例:如图所示,

等量异种电荷的电场强度图(等量异同种电荷电场换马甲题目)(1)

电荷量分别为q和一q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则()

A.a点和b点的电势相等

B.a点和b点的电场强度大小相等

C.a点和b点的电场强度方向相同

D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加

解析:

b点距q近,a点距-q近,则b点的电势

高于a点的电势,A项错误。如图所示,

等量异种电荷的电场强度图(等量异同种电荷电场换马甲题目)(2)

a、b两点的电场强度可视为E₃与E₄、E₁与E₂的合电场强度。其中E₁∥E₃,E₂∥E₄,且知E₁=E₃,E₂=E₄,故合电场强度Ea与Eb,大小相等、方向相同,B、C项正确。由于φa<φb,负电荷从低电势移至高电势的过程中,电场力做正功,电势能减少,D项错误。

强行求解:应用电势公式φ=kQ/r,电势能公式Ep=kQq/r.

巧妙求解:如图

等量异种电荷的电场强度图(等量异同种电荷电场换马甲题目)(3)

解析:a、b、q、-q位置以及两个点电荷的电场线、等势线如图所示,c点是a点关于q、-q连线的对称点,在同一个等势面上,所以φa=φc,c点又是b点关于两个电荷连线中垂线的对称点,在同一条电场线上,沿着电场线方向电势逐渐降低,所以φb>φc,综合可得φb>φa,A选项错误。根据Ep=qφ,结合φb>φa,所以负电荷在b点的电势能更小,D选项错误。a、b两点到两点电荷连线的距离相等,且关于两点电荷连线中点对称,可知a、b两点的电场强度大小相等,方向相同,BC选项均正确。

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