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电势与场强问题,请四个选项逐一进行详细解答

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/25 13:55:27
有一个大塑料圆环固定在水平面上,以圆环圆心为坐标原点建立平面直角坐标系.其上面套有两个带电小环1和小环2,小环2固定在圆环上某点(图中未画出),小环1原来在A点.现让小环1逆时针从A转到B点(如图a),在该过程中坐标原点O处的电场强度x方向的分量Ex随θ变化的情况如图b所示,y方向的分量Ey随θ变化的情况如图c所示,则下列说法正确的是(  )
A.小环2可能在AC间的某点B.小环1带负电,小环2带正电C.小环1在转动过程中,电势能先减后增D.坐标原点O处的电势一直为零
解题思路: 由点电荷电场强度的分布,结合矢量叠加原则,并根据圆的对称性,结合电场力做功导致电势能变化,从而即可求解.
解题过程:
解:A、小环2放AC之间的话,它在O的电场既有x方向分量,也有y方向分量,
小环1转到D点时,它在O点的场强只有y方向分量,不可能使Ex=0,与图b矛盾.所以A错误.
B、参照D选项的解释,即使B是其中一种可能,它也是不全面的,起码应该加上“可能”两个字,故B错误.
C、参照D选项的电荷分布,电场力先做负功再做正功,电势能先增大后减小,故C错误.
D、C处放一个-Q,A处+Q,可以得到b、c两条曲线.这样的话O点始终处于AC连线的中垂线上,电势为零.故D正确;
故选:D.
最终答案:略