题目内容

9.如图所示,边长为a的正方形狀ABCD的四个顶点上分別固定电荷量为+q的正电荷,直线MN过正方形几何中心O且垂直正方形平面,在直线MN上有两点P和Q关于正方形平面对称,不计重力.下列说法正确的是(  )
A.O点的电场强度为零
B.P点和0点的电场强度相同
C.一负电荷从O点沿ON方向运动到Q点,该过程电荷的电势能增加
D.若在O点放一电量合适的负电荷,仅在电场力作用下,五电荷均能处于平衡状态

分析 根据电场的叠加原理和点电荷的场强公式结合分析场强的关系;再依据负电荷的电场力做功情况,来判定电势能的变化,最后根据电荷受到的电场力,并由力的合成法则,即可求解.

解答 解:AB、根据点电荷场强公式E=k$\frac{q}{{r}^{2}}$,结合矢量的叠加原理,知,四个+q在O产生的合场强大小为零,而在P点时四个点电荷产生的合场强不为零,则有:EP>EO.故A正确,B错误.
C、由上分析可知,ON的电场强度方向由O指向N,当一负电荷从O点沿ON方向运动到Q点,根据负电荷沿着电场线方向移动,则电场力做负功,那么该过程电荷的电势能增加,故C正确;
D、由A选项分析可知,在O点四个电荷在此的合电场强度为零,那么当在O点放任一电量的电荷,则合电场力为零,而要确保其它电荷也能处于平衡状态,则必须放一电量合适的负电荷,根据力的合成法则,结合力的平衡条件,那么五电荷均可能处于平衡状态,故D正确.
故选:ACD.

点评 解决本题的关键掌握点电荷的场强公式E=k$\frac{q}{{r}^{2}}$,知道点电荷的场强方向,会根据平行四边形定则进行场强的叠加,注意D选项不是O点的电荷处于平衡,而是其它的电荷也要处于平衡.

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