Question

19．如图所示．电荷均匀分布在带电圆环上．圆环总电荷量为=Q．在圆环的轴上与圆环圆心O距离L处放有一点电荷+q，已知圆环半径为R．此时圆环对点电荷+q的作用力大小为多少？方向怎样？

Answer 1

分析 根据点电荷的场强公式和电场的叠加，由对称性知Q电荷在p点场强在垂直于OP方向上的分量相互抵消，结合数学公式求解．

解答 解：由对称性知Q电荷在p点场强在垂直于OP方向上的分量相互抵消，在OP方向上的合场强：
E=$\frac{KQ}{\sqrt{{R}^{2}+{L}^{2}}}$cosθ=$\frac{KQ}{\sqrt{{R}^{2}+{L}^{2}}}$$\frac{L}{\sqrt{{R}^{2}+{L}^{2}}}$=$\frac{KQL}{{R}^{2}+{L}^{2}}$
库仑力大小F=qE=$\frac{KQqL}{{R}^{2}+{L}^{2}}$，方向沿OP向右．
答：此时圆环对点电荷+q的作用力大小为$\frac{KQqL}{{R}^{2}+{L}^{2}}$，方向水平向右．

点评 掌握电场强度的几种表达公式，利用矢量叠加的方法判断场强的方向．