1、(2022·湖南卷·T2)如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化,下列说法正确的是()
A. 电场强度方向垂直指向a,电势减小 B. 电场强度方向垂直指向c,电势减小
C. 电场强度方向垂直指向a,电势增大 D. 电场强度方向垂直指向c,电势增大
【答案】A
【解析】
根据对称性可知,移去a处的绝缘棒后,电场强度方向垂直指向a,再根据电势的叠加原理,单个点电荷在距其r处的电势为
(取无穷远处电势零)
现在撤去a处的绝缘棒后,q减小,则O点的电势减小。
故选A。
2、(2022·山东卷·T3)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为 的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于 延长线上距O点为 的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为( )
A. 正电荷, B. 正电荷,
C. 负电荷, D. 负电荷,
【答案】C
【解析】
取走A、B处两段弧长均为 的小圆弧上的电荷,根据对称性可知,圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和,如图所示,因为两段弧长非常小,故可看成点电荷,则有
由图可知,两场强的夹角为 ,则两者的合场强为
根据O点的合场强为0,则放在D点的点电荷带负电,大小为
根据
联立解得
故选C。