以O为圆心,以r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d(a位于x轴正半轴,b位于y轴负半轴,c位于x轴负半轴,d位于y轴正半轴),空间有一与x轴正方向相同的匀强电场,同时,在O点固定一个电量为+Q的点电荷。如果把一个带电量为-q的检验电荷放c点,恰好平衡。问:(1)匀强电场的场强大小;(2)a、d点的合场强;(3)如果把O点的正电荷移走,把点电荷-q从c点沿x轴移到a点,求电场力的功及c、a两点间的电势差。

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解:如图所示(1)点电荷-q在c点受力平衡,则有(kQq)/r^2=qE解得:E=(kQ)/r^2(2)在a点,+Q产生的电场的方向与匀强电场方向相同,所以,a点的合场强为:Ea=EQ+E=(kQ)/r^2+(kQ)/r^2=(2kQ)/r^2d点的合场强为点电荷+Q和匀强电场的矢量叠加,有Ed=√(E^2+E^2Q)=(√2)E=√2[(kQ)/r^2](3)电场力做功W=-qE·2r=-(2kQq)/rUca=ΙWΙ/q=(2qEr)/q=(2kQ)/r