题目内容

2.如图所示,在真空中等边三角形三个顶点A、B、C处分别固定点电荷-Q、+Q、+Q,此时三角形中心O处场强大小为E,电势为U,选无穷远处电势为零,现将A处的-Q换成+Q,其他条件不变,则中心O处场强大小和电势分别为(  )
A.E,3UB.0,3UC.E,UD.0,U

分析 根据对称性和电场的叠加原理分析场强的大小.根据三角形三个顶点A、B、C处分别固定点电荷-Q、+Q、+Q时,-Q与+Q在O点的电势为零,从而确定出另一个+Q在O点的电势,从而能求出将A处的-Q换成+Q后O点的电势.

解答 解:将A处的-Q换成+Q,三个+Q在O点产生的场强大小相等,夹角均为120°,根据电场的叠加原理可知,O处的场强大小为0.
根据三角形三个顶点A、B、C处分别固定点电荷-Q、+Q、+Q时,-Q与+Q连线的垂直平分线是一条等势线,其电势与无穷远处电势相等,则-Q与+Q形成的电场在O点的电势为零,根据电场的叠加原理知,另一个+Q在O点的电势为U,所以将A处的-Q换成+Q后O点的电势为 3U.故B正确.
故选:B

点评 本题是电场的叠加问题,关键要掌握等量异种电荷等势面的分布情况,知道它们的连线的垂直平分线是一个等势面,且一直延伸到无穷远.

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