内容正文:
8月30日 匀强电场中的电势差和电场强度
高考频度:★★☆☆☆
难易程度:★★☆☆☆
如图所示,矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点,ab=2bc=2 m,电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为18 V,b点电势为10 V,c点电势为6 V。一带电粒子从以点以速度v0=1 000 m/s射入电场,v0与ab边的夹角为45°,一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力,下列判断正确的是
A.d点电势为12 V
B.粒子从a点到e点电势能增大
C.电场强度大小为
D.粒子从a点到e点所用时间为
【参考答案】C
【试题解析】由于匀强电场中等长度的平行线间电势差相等,
,由
,则
,故A项错误;由于ab边的中点为e,
,则
,根据W=qU,可得电场力对粒子做了正功,粒子从a点到e点电势能减少,故B项错误;d点和e点的电势相等,两点连线为等势线,电场线垂直于等势线,由于以ab=2bc=2 m,故△ade为等腰直角三角形,a点到直线如的距离为等
,由U=Ed可得E=
,故C项正确;电场力方向与粒子运动方向垂直,粒子射入电场后做类平抛运动,运动到e点时,垂直于电场线方向的位移为
,
,解得所需时间为
,故D项错误。
【知识补给】
电势差与电场强度的关系
1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d。
2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以作定性判断。
3.电势差与电场强度的关系规律总结:
(1)在匀强电场中,电势沿直线是均匀变化的,即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等。若匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD(或φA–φB=φC–φD)
(2)等分线段找等势点法:将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段,必能找到第三点电势的等势点,它们的连线即等势面(或等势线),与其垂直的线即为电场线。
(2019·河南漯河高中高三月考)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法不正确的是
A.电场强度的大小为2.5 V/cm
B.坐标原点处的电势为1 V
C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
如图所示,匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点,已知BE中点O