用符号C表示,C=.
[提升层·能力强化]
电场力做功与电势、电势差、电势能的综合问题
1.利用静电力做功与电势能的关系求解:WAB=EpA-EpB.
2.利用W=Fd求解,此公式只适用于匀强电场.
3.利用公式WAB=qUAB求解,此公式适用于任意电场.
4.利用动能定理求解.
如图21所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2.求:
图21
(1)小球滑到C点时的速度大小;
(2)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势.
[解析] (1)因为B、C两点电势相等,故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零.
由几何关系可得BC的竖直高度hBC=
根据动能定理有mg·=-
解得vC=.
(2)小球从A到C,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有mg·3R+W电=,又根据电场力做功与电势能的关系:W电=EpA-EpC=-qφA-(-qφC).
又因为φC=0,