EJU 2003 年第 1 回 物理 第 14 题

考点
电场与电场线
领域
电磁学
难度
简单
标准答案
③

解析摘要

标准解析

对称性消去水平分量

P到两个电荷的距离相同,且两电荷等量同为正,所以它们在P产生的电场大小相等。正电荷电场方向背离电荷:右下方q1q_1在P产生左上方向的场,左下方q2q_2在P产生右上方向的场。

把两场分解成水平与竖直分量。水平分量大小相等、方向相反,因此抵消;竖直分量都向上,因此相加。合电场沿正yy轴,图2中应寻找竖直向上的方向,而非任何斜向箭头。

若用公式,设两电荷单独场强大小为E0=kq1/(2d2)E_0=kq_1/(2d^2),每个向上的分量都是E0/2E_0/\sqrt2,所以Ey=2E0>0E_y=\sqrt2E_0>0,Ex=0E_x=0。这同时说明合场不是零;距离相等只保证大小相等,不能保证两个矢量方向相反。

容易误用的是“两相等电荷中间电场抵消”。只有在两电荷连线中点,两个场才完全反向。本题P在中垂线上方,左右场虽然具有镜像对称,却共有向上的分量。读出P的位置比仅记忆电荷同号或异号更重要。

图2箭头表示合场方向,不表示某一个源电荷到P的连线。完成叠加以后再与图比对,可以防止把任意一支原始斜向场误当成总场。

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