(2009•上海模拟)两个点电荷固定于x轴上,电量大小分别为Q和4Q,在它们形成的电场中,有一个带正电的试探电荷q从无限

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  • 解题思路:由图读出电势能EP,由φ=

    E

    P

    q

    ,分析电势.EP-x图象的斜率

    E

    P

    △x

    =F,即斜率大小等于电场力大小.由F=qE,分析场强.根据正电荷在电势高处电势能大,分析电势变化,确定场强的方向,由x0点场强为零,判断两电荷的电性和电量的大小.最后根据

    E=

    kQ

    r

    2

    确定电荷所在的位置.

    (1)根据正电荷在电势高处电势能大,可知,带正电的试探电荷从远处移近x0的过程中,电势能减小,电势降低,所以电场的方向指向x的负方向;从x0移动到x=0的过程中,电势能增大,电势升高,所以电场的方向指向x正方向.所以:在x轴的正半轴上各点场强方向为::(0~x0)x正方向(x0~+∞)x负方向.

    (2)由图知,EP-x图象的斜率

    △EP

    △x=F=qE,则知x0点场强为零.

    两个点电荷的合场强为0,说明两个点电荷一定是一正一负;当x→0时,电势能EP→∞;说明了x=0处一定是正电荷.

    由E=

    kQ

    r2和(1)中已经判断出的场强的方向,可以进一步判定,正电荷的电荷量一定是Q,离开x 0点的距离近;负电荷的电荷量是4Q.

    由E=

    kQ

    r2得:

    r1

    r2=

    Q

    4Q=

    1

    2,即点电荷-4Q到x0的距离是Q到x0的距离的2倍.所以它的坐标是:(-x0,0)

    故答案为:(0~x0)x正方向(x0~+∞)x负方向,Q(0,0)-4Q(-x0,0).

    点评:

    本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.

    考点点评: 本题一要抓住EP-x图象的斜率△EP△x=qE分析场强的变化.二要根据推论正电荷在电势高处电势能大,分析电势的变化,确定电荷的电性.最后根据E=kQr2确定电荷所在的位置.