Question

【題目】一光滑絕緣細直長桿處于靜電場中，沿細桿建立坐標軸x，以處的O點為電勢零點，如圖所示。細桿各處電場方向沿x軸正方向，其電場強度E隨x的分布如圖所示。細桿上套有可視為質點的帶電環，質量為，電荷量為C.帶電環受沿x軸正向的恒力的作用，從O點靜止開始運動，求：

帶電環在處的加速度；

帶電環運動區間內的電勢最低值；

帶電環動能為時的位置；

帶電環電勢能是動能3倍時的電勢能。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）或（4）

【解析】（1）由圖可知： ，可知

帶電環受到的電場力： N

帶電環受到的合外力：

當時，

由得：

（2）因為沿電場線方向電勢降低，所以當帶電環沿x軸正方向運動到了最遠處電勢最低點。

由動能定理得：

解得

由圖象可知：

（3）當時，帶電環動能為，由

解得或

（4）帶電環電勢能是動能3倍的位置，即： ：3

即

解得

處的電勢能為