半径为 R 的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于 O 点,环上均匀分布着电量为 Q 的正电荷。点 A 、 B 、 C 将圆环三等分,取走 A 、 B 处两段弧长均为 的小圆弧上的电荷。将一点电荷 q 置于 延长线上距 O 点为 的 D 点, O 点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变, q 为( )
A .正电荷, B .正电荷,
C .负电荷, D .负电荷,
C
【详解】取走 A 、 B 处两段弧长均为 的小圆弧上的电荷,根据对称性可知,圆环在 O 点产生的电场强度为与 A 在同一直径上的 A 1 和与 B 在同一直径上的 B 1 产生的电场强度的矢量和,如图所示,因为两段弧长非常小,故可看成点电荷,则有
由图可知,两场强的夹角为 ,则两者的合场强为
根据 O 点的合场强为 0 ,则放在 D 点的点电荷带负电,大小为
根据
联立解得
故选 C 。
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。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析