Question

3．兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A點(diǎn)為MN上的一點(diǎn)．一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)．則
（1）做出試探電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，并判斷試探電荷q靜電力作用下做什么運(yùn)動(dòng)？電場(chǎng)力如何變化？加速度如何變化？
（2）判斷電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？試探電荷q電勢(shì)能如何變化？
（3）做出幾條電場(chǎng)線．取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，判斷A、O兩點(diǎn)電勢(shì)的高低及正負(fù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)同種等量正電荷電場(chǎng)線的特點(diǎn)，判斷出電場(chǎng)力的大小，再利用牛頓第二定律判斷加速度的變化；
（2）根據(jù)電場(chǎng)力與位移方向判斷做正功還是負(fù)功，電勢(shì)能變化由電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功確定；
（3）根據(jù)電場(chǎng)線與電勢(shì)的關(guān)系，判斷A、O兩點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系．

解答 （1）作出的試探電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力如右圖所示；由于電場(chǎng)力與電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，但是從A到O場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力減小，則試探電荷q靜電力作用下做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，加速度隨著電場(chǎng)力的減小而減��；
（2）電場(chǎng)力方向與試探電荷q的運(yùn)動(dòng)方向相同，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小；
（3）作出的電場(chǎng)線如圖所示，把負(fù)電荷從A移到O，電場(chǎng)力做正功，即${U}_{AO}=\frac{{W}_{AO}}{q}$，W_AO為正值，q為負(fù)電荷為負(fù)值，則UAO=φ_A-φ_O＜0，
即A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)低，且A、O兩點(diǎn)電勢(shì)都為正值．
答：（1）做出試探電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力如右圖所示，試探電荷q靜電力作用下做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力如何逐漸減小，加速度逐漸減��；
（2）電場(chǎng)力做正功，試探電荷q電勢(shì)能減��；
（3）做出幾條電場(chǎng)線如圖所示，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)低，且A、O兩點(diǎn)電勢(shì)都為正值．

點(diǎn)評(píng) 注意記憶常見的幾種電荷的電場(chǎng)線及其特點(diǎn)，對(duì)于這類題的解答就能比較輕松，而且不會(huì)出錯(cuò)．