题目
16.如图所示,正方形的边长为a,在四个顶点上分别放置4个正的点电荷,电量分别为 q,2q,q,3q,正方形中心O点处的电场强度的大小和电势分别为( )。 A. dfrac (q)(4pi {varepsilon )_(0)(a)^2},dfrac (7q)(4pi {varepsilon )_(0)a}A. dfrac (q)(4pi {varepsilon )_(0)(a)^2},dfrac (7q)(4pi {varepsilon )_(0)a}A. dfrac (q)(4pi {varepsilon )_(0)(a)^2},dfrac (7q)(4pi {varepsilon )_(0)a}A. dfrac (q)(4pi {varepsilon )_(0)(a)^2},dfrac (7q)(4pi {varepsilon )_(0)a}
16.如图所示,正方形的边长为a,在四个顶点上分别放置4个正的点电荷,电量分别为 q,2q,q,3q,正方形中心O点处的电场强度的大小和电势分别为
( )。




题目解答
答案
在电场中,点电荷产生的电场强度可以用公式
来计算,其中
,Q是点电荷的电荷量,r是到点电荷的距离。
对于电势,点电荷产生的电势可以用公式
来计算。
在本题中,正方形四个顶点放置了不同电荷量的点电荷,需要分别计算每个点电荷在中心O点产生的电场强度和电势,然后进行合成。
A 选项
先计算电场强度。四个点电荷在O点产生的电场强度分别为:
q在O点产生的电场强度
2q在O点产生的电场强度
q在O点产生的电场强度
3q在O点产生的电场强度
由于对称性,水平和竖直方向的电场强度相互抵消,∴合电场强度
,而
,
∴
,A 选项电场强度错误。
再计算电势。四个点电荷在O点产生的电势分别为:
q在O点产生的电势
2q在O点产生的电势
q在O点产生的电势
3q在O点产生的电势
总电势
而
,
∴
A 选项电势错误。
B 选项
电场强度
与前面计算结果相同,正确。
电势
,正确。
C 选项
电场强度
,与前面计算结果不同,错误。
电势
,与前面计算结果不同,错误。
故本题答案为:B。