Question

17．如图所示，两个等量异号点电荷M、N分别固定在A、B两点，F为AB连线中垂线上某一点，O为AB连线的中点．且AO=OF，E和φ分别表示F处的场强大小和电势．将某试探负点电荷由F处静止释放时，其电势能和加速度大小分别用ε和a表示，取无穷远处为电势零点．若将负点电荷N移走，则（　　）

• A． E不变
• B． φ升高
• C． ε变小
• D． a变大

Answer 1

分析 首先根据场强叠加原理求出电场强度；然后根据电场强度与电场线及电场线与等势面的关系得到电势的大小；再由电势能与电势的关系得到电势能；最后，由库仑定律和牛顿第二定律得到加速度，然后进行比较．

解答 解：令电荷M、N都存在时为状态1，各物理量用下标1表示；只有电荷M时为状态2，各物理量用下标2表示；
A、状态1时，电荷M、N对在F处的电场强度大小都为E₀，两者相互垂直，根据电场叠加定理可得：合场强${E}_{1}=\sqrt{2}{E}_{0}$，方向水平向右；状态2时，电荷M在F处的电场强度也是E₀，方向沿AF连线方向；所以若将负点电荷N移走，则E改变，故A错误；
B、状态1时，易知在AB连线的中垂线上电场强度方向处处水平向右，所以，中垂线为一条等势线，所以，φ₁=0；状态2时，只有正电荷M，所以φ₂＞0；可得：若将负点电荷N移走，则φ升高，故B正确；
C、电势能?=qφ，所以?₁=0，?₂＜0，所以?变小，故C正确；
D、F=qE，$a=\frac{F}{m}=\frac{qE}{m}$，试探电荷q，m不变，所以a变小，故D错误．
故选：BC．

点评 求电势能的时候要注意电荷的正负，我们一般设无穷远处或电荷处（只有一个点电荷时，有时会用），电势能是标量，有可能是负值．