EJU 2003 年第 1 回 物理 第 15 题

考点
电场与电场线
领域
电磁学
难度
简单
标准答案
⑤

解析摘要

标准解析

先改变负电荷的场方向

右侧q1q_1为正,在P产生背离q1q_1的电场,方向左上。左侧q2=−q1q_2=-q_1为负,在P产生指向q2q_2的电场,方向左下。两电荷大小相等,到P距离相等,因此两场大小也相等。

分量叠加时,向上的分量与向下的分量抵消;两个水平分量都向左,因而相加。合场沿负xx轴,图2中应取水平向左的方向。与等量同号情况相比,改变一个源电荷符号会使其整支电场矢量反向,而不仅改变场强的数值。

用统一公式也可验证:E=K(q2−q1, q1+q2)\boldsymbol E=K(q_2-q_1,\ q_1+q_2),其中K=k/(22d2)>0K=k/(2\sqrt2d^2)>0。代入q2=−q1q_2=-q_1,得到E=K(−2q1,0)\boldsymbol E=K(-2q_1,0),横分量为负,纵分量为零。

不要把负电荷处的电场箭头画成由电荷向外。电场定义为正试探电荷所受力的方向,正试探电荷会被负源电荷吸引,因此P处的箭头必须指向左下的负电荷。先画对这支箭头,再利用对称性,才能确定哪个分量消去。

也可把其中一电荷从正变负理解为把它原来贡献的整支箭头旋转半周。这样纵向由相加改为抵消,横向由抵消改为同向相加,正好解释两题答案方向的变化。

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