Question

4．在真空中O點放一個點電荷Q=+1.0×10^-9C，直線MN通過O點，OM的距離r=30cm，M點放一個點電荷q=-1.0×10^-10C，如圖所示，求：
（1）q在M點受到的作用力；
（2）M點的場強；
（3）拿走q后M點的場強；
（4）M、N兩點的場強哪點大；
（5）如果把Q換成-1.0×10^-9C的點電荷，M點的場強情況如何．

Answer 1

分析 （1）直接根據(jù)庫侖定律公式進行計算即可．
（2）依據(jù)場強的定義式E=$\frac{F}{q}$，即可求出在M所在處的場強的大小．
（3）電場強度反映電場本身的性質，與試探電荷無關．
（4）根據(jù)點電荷場強公式E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$比較M、N兩點的場強大�。�
（5）把Q換成-1.0×10^-9C的點電荷，M點的場強大小不變，方向相反．

解答 解：（1）根據(jù)庫侖定律公式得：
q在M點受到的作用力 F=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$=9×10⁹×$\frac{1{0}^{-9}×1{0}^{-10}}{0．{3}^{2}}$N=1×10^-8N，方向：由M指向0（或向左）
（2）根據(jù)電場強度定義式得：
M點的場強大小 E=$\frac{F}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-8}}{1{0}^{-10}}$=100N/C，方向：由M指向N（或向右）
（3）電場強度是由電荷所受電場力與其電量的比值來定義．比值與電場力及電量均無關．
拿走點電荷q后M點的場強，E=100N/C，方向：由M指向N（或向右）
（4）Q產生的電場在M、N兩點的電場強度，由于E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$，可知M電場強度比N點的大．
（5）把Q換成-1.0×10^-9C的點電荷，由E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$，可知M點的場強大小仍為100N/C，方向：向左．
答：
（1）q在M點受到的靜電力的大小是1×10^-8N和方向由M指向O
（2）Q產生的電場在M點的電場強度大小是100N/C，方向由M指向N．
（3）拿走點電荷q后M點的電場強度大小是100N/C，方向由M指向N．
（4）Q產生的電場在M點的電場強度大．
（5）把Q換成-1.0×10^-9C的點電荷，M點的場強大小仍為100N/C，方向：向左．

點評 本題很簡單直接考查了庫侖定律和電場強度定義式的應用，對于這些公式一定要明確其適用條件和公式中各個物理量的含義．