4.A、B为两等量异种电荷,图中水平虚线为A、B连线的中垂线.现将另两个等量异种的检验电荷a、b,如图用绝缘细杆连接后从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线,平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称.若规定离AB无穷远处电势为零,则下列说法中正确的是()
解:A、设AB连线的中点为O.由于AB连线的垂直平分线是一条等势线,且一直延伸到无穷远处,所以O点的电势为零.AO间的电场线方向由A→O,而顺着电场线方向电势逐渐降低,可知,a所处的位置电势φa>0,故A错误.
B、a所处的位置电势φa>0,b所处的位置电势φb<0,由Ep=qφ知,a、b在AB处的电势能均大于零,则整体的电势能Ep>0.故B正确.
C、在平移过程中,a所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角,则静电力对a做负功,故C错误.
D、a、b看成一个整体,总电量为零,所以整个移动过程中,静电力对a、b整体做功为零,故D错误.
故选:B
AB连线的垂直平分线是一条等势线,其电势等于无穷远处电势.根据电场线的方向分析电势的大小.将两个检验电荷等效看成一个物体,分析其电势能和电场力做功情况.
对于等量异种电荷电场线和等势面的分布情况容易混淆