Question

20．A、B兩點(diǎn)分別固定著電荷量為+Q和+2Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上，且AC=CD=DB．現(xiàn)將一帶負(fù)電的試探電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，則靜電力對(duì)試探電荷做功情況是先做負(fù)功后做正功．

Answer 1

分析 AB連線上每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由電荷量為+Q和+2Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加．負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加判斷電場(chǎng)力的方向，再去判斷做功的正負(fù)情況．

解答 解：設(shè)AB連線上F點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，AC=CD=DB=L，F(xiàn)到A的距離為x，則有 k$\frac{Q}{{x}^{2}}$=k$\frac{2Q}{（3L-x）^{2}}$，解得 x=3（$\sqrt{2}$-1）L，則知F在CD之間，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，AF間電場(chǎng)方向向右，F(xiàn)B間電場(chǎng)方向向左，則帶負(fù)電的試探電荷從C點(diǎn)沿直線移到F點(diǎn)的過(guò)程中，所受的電場(chǎng)力方向向左，電場(chǎng)力做負(fù)功．從F點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力方向向右，電場(chǎng)力做正功，即靜電力對(duì)試探電荷先做負(fù)功后做正功．
故答案為：先做負(fù)功后做正功．

點(diǎn)評(píng) 本題要知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，運(yùn)算法則是平行四邊形定則，由電場(chǎng)的疊加原理確定合場(chǎng)強(qiáng)為零的位置是關(guān)鍵．判斷電場(chǎng)力做功正負(fù)的方法是看電場(chǎng)力方向與位移方向的關(guān)系．