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2.如图所示,ab是长为l的带正电的金属细杆,O是金属细杆内部的中点,P是位于ab所在直线上的一点,P点到b点的距离为$\frac{l}{2}$,若O点处的电场强度大小为E1,电势为φ1;P点处的电场强度大小为E2,电势为φ2,则下列说法正确的是(  )
A.E1>E2,φ1>φ2B.E1>E2,φ1<φ2C.E1<E2,φ1>φ2D.E1<E2,φ1<φ2

分析 由于细杆均匀带电,O点ab对称点,则ab段在O点的电场互相抵消,而对于P,是整个杆都对其有作用,所以P点的场强大.

解答 解:将均匀带电细杆等分为无数段,每段可看作点电荷.设细杆带正电,根据电场的叠加原理,这些点电荷在P的合场强方向向右,
由于细杆均匀带电,O点ab对称点,则ab段在O点的电场互相抵消.
而对于P,是整个杆产生电场,而且杆各段在P点产生的场强方向相同,所以P点的场强大,即有E1<E2
依据沿着电场线方向,电势降低,而金属细杆电荷只分布在外表面,内部没有电场,则整个杆是等势体,即φ1b;那么φb>φ2
综上所述,故ABD错误,C正确;
故选:C.

点评 本题的解题关键要掌握电场的叠加原理,采用分割的方法,分段研究电场.因为我们只学过点电荷的电场或者匀强电场,而对于杆产生的电场没有学过,因而需要将杆看成是由若干个点构成,再进行矢量合成.

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