题目内容
在如图所示,以O点为圆心,以r为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,空间有一与x轴正方向相同的匀强电场,同时,在O点固定一个电量为+Q的点电荷.如果把一个带电量为-q的检验电荷放在c点,恰好平衡,求:(1)匀强电场的场强大小E为多少?
(2)a、d点的合场强大小各为多少?
(3)如果把O点的正点电荷+Q移走,把点电荷-q从c点沿x轴移到a点,求电场力做的功及点c、a两点间的电势差.
【答案】分析:(1)根据点电荷在c点受力平衡列式即可求解E;
(2)根据矢量合成原则,即可求解ad两点的场强大小;
(3)根据恒力做功公式求解电场力做的功,根据U=
求解电势差.
解答:解:(1)点电荷-q在c点受力平衡,则有
,
解得:E=
.
(2)在a点的合场强大小为
Ea=EQ+E=

d点的合场强为点电荷+Q和匀强电场的矢量叠加,有
Ed=
.
(3)电场力做功W=-qE?2r=-2
,
Uca=
.
答:(1)匀强电场的场强大小E为
;
(2)a点场强大小为
,d点的合场强大小为
;
(3)如果把O点的正点电荷+Q移走,把点电荷-q从c点沿x轴移到a点,电场力做的功为-2
,
点c、a两点间的电势差为
.
点评:本题主要考查了库仑定律、场强的合成原则、电场力做功的特点及电场力做功与电势差之间的关系,难度适中.
(2)根据矢量合成原则,即可求解ad两点的场强大小;
(3)根据恒力做功公式求解电场力做的功,根据U=
解答:解:(1)点电荷-q在c点受力平衡,则有
解得:E=
(2)在a点的合场强大小为
Ea=EQ+E=
d点的合场强为点电荷+Q和匀强电场的矢量叠加,有
Ed=
(3)电场力做功W=-qE?2r=-2
Uca=
答:(1)匀强电场的场强大小E为
(2)a点场强大小为
(3)如果把O点的正点电荷+Q移走,把点电荷-q从c点沿x轴移到a点,电场力做的功为-2
点c、a两点间的电势差为
点评:本题主要考查了库仑定律、场强的合成原则、电场力做功的特点及电场力做功与电势差之间的关系,难度适中.
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