如图所示,两电荷量分别为-Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上,两者相距为L,以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直于MN,下列说法正确的是
A.c、d两点的电势相同
B.a点的电势高于b点的电势
C.c、d两点的电场强度相同
D.a点的电场强度小于b点的电场强度
A
【详解】
A、B、a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上,可知+2Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的,所以a、b、c、d四点的总电势可以通过-Q产生的电场的电势确定,根据顺着电场线方向电势降低可知,b点的电势最高,c、d两点对称电势相等,a点电势最低;故A正确,B错误.
C、+2Q的场源在c、d两点产生的场强大小相等,-Q的场源在c、d两点的产生的场强大小也相等,根据场强的合成可知两点的总场强大小相等,但方向不同,故c、d两点的电场强度不同;故C错误;
D、由点电荷的场强公式,合成可得,方向向左;,方向向右;故;则D错误.
故选A.
【点睛】
本题考查判断电势、场强大小的能力,要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定,并且要充分利用电场的叠加原理进行分析.
电场:
电场力做功的计算方法:
(1)由功的定义式计算,此公式只适用于匀强电场中,可变形为式中x为电荷初、末位置在场强方向上的位移。
(2)依据计算,对任何电场都适用。对于的符号有两种处理方法:
①将的绝对值代入中计算,得电场力做功的绝对值,再根据电场力方向、位移方向来判定功的正负,或南其他方法判定功的正负。
②直接将的数值及符号代入中计算。计算结果直接表明电场力做功的多少及做功的正负。当时,;否则
(3)根据电场力做功与电势能变化量的关系,即。其中,对任何电场都适用。
(4)由动能定理计算,。此方法对任何电场、任何形式的运动都适用。
电场力与静电力:
(1)人们很早就已经发现,带同种电荷的物体相互排斥,带异种电荷的物体相互吸引,这种带电体之间或电荷之间的相互吸引或排斥的力就叫静电力。静电力也叫库仑力,其实质是电场力。
(2)电场对放入其中的电荷的作用力叫做电场力,电场力的施力物体是电场,受力物体是放入其中的电荷。
①电场力的大小既与电荷本身所带电荷量有关,又与电荷所在处的场强有关。由,得,即电场力的大小等于电荷本身所带电荷量与所在处场强的乘积。
②电场力的方向:正电荷所受电场力方向与所在处场强方向相同;负电荷所受电场力方向与所在处场强方向相反。
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