题目内容

如图所示,在匀强电场中,有一以O为圆心,r为半径的圆,ab和cd为该圆2条相互垂直的直径.现于O点固定一电量为Q的正点电荷(认为该点电荷未影响产生原匀强电场的电荷分布).将一电量为q的负检验电荷放于d点恰能平衡(不考虑重力).现将该检验电荷沿圆周移动,则(  )
分析:根据题意,电量为q的负检验电荷放于d点恰能平衡,电荷所受的Q的静电力与匀强电场的电场力二力平衡,可求得匀强电场的场强;在正点电荷Q的电场中,圆O是一个等势面.根据电场力做功多少,分析电势能的变化.
解答:解:设匀强电场的场强大小为E.
由题意,电量为q的负检验电荷放于d点恰能平衡,则得:qE=k
Qq
r2
,则得E=k
Q
r2
.匀强电场的方向沿d→c.
由d移到a,正点电荷Q对检验电荷不做功,匀强电场对检验电荷做功:W=-qEr=-
kQq
r
,则电势能增加量为
kQq
r
,故A正确.
B、由a移到b,正点电荷Q对检验电荷不做功,匀强电场对检验电荷也不做功,则电势能增加量为0,故B正确.
C、由c移到d,正点电荷Q对检验电荷不做功,匀强电场对检验电荷做功:W=qE?2r=-
2kQq
r
,则电势能增加量为-
2kQq
r
,故C错误.
D、由c移到b,正点电荷Q对检验电荷不做功,匀强电场对检验电荷做功:W=qEr=
kQq
r
,则电势能增加量为-
kQq
r
,故D错误.
故选:AB.
点评:解决本题的关键抓住正点电荷Q的电场中圆O是一条等势线,电场力不做功,再根据功能关系求解.
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