标准解析
两点电势相减,再转成动能
O到两个固定电荷的距离都是 。C在原点下方 ,由直角三角形得 。电势是标量,各源电荷的贡献直接相加,不需要像电场那样分解方向。
因此
正电粒子从O到C,电势能减少,电场做正功。由题设的静止初态,
解得 。
力会随粒子的位置变化,所以不能取某一点的电场力直接乘全程距离。电势能方法只需初末位置,即使路径上的加速度不恒定也成立。
在O处两源电荷的电场相互抵消,但两份正电势不会抵消;力为零与势能为零是不同概念。题目已经给定粒子开始运动并经过C的事件,此处按该初末能量条件求其速率,不另加未知的有限初动能。
两固定电荷的相互作用势能在粒子运动中不变,因而不需要放进此次变化量;变化的是运动电荷q与两源电荷分别组成的相互作用势能。把场源保持固定视为题给约束后,电场对q所做的功正好等于这两项势能的下降。先明确哪一物体在运动、哪几项能量会变化,可防止把源电荷之间的固定能量重复计入动能。