题目内容
根据电磁学有关知识，在某一空间放一电荷量为Q的点电荷，设无穷远处电势为零，则距离点电荷为r的某点的电势公式为φ＝k
，其中k为静电力常量。
（1）如图甲所示，在圆心处有一电荷量为＋Q的点电荷，其等势面上a、b、c三点所在的圆半径分别为ra、rb和rc。试用题中公式证明：r越大，点电荷的等势面越稀，即rc－rb＞rb－ra。
（2）如图乙中虚线所示是电荷量分别为＋Q和－Q的等势面，试用题中公式证明：中垂线上任意一点P的电势为零。
（3）若将两个点电荷构成如图丙所示的电偶极子模型（指电荷量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构），点电荷q0沿以电偶极子为中心、半径为R的半圆弧从A移动到B，试求q0受到的电场力所做的功为多大？
解：（1）
, 
, 
因为 
所以 
即 
，
又由于
，所以有
即离点电荷越远的地方，等势面应画得越稀。 （5分）
（2）设两电荷到P点的距离均为r，则
（3分）
（3）电偶极子在A、B两点的电势为
， 
A、B两点的电势差为 
电场力做功为 
（5分）
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一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上，如图所示，AB段水平，BD段是半径为R的半圆弧，有一电荷量为Q的正点电荷固定在圆心O点．一质量为m、电荷量为q的带正电小环套在光滑绝缘杆上，在大小为F的水平恒力作用下从C点由静止开始运动，到B点时撤去恒力，小环继续运动到达D点，已知CB间距为
，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零）。
，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零）。