Question

6．場源電荷Q=2×10^-4C，是正點電荷．檢驗電荷q=-2×10^-5C，是負點電荷，它們相距r=2m，且都在真空中，如圖所示．求：
（1）q受的靜電力．
（2）q所在的B點的場強E_B．
（3）若將q換為q′=4×10^-5C的正點電荷，再求q′受力及B點的場強．
（4）將檢驗電荷拿去后再求B點的場強．

Answer 1

分析 （1）根據庫侖定律求出q所受的靜電力．
（2）由電場強度的定義式求出B點的場強E_B；
（3）場強的大小與放入電場中電荷無關．由F=qE求電場力．
（4）場強是由電場本身決定的，與檢驗電荷無關．

解答 解：（1）根據庫侖定律得，q所受的靜電力為：
  F=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$=9×10⁹×$\frac{2×1{0}^{-4}×2×1{0}^{-5}}{{2}^{2}}$N=9N，方向由B指向A．
（2）根據電場強度的定義式知，B點的場強 E_B=$\frac{F}{q}$=$\frac{9}{2×1{0}^{-5}}$N/C=4.5×10⁵ N/C，方向由A指向B
（3）將q換為q′=4×10^-5C的正點電荷，B點的場強不變，則q′所受的靜電力大小 F′=q′E_B=4×10^-5×4.5×10⁵ N=18N，方向由A指向B．
（4）將受力電荷拿去后，B點的場強大小不變，仍然為4.5×10⁵N/C．
答：
（1）q受的靜電力為9N，方向由B指向A．　
（2）q所在的B點的場強E_B為4.5×10⁵ N/C，方向由A指向B．
（3）若將q換為q′=4×10^-5C的正點電荷，q′受力為18 N，方向由A指向，B點的場強大小為4.5×10⁵ N/C，方向由A指向B．　
（4）將檢驗電荷拿去后，B點的場強為4.5×10⁵ N/C，方向由A指向B．

點評 解決本題的關鍵掌握庫侖定律和電場強度的定義式，知道場強的大小由電場本身性質決定，與放入電場中的檢驗電荷無關．