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

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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。

小题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。
小题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。

答案

小题1:x=

小题2:θ＝arctan

解析

小题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

（4分）

x=

（4分）
小题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=

（6分）网
即得θ＝arctan

（2分）

举一反三

如图所示，在方向水平向右、大小为E=6×10³N/C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙，甲的质量为m₁=2×10^-4kg，带电量为q₁=2×10^-9C，乙的质量为m₂=1×10^-4kg，带电量为q₂=－1×10^-9C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，t=3s时细绳断裂，不计滑块间的库仑力。试求：

（1）细绳断裂前，两滑块的加速度。
（2）在整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值。
（3）当乙的电势能增量为零时，甲与乙组成的系统机械能的增量。

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如图所示，电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上，两板竖直放置，总质量为M，整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔，一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v₀从小孔水平射入电容器中（不计弹丸重力，设电容器周围电场强度为0），弹丸最远可到达距右板为x的P点，求：
小题1:弹丸在电容器中受到的电场力的大小；
小题2:x的值；
小题3:当弹丸到达P点时，电容器电容已移动的距离s；
小题4:电容器获得的最大速度。

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如图所示是示波管的原理示意图。电子从灯丝发射出来的经电压为U₁的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O₁射出,沿中心线O₁O₂进入MN间的偏转电场,O₁O₂与偏转电场方向垂直，偏转电场的电压为U₂，经过偏转电场的右端P₁点离开偏转电场，然后打在垂直O₁O₂放置的荧光屏上的P₂点。已知平行金属极板MN间的距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间的距离为L′。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，且电子离开灯丝的初速度可忽略不计。（电子的质量为m,电量为e）求：
（1）电子通过小孔O₁时的速度大小V₀；
（2）电子在偏转电场中的加速度大小a；
（3）电子通过P₁点时偏离中心线O₁O₂的距离y；
（4）电子离开偏转电场时的动能E_k；
（5）若O₁O₂的延长线交于荧光屏上O₃点，而P₂点到O₃点的距离称为偏转距离Y（单位偏转电压引起的偏转距离，即Y/U₂称为示波管的灵敏度），求该示波管的灵敏度。

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如图所示，A、B为真空中相距为d的一对平行金属板，两板间的电压为U，一带电粒子从A板的小孔进入电场，粒子的初速度可视为零，经电场加速后从B板小孔射出。已知带电粒子的质量为m，所带电荷量为q。带电粒子所受重力不计。求：
（1）带电粒子从B板射出时的速度大小；
（2）带电粒子在电场中运动的时间。

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真空中有A、B两个带电小球相距L=2.0m，其质量分别为m₁=1.0g和m₂=2.0g，将它们放在光滑的绝缘水平面上，使它们从静止开始在电场力的作用下相向运动，如图所示。开始释放的瞬间，A球的加速度大小为a，经过一段时间后A、B两球相距L"，B球的加速度大小为a，速度大小v=3.0m/s，求：
（1）此时A球的速度大小；
（2）此过程中两球组成的系统电势能的变化量；
（3）A、B两球之间的距离L"。

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