申論題

二、某些電中性分子的正、負電荷分布並非均勻，而具有特殊的排列。例如圖 11 所 示，水分子 H₂O 的負電荷（ −q， q＞0）靠近氧原子，而等量的正電荷（ +q）靠近 兩個氫原子連線的中點，正負電荷分離固定距離 r ，稱為電偶極。以乘積 qr 代 表 電偶極矩 p ，並將電偶極矩向量定義為 ，其中相對位置向量 的方向係 從負電荷指向正電荷。已知一水分子的電偶極矩的量值為 6.3x10^-30C •m  。

1. 如 圖 12 所示，一電偶極的電偶極矩為 qr ，在正負兩電荷連線的延長線上距正 電荷為 R 處有一點 N， 設 k 為庫侖常數，無窮遠處的電位為零，求 N 點處之電 位 。（ 3 分 ）