Question

1．如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為r，在a點(diǎn)處固定一電荷量為q（q＞0）的點(diǎn)電荷．一同學(xué)將一檢測電荷沿直線在ac間移動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)只在b點(diǎn)不需加力．不計(jì)重力，已知靜電力常量為K．求d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小．

Answer 1

分析 由題意可知，半徑為R均勻分布著電荷量為Q的圓盤上電荷，與在a點(diǎn)處有一電荷量為q（q＞0）的固定點(diǎn)電荷，在b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，說明各自電場強(qiáng)度大小相等，方向相反．那么在d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小即為兩者之和．因此根據(jù)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度為$E=k\frac{q}{{r}^{2}}$即可求解

解答 解：電荷量為q的點(diǎn)電荷在b處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為$E=k\frac{q}{{r}^{2}}$，
而半徑為R均勻分布著電荷量為Q的圓盤上電荷，與在a點(diǎn)處有一電荷量為q（q＞0）的固定點(diǎn)電荷，在b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，
則圓盤在此處產(chǎn)生電場強(qiáng)度也為$E=k\frac{q}{{r}^{2}}$．那么圓盤在此d產(chǎn)生電場強(qiáng)度則仍為$E=k\frac{q}{{r}^{2}}$．
而電荷量為q的點(diǎn)電荷在d處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為E′=k$\frac{q}{（3r）^{2}}$，
由于都在d處產(chǎn)生電場強(qiáng)度方向相同，即為兩者大小相加．
所以兩者這d處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為$\frac{10kq}{9{r}^{2}}$，
答：d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小$\frac{10kq}{9{r}^{2}}$．

點(diǎn)評 考查點(diǎn)電荷與圓盤電荷在某處的電場強(qiáng)度疊加，緊扣電場強(qiáng)度的大小與方向關(guān)系，從而為解題奠定基礎(chǔ)