题目内容
如图所示,A、B两个电荷量不等的固定点电荷,分别带有负电(-Q
1)和正电(+Q
2),在它们连线延长线上的O点场强等于0.在O点左右两侧的上述直线上各有一点C和D,在O点上下该直线两侧的对称位置各有一点F和G,这四点分别与O点的电势差值正好相等,并且知道F、G两点的电势都低于O点.那么C、D、F、G、O各点电势高低的关系应是( )
A、φF=φG<φO<φC=φD | B、φC>φO>φF>φG>φD | C、φC>φO>φF=φG>φD | D、φD>φO>φF=φG>φC |
分析:由题,O点的电场强度恰好为零,说明点电荷Q1和Q2在O点的电场强度大小相等、方向相反,在C点,正点电荷Q2的电场强度大于负点电荷Q1的电场强度,则可知合场强的方向,同理可知D点的合场强方向,就能判断CD点的电势与O点的电势的关系.知道F、G两点的电势都低于O点,所以φO>φF=φG.
解答:解:根据点电荷的电场强度的计算公式:
E=得:
EAO=,
EBO=;
由题,O点的电场强度恰好为零,说明点电荷Q
1和Q
2在O点的电场强度大小相等、方向相反.所以
=;
设
=a,则
EAC=,
EBC=,AO>BO,所以E
BC>E
AC,所以C点的场强的方向与Q
2在C点产生的电场强度的方向相同,即由C指向O,所以φ
C>φ
O.
设
=b,则
EAD=,
EBD=,AO>BO,所以E
BD<E
AD,所以D点的场强的方向与Q
2在D点产生的电场强度的方向相反,即由D指向O,所以φ
D>φ
O.
由于CD分别与O点的电势差值正好相等,所以φ
O<φ
C=φ
D由题知道F、G两点的电势都低于O点,所以φ
O>φ
F=φ
G.所以:φ
F=φ
G<φ
O<φ
C=φ
D故A正确.
故选:A
点评:本题的突破口是O点的电场强度为零,可根据数学知识严格分析C点和D点场强的方向.
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