21.如圖,真空中A點固定放置一電量為+Q的點電荷A,一質(zhì)量為m、電量為+q的檢驗電荷B在距A為r
1處,僅在電場力作用下以大小為v
1的速度正對A運動,AB連線上有間距相等的a、b、c三點。已知:取無窮遠處電勢為零,真空中靜止正點電荷電場中某點電勢φ可表示為:φ=
,其中k為靜電力恒量、Q為場源電荷電量、r為該點到場源電荷的距離。
(1)用線條描繪點電荷A周圍電場強度和電勢的分布情況;
(2)分析、比較ab間電勢差U
ab與bc間電勢差U
bc的大??;
(3)求運動過程中檢驗電荷B與點電荷A之間的最小距離;
(4)描述電場能量性質(zhì)分布的等勢線與重力場中的等高線有很多相似之處。如圖(b)為一山地地形的等高線分布圖,每兩條等高線間表示相同的高度差。試比較該等高線分布圖與點電荷電場的等勢線分布圖,從能量的角度分析兩者有何共同特點;
(5)如圖(c)所示,現(xiàn)有5個間隔相等的小球,以相同的速度并排沖向圖(b)中的山地,不考慮摩擦作用的不同,試在右側(cè)框圖中畫出5個小球接下來的大致運動軌跡。