问题描述:
如图,真空中xoy平面直角坐标系上有ABC三点,A、B两点坐标分别为(-l,0)、(l,0).若将电荷量均为q(q>0)的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量为k,取无穷远处电势为零.通过计算,说明:(1)在y正半轴上,存在一点C,该处电场强度E为y轴上所有点处场强最大的位置,求出该点的坐标;
(2)O点处,电场强度E0为零,而电势φ0>0.
(3)在图中给定的φ-x坐标系上,定性画出这两个点电荷的电场,在x轴上的电势分布曲线.
最佳答案:
(1)设AC连线与水平方向夹角为θ,两个电荷在C点产生的场强均为:EA=EB=
kQ | ||
(
|
kQ |
l2 |
故EC=2EAsinθ=2
kQ |
l2 |
kQ |
l2 |
积化和差,有:
EC=
kQ |
l2 |
当θ=35.262°时,EC有最大值,故C点的纵坐标为:l=ltan35.262°=0.71 l,故C点坐标为(0.71 l,0);
(2)点O的场强为零,从O向+y方向,电场方向向上,故电势逐渐降低,而无穷远处电势为零,故φ0>0.
(3)这两个点电荷的电场,在x轴上的电势分布,如图所示:
答:(1)该点的坐标为(0.71 l,0);
(2)O点电场强度E0为零,而电势φ0>0;
(3)在x轴上的电势分布曲线如图所示.
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