- 等势面
- 共45题
7.如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN,φP=φF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则( )
正确答案
解析
本题是静电场中的基本问题,考察点电荷形成电场的电场强度等势面的基本知识点。
A选项,点电荷形成的电场中电势相等的点到点电荷的距离相等,所以点电荷一定在MN的垂直平分线上,同时也在FP的垂直平分线上,由于M角等于30°所以N角等于60°。由几何关系可知,A正确,B错误。
C选项,F点离点电荷比N点近所以场强大于N点场强,正确
D选项,沿电场线方向电势降低,则P点电势大于M点电势,正确
考查方向
解题思路
由题意可知,在点电荷形成的电场中电势相等的点到点电荷的距离相等,所以点电荷一定在MN的垂直平分线上,同时也在FP的垂直平分线上,由于M角等于30°所以N角等于60°。由几何关系可知,A正确,B错误。F点离点电荷比N点近所以场强大于N点场强,同样道理,沿电场线方向电势降低,则P点电势大于M点电势,
易错点
不能准确理解点电荷形成的电场中等势面的特点
知识点
4. 如图所示,真空中有直角坐标系xOy,在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和一Q,C是y轴上的一个点,D是x轴上的一个点,DE连线垂直于x轴.下列判断正确的是 ( )
正确答案
解析
A.作出过E点的等势线,与x轴的交点为F,如图所示,根据顺着电场线电势降低可知,D点的电势比F点的电势低,则知D点电势比E点电势低,故A错误;
B.根据等量异种电荷周围电场的分布情况,可知D、E两点的电场线的疏密不同,则场强大小不等,D点的场强较大,故B错误;
C、D.由于OD间的电势差大于CE间的电势差,根据W=qU可知,将正电荷由O移至D电场力做功大于由C移至E电场力做功,故C错误,D正确;
故本题选D
考查方向
解题思路
根据题意过E点作出等势面,根据沿电场线的方向电势降低以及电场力的做功表达式W=qU进行解答;
易错点
对等量异种点电荷等势面的记忆与理解及电势的判断方法。
知识点
6.如图所示,K、L、M为一个静电场中的三个相距很近的等势面,一带电粒子射入此静电场中后依a→b→c→d→e轨迹运动。已知电势φK<φL<φM,下列说法中正确的是 ()
正确答案
解析
A选项,由图可知该等势面是由两正、负点电荷形成的,又因为φK<φL<φM,电势沿电场线方向逐渐降低,故如图所示,左边是负电荷,右边时正电荷,由此可判断粒子带正电。
B选项,在bc段做粒子所受静电力方向与粒子的运动方向相反,故粒子做减速运动,故B选项正确。
C选项,由于粒子只受电场力,从b到c再到d,根据动能定理,由于b、d处于同一等势面上,电场力不做功,故动能大小不变,即速度大小不变,但速度的方向不同,故错误。
D选项,粒子从a到b到c过程中,电场力做负功,电势能增加,动能减小;粒子从c到d到e过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,故c点电势能最大,选项D正确。
考查方向
1、考查正负电荷在真空中,电场、电势的分布。
2、考查电势沿电场线的变化规律:电势沿着电场线降低。
3、考查物体做加速、减速运动的条件:当合外力的方向与速度方向相同时,做加速运动;当合外力的方向与速度方向相反时,做减速运动。
4、考查速度的矢量性问题,当选项中有“速度相同”时,一定要判断速度的方向是否相同。
5、考查电场力做功与电势能之间的变化关系。
解题思路
1、根据φK<φL<φM判断正、负点电荷的分布情况。
2、根据物体做加速、减速运动的条件,判断物体做加速运动还是减速运动。
3、根据电场里做功与电势能之间的转换关系,判断粒子在运动过程中电势能的变化。
易错点
1、速度是矢量,既有方向又有大小,在判断“速度相同”时,容易忽略速度的方向问题。
2、对物体做加速、减速运动的条件不清楚。
3、对电场力做功与电势能之间的变化关系不清楚。
知识点
6.如图为处于静电场中某空腔导体周围的电场分布情况,实线表示电场线,虚线表示等势面。A、B、C为电场中的三个点,O为空腔导体内的一点。下列说法正确的是 ( )
正确答案
解析
A选项,电势沿着电场线逐渐降低,故A点的电势比B点的电势高,A选项正确。
B选项,电场线越密集,电场强度越大,由图可知A点的电场线密集度小于B点的电场线的密集度,故A点的电场强度小于B点的电场强度,B选项正确。
C选项,导体表面是等势面,因为电场线始终垂直与等势面,故导体表面的电场线与导体表面垂直,故错误。
D选项,由于A、C两点在同一等势面上,所以电荷从A点移到C点,电场力不做功,故错误。
考查方向
解题思路
1、根据电势沿电场线逐渐降低的关系判断A、B电势的高低。2、根据导体表电势的分布与电场线与等势面之间的关系判断电场线与导体表面的角度关系。3、根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小。4、根据电场力做功的公式W=qU判断A点移到C点,电场做功情况。
易错点
1、对金属导体表面的电势分布不清楚。2、对电场线与等势面之间的角度关系不清楚。
知识点
2.如图所示,实线是两个等量点电荷形成电场的等势面,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹,a、b、c、d是轨迹上的四个点,b是P、Q连线的中点.则( )
正确答案
解析
由带电粒子运动轨迹可以看出其靠近P、Q两电荷时均受到库仑斥力作用,所以P、Q两点电荷电性相同,选项A错误;若带电粒子从b点向a点运动,电场力做负功,其电势能增加,选项B正确.;由于两点电荷带等量同种电荷,从图象可以看出d点与a点电势相等,经判断可知带电粒子在a点的速度等于在d点的速度,选项C错误;由于a点等势面比b点等势面密,故a点电场强度大,选项D错误
考查方向
解题思路
本题考查电势能、等势面、曲线运动及动能定理
易错点
等量的异种电荷之间的等势面和等量的同种电荷的等势面相混淆,合力的功影响动能变化和电场力做功影响电势能的变化相混淆
知识点
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