- 静电场物理点金课
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相关例题：
题目：计算点电荷在静电场中的电势能变化
例题：
假设有一个点电荷Q被放置在一个边长为a的正方形区域内，该区域一边为无穷远处，另一边为接地导体板，已知点电荷Q的电荷量为+q，求点电荷在静电场中的电势能变化。
首先，我们需要知道静电场中电势能的定义：电荷在静电场中某一点的电势能等于该点电势与该电荷电荷量的乘积。
根据题意，我们可以列出点电荷在各个位置的电势能表达式：
1. 点电荷Q在无穷远处时，电势能为：
E1 = qφ∞
2. 点电荷Q在接地导体板处时，由于导体板接地，电势为零，所以电势能为：
E2 = 0
3. 点电荷Q在正方形区域内任意一点时，由于该区域为等势体，所以电势为：
φ = kQ/r
其中r为点到接地导体板的距离。
根据电势能的定义，我们可以得到点电荷在静电场中的电势能变化为：
ΔE = E2 - E1
接下来，我们需要求解r的变化量Δr。根据题意，点电荷Q在正方形区域内运动，因此Δr的变化量与点电荷Q的运动轨迹有关。假设点电荷Q的运动轨迹为曲线y = f(x)，则Δr = |y|。
假设点电荷Q从正方形区域边缘上的点A运动到接地导体板处，则Δr = |f(a)|。
根据能量守恒定律，点电荷Q在静电场中的电势能变化等于其动能的变化量。因此，我们可以使用动能定理求解点电荷Q的动能变化量ΔEk。由于题目中未给出具体的运动轨迹，因此无法直接求解ΔEk。但是可以知道ΔEk与Δr成正比，即ΔEk = kΔr。
注意：以上解答仅供参考，具体解题过程可能因实际情况而有所不同。在实际应用中，需要根据具体情况进行具体分析和求解。
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