题目
【题文】电量为q的点电荷,在两个固定的等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线上移动,则( )A. 电场力做正功B. 电场力做负功C. 电场力不做功D. 电场力做功的正负,取决于q的正负
【题文】电量为q的点电荷,在两个固定的等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线上移动,则( )
A. 电场力做正功
B. 电场力做负功
C. 电场力不做功
D. 电场力做功的正负,取决于q的正负
题目解答
答案
C. 电场力不做功
解析
考查要点:本题主要考查等量异种电荷电场的对称性及电场力做功的条件。
解题核心思路:
- 明确等量异种电荷的电场线分布特点,特别是垂直平分线的等势性。
- 判断点电荷移动路径是否处于同一等势面上,从而确定电场力是否做功。
破题关键点:
- 垂直平分线是等势面,电势处处相等。
- 电场力做功仅与初末位置的电势差有关,若路径为等势面,则电场力不做功。
等量异种电荷的电场特性:
- 垂直平分线的电场方向:
垂直平分线上任意一点的场强方向均沿平分线,且大小相等。 - 垂直平分线的电势特性:
由于正负电荷对称分布,垂直平分线上各点的电势为零,形成等势面。
点电荷移动分析:
- 点电荷$q$在垂直平分线上移动时,始终处于同一等势面上。
- 电场力做功公式:
$W = q \Delta \phi$
其中$\Delta \phi$为初末位置的电势差。 - 因为$\Delta \phi = 0$,所以$W = 0$,即电场力不做功。
选项辨析:
- 选项C正确:电场力不做功。
- 选项D错误:电场力做功与$q$的正负无关,因为等势面内电势差为零。