课时跟踪检测(六) 电势与等势面
1.在静电场中,关于场强和电势的说法中正确的是( ) A.电场强度大的地方电势一定高 B.电势为零的地方场强也一定为零 C.场强为零的地方电势也一定为零 D.场强大小相同的点电势不一定相同
解析:选D 电场强度和电势没有必然联系,场强大的地方电势不一定高,电势高处的电场强度也不一定大。故选项D正确。
2.下列说法中正确的是( ) A.沿电场线的指向,场强一定越来越小 B.沿电场线的指向,电势一定越来越低 C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小
D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
解析:选B 沿电场线方向,电势降低;沿电场线方向移动正电荷,电场力做正功电势能减小;在电场力作用下,正电荷不一定从电势高的地方向电势低的地方移动,与其初速度的方向有关。
3.关于等势面的说法,错误的是( )
A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功 B.等势面上各点的场强不一定相等
C.点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面
解析:选A 在等势面上移动电荷,电场力不做功并不是电荷不受电场力的作用,而是电场力和电荷的移动方向垂直,电场力做功为零,因此A项错误。等势面上各点的电势相等,但是场强是否相等则不一定,如在点电荷形成的电场中,等势面上各点的场强的大小相等,但是方向却不同,因此B项正确。根据所学各种等势面的分布情况可知,C、D两项是正确的。
4.关于避雷针的下列说法中正确的是( ) A.制作避雷针要选用绝缘性能好的材料 B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地 C.为了美观通常把避雷针顶端设计成球形 D.避雷针安装在高大建筑物的顶端,而不必接地
解析:选B 带电云层靠近建筑物时,会在建筑物上感应出异种电荷,在云层与建筑物
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之间形成电场。当电荷积累到一定程度时,会发生强烈放电现象,可能发生雷击。如果建筑物安装了避雷针,云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地,逐渐中和云层的电荷,保护建筑物,使其免遭雷击。避雷针应选用导体材料,所以选B。
5.如图1所示的情况中,a、b两点电势相等,电场强度矢量也相等的是( )
图1
A.甲图中带等量异种电荷的平行金属板之间的两点 B.乙图中离点电荷等距的任意两点
C.丙图中两等量同种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点 D.丁图中两等量异种电荷其连线的中垂线上离垂足等距的任意两点
解析:选D 匀强电场的等势面是一系列的平行平面,甲图中a、b两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相等;乙图中a、b两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强矢量大小相等,方向不同;丙图中a、b两点对称于两电荷的连线,所以电势相等,但在中垂线上场强矢量的方向是平行于中垂线的,而且都向外侧,故两点的场强矢量的方向不同;在丁图中,a、b两点的电势相等,场强矢量的方向是平行于两点电荷连线的,而且方向相同,D项正确。
6.一正电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图像如图2所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断,正确的是( )
图2
A.EA>EB,φA>φB B.EA=EB,φA=φB C.EA<EB,φA>φB D.EA<EB,φA<φB
解析:选B 电荷仅受电场力作用,合力不会为零,由运动图像可知速度的大小没有变化,故电荷只能做匀速圆周运动,故选B。
7. (多选)图3中,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A、B两点,则( )
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图3
A.A点的场强小于B点的场强 B.A点的场强方向指向x轴负方向 C.A点的场强大于B点的场强 D.A点的电势高于B点的电势
解析:选AD 由电场线与等势面的关系可知,电场线一定与等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面,作出相对应的电场线分布如图中虚线所示,则可知A、B两点处的场强方向应与x轴正方向同向,由电场线的疏密可知,A点的场强小于B点的场强。故选A、D。
8. (2015·全国卷Ⅰ)如图4,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、
N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则( )
图4
A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ B.直线c位于某一等势面内,φM>φN C.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功 D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功
解析:选B 由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知,
N、P两点在同一等势面上,且电场线方向为M→N,故选项B正确,选项A错误。M点与Q点在同一等势面上,电子由M点运动到Q点,电场力不做功,故选项C错误。电子由P点运动到Q点,电场力做正功,故选项D错误。
9.如图5中A、C是以正点电荷Q为圆心的某一圆周上的两点,B是线段AC的中点。现将一正电荷从A经B移到C,则( )
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