高中物理中,關於等量異種電荷的場強、電勢關係你是否已經掌握,通過這個例題#37度物理#,我們一起來自查加鞏固提升。
例題:
如圖所示,在X軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點為圓心、L/2為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個點,其中a、c兩點在X軸上,b、d兩點關於X軸對稱。下列判斷正確的是( )

A、b、d兩點處的電勢相同B、四個點中c點處的電勢最低C、b、d兩點處的電場強度相同D、將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小
分析:
本題中兩等量異種點電荷在各處的場強疊加、電勢疊加,考查學生對等量異種電荷電場強度分布、電勢高低分布的掌握程度及熟練運用程度。
上下b、d點電場強度大小、電勢高低相等,電場強度方向關於X軸對稱,電場強度方向不同,所以只是電勢相同,電場強度不同,疊加關係如圖所示;
而a、c兩處電場強度由於疊加,Ea<Ec,所以自高電勢+Q處向周圍輻射電勢降低,且沿著電場強度大的地方降低的更快,有ψa>ψc.
解析:
(1)由於b、d距+Q和-Q的距離相等


兩等量異種電荷在b、d處產生的電場強度大小相等,疊加後的E合b與E合d的大小相等,方向關於X軸對稱。
電場強度是矢量,大小、方向只要有一個不同,就不相同,所以b、d的電場強度不同。
C錯。
用電場力做功思路得出,將一試探電荷+q從+Q到b或者d,電場力做的正功相等。
A對。
(2)由於a距+Q近,距-Q遠,兩等量異種電荷在a點產生的場強方向相反,合場強需作差,方向向左;

c距+Q、-Q的距離相等,兩等量異種電荷在a點產生的場強方向相同,合場強需作和,方向向右;
根據場強疊加得E合a <E合c。

同樣根據電場力做功得ψa>ψc。(也可以用口訣:場強大,電勢變得快)

對於標量電勢能EP,正電荷在低電勢處具有小電勢能。
D對。
(3)同上,沿著電場線方向,電勢逐漸降低,且在電場強的地方變化(此處是降低)的更快,所有ψa>ψb=ψd>ψc.

總結本題需要的知識點:
1、點電荷場強公式
2、電勢能公式
3、場強的矢量疊加(平行四邊形定則)
4、電場強度越強的地方,電勢變化的快,電勢能變化也越快
5、等量異種電荷的電場線、等勢面