问题
问答题
如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为l0．释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F=
（k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．kQq 4l02
（1）求乙球在释放瞬间的加速度大小；
（2）求乙球的速度最大时两个电荷间的距离；
（3）若乙球运动的最大速度为vm，试求乙球从开始运动到速度为vm的过程中电势能的变化量；
（4）请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及运动方向的情况）．
答案
（1）根据牛顿第二定律得，ma=
-F kQq l02
可解得a=
．3kQq 4ml02
（2）当两个力大小相等时，乙球的速度最大，
F=
=kQq 4l02
可解得x=2l0kQq x2
（3）
mvm2-0=W电-WF，1 2
W电=
mvm2+WF=1 2
mvm2+Fl0=1 2
mvm2+1 2 kQq 4l0
静电力做正功，电势能减少了
mvm2+1 2 kQq 4l0
（4）乙球先做远离甲的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远端之间做往复运动．
答：（1）乙球在释放瞬间的加速度大小为
．3kQq 4ml02
（2）乙球的速度最大时两个电荷间的距离为2l0．
（3）乙球从开始运动到速度为vm的过程中电势能的变化量为
mvm2+1 2
．kQq 4l0
（4）乙球先做远离甲的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远端之间做往复运动．