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如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1×10-8C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上.(1)x坐标轴上那个位置的电场强度为零?(2)x坐标轴上那些地方的电场强度方向是沿x轴的
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如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1×10-8C,分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上.
(1)x坐标轴上那个位置的电场强度为零?
(2)x坐标轴上那些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的?
(1)x坐标轴上那个位置的电场强度为零?
(2)x坐标轴上那些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的?
▼优质解答
答案和解析
(1)某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的叠加,是合场强.
根据点电荷的场强公式E=
所以要使电场强度为零,那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强大小相等方向相反.
不会在Q1的左边,因为Q1的电荷大于Q2,也不会在Q1 Q2之间,因为它们电荷相反,在中间的电场方向都是一样的
所以,只能在Q2右边.
设该位置据Q2的距离是L,
所以
=
解得L=6cm
所以x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)在Q1 Q2之间,正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向沿x轴正方向,所以实际场强也是沿x轴正方向,
根据点电荷的场强公式得x坐标轴大于12cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域.
所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
答:(1)x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
根据点电荷的场强公式E=
kQ |
r2 |
所以要使电场强度为零,那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强大小相等方向相反.
不会在Q1的左边,因为Q1的电荷大于Q2,也不会在Q1 Q2之间,因为它们电荷相反,在中间的电场方向都是一样的
所以,只能在Q2右边.
设该位置据Q2的距离是L,
所以
kQ1 |
(L+0.06)2 |
kQ2 |
L2 |
解得L=6cm
所以x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)在Q1 Q2之间,正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向沿x轴正方向,所以实际场强也是沿x轴正方向,
根据点电荷的场强公式得x坐标轴大于12cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域.
所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
答:(1)x坐标轴上x=12cm处的电场强度为零.
(2)x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞).
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