Question

在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10^-9C，直线MN通过O点，OM的距离r=30cm，M点放一个点电荷q=-1.0×10^-10C，如图所示，求：
（1）q在M点受到的作用力；
（2）M点的场强；
（3）拿走q后M点的场强；
（4）若点电荷q从M移动到N，克服电场力做功1.0×10^-9J，求M、N两点电势差U_MN．

Answer 1

分析：直接根据库伦定律公式进行计算即可；依据库伦定律求出q所受电场力，然后利用电场强度的定义式即可求出在M所在处的场强的大小；电场强度是由电场本身决定；利用电势差的定义式求MN两点的电势差．

解答：解：（1）根据库伦定律公式得：F=k

Qq

r2

=9×109×

1.0×10-9×1.0×10-10

0.32

N=10-8N
方向：由M指向0（或向左）
（2）根据电场强度定义式得：E=

F

q

=

10-8

10-10

N/C=100N/C
方向：由M指向N（或向右）
（3）电场强度是由电场本身决定，所以拿走点电荷q后M点的场强，E=100N/C
方向：由M指向N（或向右）
（4）据电势差的定义式得：UMN=

W

q

=

-1.0×10-9

-1.0×10-10

V=10V
答：（1）q在M点受到的作用力为10^-8 N，方向由M指向0（或向左）；
（2）M点的场强为100N/C，方向由M指向N（或向右）；
（3）拿走q后M点的场强不变；
（4）若点电荷q从M移动到N，克服电场力做功1.0×10^-9J，求M、N两点电势差U_MN为10V．

点评：本题直接考查了库伦定律、电场强度和电势差定义式，对于这些公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义并明确电势差和场强由电场本身决定．