在如图所示,以O点为圆心,以r为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,空间有一与x轴正方向相同的匀强电场,同时,在O点固定一个电量为+Q的点电荷.如果把一个带电量为-q的

◎ 题目

在如图所示,以O点为圆心,以r为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,空间有一与x轴正方向相同的匀强电场,同时,在O点固定一个电量为+Q的点电荷.如果把一个带电量为-q的检验电荷放在c点,恰好平衡,求:
(1)匀强电场的场强大小E为多少?
(2)a、d点的合场强大小各为多少?
(3)如果把O点的正点电荷+Q移走,把点电荷-q从c点沿x轴移到a点,求电场力做的功及点c、a两点间的电势差.
魔方格

◎ 答案

(1)点电荷-q在c点受力平衡,则有
k
Qq
r2
=qE

解得:E=k
Q
r2

(2)在a点的合场强大小为
Ea=EQ+E=k
Q
r2
+k
Q
r2
=2
k
Q
r2

d点的合场强为点电荷+Q和匀强电场的矢量叠加,有
Ed=

E2+EQ2
=

2
E=

2
k
Q
r2

(3)电场力做功W=-qE?2r=-2k
Qq
r 

Uca=
Wca
q
=
2qEr
q
=
2kQ
r

答:(1)匀强电场的场强大小E为k
Q
r2

(2)a点场强大小为2k
Q
r2
,d点的合场强大小为
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