}^{2}+ywniejh^{2}）^{\frac{3}{2}}}$；
（2）初速度v₀應(yīng)滿足大于等于$\sqrt{\frac{2C}{m\sqrt{rdefijx^{2}+{x}^{2}}}}$．

點(diǎn)評(píng) 考查電場(chǎng)的合成，掌握矢量合成法則，并能理解能量守恒定律的應(yīng)用，注意符號(hào)的正確運(yùn)算．