题目
如图所示,在点电荷 +9 的电场中,若取图中M-|||-点为电势零点,则P点的电势为 ()-|||-+q-|||-a " a-|||-A. dfrac (q)(4pi {varepsilon )_(0)a}-|||-B. dfrac (q)(8pi {varepsilon )_(0)a}-|||-C. -dfrac (9)(4pi {varepsilon )_(0)a}-|||-D. -dfrac (9)(8pi {varepsilon )_(0)a}

题目解答
答案

解析
本题考查点电荷电势的计算及电势零点的设定。关键点在于理解电势的叠加原理和零点选取对电势值的影响。
- 核心思路:点电荷的电势公式为 $\phi = \dfrac{kq}{r}$,其中 $k = \dfrac{1}{4\pi \varepsilon_0}$,$r$ 是点到电荷的距离。
- 破题关键:题目中规定M点为电势零点,需通过电势叠加原理调整参考点。假设点电荷位于O点,M点距离O点为 $2a$,P点距离O点为 $a$,则P点的电势为 $\phi_P = \phi_{\text{实际}} - \phi_M$,其中 $\phi_M = 0$。
步骤1:确定电势关系
点电荷在M点的电势为 $\phi_M = \dfrac{kq}{2a}$,但题目规定 $\phi_M = 0$,因此需将所有电势值调整为 $\phi_{\text{实际}} - \dfrac{kq}{2a}$。
步骤2:计算P点的电势
P点到电荷的距离为 $a$,其实际电势为 $\phi_{\text{实际}} = \dfrac{kq}{a}$。
调整后的电势为:
$\phi_P = \dfrac{kq}{a} - \dfrac{kq}{2a} = \dfrac{kq}{2a} = \dfrac{q}{8\pi \varepsilon_0 a}.$