如图，真空中A点固定放置一电量为+Q的点电荷A，一质量为m、电量为+q的检验电荷B在距A为r1处，仅在电场力作用下以大小为v1的速度正对A运动，AB连线上有间距相等的a、b、c三点。已知：取无穷远处电势为零，真空中静止正点电荷电场中某点电势φ可表示为：φ=kQr，其中k为静电力恒量、Q为场源电荷电量、r为该点到场源电荷的距离。
（1）用线条描绘点电荷A周围电场强度和电势的分布情况；
（2）分析、比较ab间电势差Uab与bc间电势差Ubc的大小；
（3）求运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离；
（4）描述电场能量性质分布的等势线与重力场中的等高线有很多相似之处。如图（b）为一山地地形的等高线分布图，每两条等高线间表示相同的高度差。试比较该等高线分布图与点电荷电场的等势线分布图，从能量的角度分析两者有何共同特点；
（5）如图（c）所示，现有5个间隔相等的小球，以相同的速度并排冲向图（b）中的山地，不考虑摩擦作用的不同，试在右侧框图中画出5个小球接下来的大致运动轨迹。
k
Q
r
【答案】（1）图象见解析；
（2）比较ab间电势差大于bc间电势差；
（3）运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离为；
（4）重力做功对应着重力势能的变化，重力做正功，重力势能减少，反之增加；电场力做功特点和重力做功类似，即电场力做功对应着电势能的变化，电场力做正功，电势能减少，反之增加；离点电荷越近，等差等势面间距越小，同理，重力场中，离山顶越近，等差等势线间距越小；
（5）5个小球接下来的大致运动轨迹见解析。
（2）比较ab间电势差大于bc间电势差；
（3）运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离为
2
kq
Q
r
1
2
kq
Q
+
m
r
1
v
2
1
（4）重力做功对应着重力势能的变化，重力做正功，重力势能减少，反之增加；电场力做功特点和重力做功类似，即电场力做功对应着电势能的变化，电场力做正功，电势能减少，反之增加；离点电荷越近，等差等势面间距越小，同理，重力场中，离山顶越近，等差等势线间距越小；
（5）5个小球接下来的大致运动轨迹见解析。
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：169引用：3难度：0.3
