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A、不论图中实线是电场线还是等势面,a点的电势都比b点的电势低 B、不论图中实线是电场线还是等势面,a点的场强都比b点的场强小 C、如果图中实线是电场线,电子在a点动能较大 D、如果图中实线是等势面,电子在b点动能较小 【答案】D
【解析】如果实线是电场线,由运动轨迹判断,电子受水平向右的电场力,场强方向水平向左,a点的电势低于b点的电势,电子在a点动能较小;如果实线是等势面,由运动轨迹判断,电子受竖直向下的电场力,场强方向竖直向上,a点的电势高于b点的电势,电子在b点动能较小.故D项正确,其他三项都不正确.
【变式2】如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且
OM=MN. P点在y轴右侧,MP⊥ON.则( )
A、M点的电势比P点的电势高
B、将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功 C、M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D、在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动
【答案】AD
【解析】本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小、电势高低及带电粒子在电场中力与运动的关系,意在考查考生对电场线、场强、电势、电势差等基本概念的理解能力.在静电场中,沿着电场线方向,电势降低,A项正确;负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反,故由O向P运动时,电场力做负功,B项错;由电场线的疏密程度可知,OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强,故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动,电场力在OM段做功较多,故OM两点间电势差大于MN两点间电势差,C项错;根据电场线关于y轴对称,故y轴上场强方向处处沿y轴正方向,故带正电粒子受力始终沿y轴正方向,故粒子做直线运动,D项正确.
【课程:电势和电势能】
【变式3】如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A.带电粒子所带电荷的符号 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处大
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【答案】BCD
类型五、电场强度与电势的关系
例5、 如图,P、Q是等量的正点电荷,O是它们连线的中点,A、B是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和?A、?B分别表示A、B两点的电场强度和电势,则( )
A、EA一定大于EB,?A一定大于?B B、EA不一定大于EB,?A一定大于?B C、EA一定大于EB,?A不一定大于?B D、EA不一定大于EB,?A不一定大于?B
【答案】B
【解析】P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定,电场强度是矢量,P、Q两点电荷在O点的合场强为零,在无限远处的合场强也为零,从O点沿PQ垂直平分线向远处移动,场强先增大,后减小,所以EA不一定大于EB.电势是标量,由等量同号电荷的电场线分布图可知,从O点向远处,电势是一直降低的,故?A一定大于?B,所以只有B对.
【总结升华】电场强度与电势的大小没有直接的关系,它们是从两个不同的角度描述场性质的物理量. ⑴电势是反映电场能的性质的物理量,而电场强度反映电场力的性质的物理量 ⑵电势是标量,具有相对性,而电场强度是矢量.
⑶电势的正负有大小的含义,而电场强度的正负表示方向,并不表示大小.
(4)电势与电场强度的大小没有必然的联系,某点的电势为零,电场强度可不为零,反之亦然. (5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的,与检验电荷无关 举一反三
【变式1】在静电场中( )
A、电场处处为零的区域内,电势也一定处处为零 B、电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同 C、电场强度的方向总是跟等势面垂直的 D、沿着电场强度的方向,电势总是不断降落 【答案】CD
人教版高中物理选修3-1
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知识点梳理
重点题型(常考知识点)巩固练习
【巩固练习】 一、选择题:
1、关于静电场,下列说法正确的是( ) A、电势等于零的物体一定不带电 B、电场强度为零的点,电势一定为零 C、同一电场线上的各点,电势一定相等 D、负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
2、在电场强度大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动距离s时速度变为零,则下列说法中不正确的是( ) A、物体克服电场力做功qEs B、物体的电势能减少了0.8qEs C、物体的电势能增加了qEs D、物体的动能减少了0.8qEs
3、图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点,再经过N点.可以判定( ) A、M点的电势大于N点的电势 B、M点的电势小于N点的电势
C、粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D、粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
4、带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有( ) A、电场力与重力大小相等
B、粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小 C、电场力所做的功一定等于重力所做的功 D、电势能的减小一定等于重力势能的增大
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5、电场中有A、B两点,A点的电势?A?30V,B点的电势?B?10V,一个电子由A点运动到B点的过程中,下列几种说法中正确的是( )
A、电场力对电子做功20 eV,电子的电势能减少了20 eV B、电子克服电场力做功20 eV,电子的电势能减少了20 eV C、电场力对电子做功20 eV,电子的电势能增加了20 eV D、电子克服电场力做功20 eV,电子的电势能增加了20 eV
6、将一正电荷从无穷远处移入电场中的M点,电势能减小了8.0?10J,若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点,电势能增加了9.0?10J,则下列判断正确的是( ) A、?M??N?0 B、?N??M?0 C、?N??M?0 D、?M??N?0
7、如图所示,在矩形ABCD的AD边和BC边的中点M和N各放一个点电荷,它们分别带等量的正、负电荷.E、F是AB边和CD边的中点,P、Q两点在MN的连线上,MP=QN.对于E、F、P、Q四点,其中电场强度相同、电势相等的两点是( )
A、E和F B、P和Q C、A和B D、C和D
-9-9
8、如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是( ) A、O点电场强度为零 B、D点电场强度为零
C、若将点电荷+q从O移向C,电势能增大 D、若将点电荷-q从O移向C,电势能增大
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9、如图所示,Q1和Q2是两个固定的负点电荷,在它们的连线上有a、b、c三点,其中b点的合场强为零,现将另一正点电荷q由a点沿连线移动到c点,在移动的过程中,点电荷q的电势能变化是( ) A、不断减少 B、不断增加 C、先增加后减少 D、先减少后增加
二、解答题:
-41、在静电场中,把一个电荷量q?2.0?10C的负电荷由M点移到N点,电场力做功6.0?10J,由N
-5点移到P点,电场力做负功1.0?10J,则M、N、P三点电势高低关系是________. 2、如果把q?1.0?10么:
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少? (2)q在未移入电场前A点的电势是多少?
3、为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如
-8 -3C的电荷从无穷远移到电场中的A点,需要克服电场力做功W?1.2?10-4J,那
0.4 m,?=37?,q=-3?10C,F=1.5?10图所示.若AB=荷受的重力)
-7-4100 V.(不计负电N,A点的电势?A=(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势. (2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量.
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