5.
根据电磁学有关知识,在某一空间放一电荷量为Q的点电荷,设无穷远处电势为零,则距离点电荷为r的某点的电势公式为φ=k
,其中k为静电力常量.
(1)如图甲所示,在圆心处有一电荷量为+Q的点电荷,其等差等势面上a、b、c三点所在的圆半径分别为r
a、r
b、r
c.试用题中公式证明:r越大,点电荷的等势面越稀,即r
c-r
b>r
b-r
a.
(2)如图乙中虚线所示是电荷量分别为+Q和-Q的等势面,试用题中公式证明:中垂线上任意一点P的电势为零.
(3)若将两个点电荷构成如图丙所示的电偶极子模型(指电荷量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构),点电荷q
0沿以电偶极子为中心、半径为R的半圆弧从A移动到B,试求q
0受到的电场力所做的功为多大?