分析 (1)根据点电荷电势公式φ=k$\frac{Q}{r}$以及φb-φa=φc-φb列式后分析求解;(2)分别假设正负电荷单独存在,求出P点的电势,然后相加即可;(3)先求解出A与B两点的电势,然后根据WAB=qUAB列式求解.
解答 解:(1)根据题意,a、b、c三点的电势分别为:φa=$\frac{kQ}{r_a}$,φb=$\frac{kQ}{r_b}$,φc=$\frac{kQ}{r_c}$,因为 φb-φa=φc-φb所以$\frac{kQ}{r_b}-\frac{kQ}{r_a}=\frac{kQ}{r_c}-\frac{kQ}{r_b}$即$\frac{{{r_b}-{r_a}}}{{{r_b}{r_a}}}$=$\frac{{{r_c}-{r_b}}}{{{r_c}{r_b}}}$,$\frac{{{r_b}-{r_a}}}{{{r_c}-{r_a}}}=\frac{r_a}{r_c}$,由于rc>ra,所以有rc-rb>rb-ra即离点电荷越远的地方,等差等势面应画的越稀;(2)设两个电荷到P点的距离均为r,则:φp=$\frac{kQ}{r}$+$\frac{k(-Q)}{r}$=0;(3)电偶极子在A、B两点的电势为:φA=$\frac{kq}{{R-\frac{l}{2}}}$+$\frac{k(-q)}{{R+\frac{l}{2}}}$,φB=$\frac{kq}{{R+\frac{l}{2}}}$+$\frac{k(-q)}{{R-\frac{l}{2}}}$,A、B两点的电势差为:UAB=φA-φB=$\frac{2kql}{{{R^2}-\frac{l^2}{4}}}$,电场力做功为:W=qUAB=$\frac{{2k{q_0}ql}}{{{R^2}-\frac{l^2}{4}}}$;答:(1)证明如上;(2)证明如上;(3)q0受到的电场力所做的功为$\frac{{2k{q_0}ql}}{{{R^2}-\frac{l^2}{4}}}$.
点评 本题关键根据题意,得到单个点电荷和一对点电荷的空间任意一点的电势表达式,然后根据据WAB=qUAB列式求解.