以O(shè)為圓心,以r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d(a位于x軸正半軸,b位于y軸負(fù)半軸,c位于x軸負(fù)半軸,d位于y軸正半軸),空間有一與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng),同時(shí),在O點(diǎn)固定一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷。如果把一個(gè)帶電量為-q的檢驗(yàn)電荷放c點(diǎn),恰好平衡。問(wèn):(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小;(2)a、d點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng);(3)如果把O點(diǎn)的正電荷移走,把點(diǎn)電荷-q從c點(diǎn)沿x軸移到a點(diǎn),求電場(chǎng)力的功及c、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。
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解:如圖所示(1)點(diǎn)電荷-q在c點(diǎn)受力平衡,則有(kQq)/r^2=qE解得:E=(kQ)/r^2(2)在a點(diǎn),+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相同,所以,a點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為:Ea=EQ+E=(kQ)/r^2+(kQ)/r^2=(2kQ)/r^2d點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為點(diǎn)電荷+Q和勻強(qiáng)電場(chǎng)的矢量疊加,有Ed=√(E^2+E^2Q)=(√2)E=√2[(kQ)/r^2](3)電場(chǎng)力做功W=-qE·2r=-(2kQq)/rUca=ΙWΙ/q=(2qEr)/q=(2kQ)/r