如图a，长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=;一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图B.中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图B.中曲线II所示，其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求：(静电力常量)

  

（1）.小球B所带电量q;

（2）.非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;

（3）.在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U。

（4）.已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m。若小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离s是多少?

（1）答案

解析

由图可知，当x=0.3m时，N

因此

-公是东件6ec702d3慧西限广升415e司1505元4b7e软学途法有网fd8c优根技科

库仑公式

解题思路

根据库仑定律可求小球B所带电量;

易错点

库仑公式

(2)答案

解析

设在x=0.3m处点电荷与小球间作用力为F2，

F合=F2+qE

因此

电场在x=0.3m处沿细秆方向的电场强度大小为，方向水平向左。

考查方向

电场强度公式

解题思路

根据电场强度的定义可求非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小;

易错点

电场强度的求解

有03e97b8d慧西途法d91704164bb0网fd8c249f-技学秀公是东96bba3e1科司1505智的软学习元4b7e点限优根广a3c9件6ec702d3升415e

(3)答案

800v

解析

根据图象可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功大小W合=0.004×0.2=8×10﹣4J

由qU=W合可得：U==800V

考查方向

电场力做功

解题思路

在合电场中，根据电场力做功求x=0.4m与x=0.6m之间的电势差

易错点

电场力做功公式

(4)答案

0.065m

解析

由图可知小球从x=0.16m到x=0.2m处

电场力做功W1==6×10﹣4J

元4b7e点司1505智的软学b76d升415e广a3c9公是网fd8c249f技学秀慧西限途法d91704164bb0学习件6ec702d3优根东96bba3e1-有03e97b8d302dff9f科

小球从x=0.2m到x=0.4m处，电场力做功W₂=﹣

mv₂=﹣1.6×10﹣3 J

由图可知小球从到处电场力做功=-0.004×0.4=

由动能定理+++=0

解得=

考查方向

动能定理

解题思路

分别求出各段电场力做的功，再由动能定理求恒力作用的最小距离.

易错点

运用动能定理时要注意正功和负功

考察知识点

库仑定律