开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服
首页
好书
留言交流
下载APP
联系客服
原题呈现:真空中有电荷量为+4q和-q的两个点电荷,分别固定在x轴上-1和0处。设无限远处电势为0,x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是( )
分析:本题考查的是非等异种电荷的电场分布与电场规律,需要学生从数学的角度来讨论电势为零的点,以及电势随x轴的变化情况。考查学生对点电荷模型的电场强度以及电势的叠加问题,需要学生具备矢量叠加与标量的叠加运算规律,体现数学知识在解决物理问题的应用。
解析:根据题意,在x的正半轴,
根据点电荷的电势公式
所以在x的正半轴上电势的叠加有
解得
所以D选项正确,
点电荷的电势公式在高中阶段的教材中没有强调,在高中阶段学生主要以了解为主,对于具体的表达式不要求学生推导以及掌握,但是从历年的额高考试题来看,很多问题都涉及到点电荷电势公式的应用,而且应用点电荷公式分析问题方便,高效。
对于本题,只要学生掌握点电荷的电势公式,不需要进行复杂的学生计算也可以得到正确的答案。有点电荷公式
公式中的q具有带电体的带电性质,如果是正电荷代正,如果是负电荷代负,从公式来看,在可以带电体看成点电荷的条件下r越小,电势φ的竖直就大,因此可以得到在接近坐标原点时电势应该是负值,所以排除A、C选项;由于左边电荷大,则在x的正半轴上应该有一点的电势为零,因此D选项正确,从而可以根据排除法的方式求解征求的答案,
排除法是处理选择题常用的方法之一,在结合实际问题与正确理论的指导下,通过一定的逻辑推论论证可以找出正确的答案,避开复杂的数学运算,在处理选择题中具有高效、快捷的作用。
从上的分析来看,点电荷的电势公式与电势的叠加问题,应该在高中阶段也要强调,而且让学生深度掌握该部分的内容,以便在处理复杂的非点电荷模型以及多点电荷问题具有重要的意义。