如图所示,竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A,其电荷量Q=+4×10
﹣3 C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为
![](http://math.21cnjy.com/mml2svg?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3EU%3C%2Fmi%3E%3Cmo%3E%3D%3C%2Fmo%3E%3Cmi%3Ek%3C%2Fmi%3E%3Cmfrac%3E%3Cmi%3EQ%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Er%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmfrac%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
,其中k为静电力恒量,r为空间某点到A的距离.有一个质量为m=0.1kg的带正电小球B,B球与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态,且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为
![](http://math.21cnjy.com/mml2svg?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3E%CE%B5%3C%2Fmi%3E%3Cmo%3E%3D%3C%2Fmo%3E%3Cmi%3Ek%3C%2Fmi%3E%3Cmfrac%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3EQ%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Eq%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmi%3Er%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmfrac%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
,其中r为q与Q之间的距离.有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落,落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,它们向上运动到达的最高点P.(取g=10m/s
2 , k=9×10
9 N•m
2/C
2),求:
![](http://tikupic.21cnjy.com/1c/cb/1ccb5ad206552702c23bac1870e92ff6.png)