题目
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
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
解:根据等势线的分布情况得知,等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线是一条等势线,各点电势相等,任意两点间的电势差为零,根据电场力做功公式
可以知道,移动电荷时电场力不做功.
所以C选项是正确的
解:根据等势线的分布情况得知,等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线是一条等势线,各点电势相等,任意两点间的电势差为零,根据电场力做功公式
可以知道,移动电荷时电场力不做功.所以C选项是正确的
解析
考查要点:本题主要考查等量异种电荷电场的等势面分布及电场力做功的判断。
解题核心思路:
- 等量异种电荷的对称性:两电荷连线的垂直平分线是等势线,各点电势相等。
- 电场力做功的判断依据:电场力做功只与初末位置的电势差有关,若两点电势相等,则电场力不做功。
破题关键点:
- 明确垂直平分线为等势线,电势差为零。
- 无论点电荷$q$的正负,沿等势面移动时电场力均不做功。
等量异种电荷的电场特性:
- 两电荷$+Q$和$-Q$的连线垂直平分线是等势线,各点电势相等。
- 原因:垂直平分线上任意一点到$+Q$和$-Q$的距离相等,电势为两电荷电势的代数和,即
$\varphi = \frac{kQ}{r} + \left(-\frac{kQ}{r}\right) = 0.$
因此,垂直平分线是零电势面,且各点电势相同。
电场力做功的判断:
- 电场力做功公式为$W = q \cdot U_{\text{初末}}$。
- 若初末位置电势差$U_{\text{初末}} = 0$,则$W = 0$,电场力不做功。
- 题目中点电荷$q$沿垂直平分线移动,初末位置电势差为零,故电场力不做功。
选项分析:
- C选项正确:电场力不做功。
- D选项错误:电场力做功与$q$的正负无关,仅由电势差决定。