题目内容
(2013?常德模拟)有两个正电荷和两个负电荷,电荷量相等,分别放在正方形的四个顶点处,如图所示.A、B、C、D为正方形四条边的中点,O为正方形的中心,以无穷远处为电势零点.下列说法中正确的是( )
分析:根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则求解.
电荷在等势面上移动,电场力做功为0.
根据电场力做功量度电势能的变化.
电荷在等势面上移动,电场力做功为0.
根据电场力做功量度电势能的变化.
解答:解:A、B:设正方向边长为L,每个电荷电量为Q,如图
若将四个电荷分成a与d,b与c两组,则AC是两组电荷的垂直平分线,是粒子电荷的等势线;所以AC两点的电势相等;
ad两个电荷的合场强的方向向下,A点的场强大于C点的场强;bc两个点电荷的合场强方向向上,C点的场强大于A点的场强;四个点电荷的合场强方向:A向下,C向上.
同理,若将四个电荷分成a与b,c与d两组,可得:BD两点的电势相等,B点场强的方向向右,D点的方向向左.
所以ABCD四点的电场强度的方向不同,电势相等,故A错误,B正确.
C:由以上分析可知,AC是一条等势线,故带正电的试探电荷从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能不变.故C错误;
D:对O点研究:两个正电荷在O点的合场强为零,两个负电荷在O点的合场强为零,故O点的场强为0.
过O点的垂线位于过AC和BD两条等势线的等势面上,这两个等势面与无穷远处的电势相等,为0,所以过O的垂线的电势都为0.故D正确.
故选:BD.
若将四个电荷分成a与d,b与c两组,则AC是两组电荷的垂直平分线,是粒子电荷的等势线;所以AC两点的电势相等;
ad两个电荷的合场强的方向向下,A点的场强大于C点的场强;bc两个点电荷的合场强方向向上,C点的场强大于A点的场强;四个点电荷的合场强方向:A向下,C向上.
同理,若将四个电荷分成a与b,c与d两组,可得:BD两点的电势相等,B点场强的方向向右,D点的方向向左.
所以ABCD四点的电场强度的方向不同,电势相等,故A错误,B正确.
C:由以上分析可知,AC是一条等势线,故带正电的试探电荷从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能不变.故C错误;
D:对O点研究:两个正电荷在O点的合场强为零,两个负电荷在O点的合场强为零,故O点的场强为0.
过O点的垂线位于过AC和BD两条等势线的等势面上,这两个等势面与无穷远处的电势相等,为0,所以过O的垂线的电势都为0.故D正确.
故选:BD.
点评:本题以点电荷形成电场为背景,考查电场强度的叠加、电势、电场力做功与电势能改变等.
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