内容正文:
第十章 静电场中的能量
第一课时 电势能和电势
新课学得早
针对训练
1.D AC.从x=-1 m到x=0,电势逐渐升高,意味着x轴上-1 m~0的场强方向水平向左,粒子受到的电场方向水平向左,与运动方向相反,电场力做负功,粒子做减速运动,粒子的电势能一直增大,AC错误;
B.根据场强与电势差的关系式E=可知,当Δx无限趋近于零时,表示x处的场强大小(即φ-x图线在该点切线的斜率),从x=0到x=1 m区间内,图线的斜率先增大后减小,所以电场强度先增大后减小,根据F=qE可知,粒子受到的电场力先增大后减小,故B错误;
D.由以上分析知,x=-1 m到x=0区间内电场方向沿x轴的负方向,x=0到x=1 m区间内电场的方向沿x轴的正方向,如果将负粒子由x=-1 m处静止释放,开始时粒子所受的电场力沿x轴的正方向,则粒子一直加速运动到原点,然后粒子在x=0到x=1 m内做减速运动,由对称性可知,粒子刚好运动到x=1 m处速度为零,此后粒子在电场力作用下在x轴上-1~1 m区间内做往复运动,故D正确.
故选D.
2.C A.B、D两点处的电场强度大小相同,方向不同,故A错误;
B.C点到A点的距离大于BD两点到A点的距离,所以电势不同,故B错误;
C.A点固定电荷量为Q(Q>0)的点电荷,B点的电势大于C点的电势,根据Ep=qφ可知,负电荷在B点的电势能比在C点的电势能小,故C正确;
D.A点固定电荷量为Q(Q>0)的点电荷,带正电的点电荷从B点移到C点电势能减小,电场力做正功,故D错误.
故选C.
3.C 如图,场源点电荷在EA、EB延长线的交点处可知,场源点电荷为负电荷,由几何关系可知,A点到场源的距离小于B点到场源的距离,则可知EA>EB,φA<φB
故选C.
课时勤演练
1.C A.沿着电场线方向电势降低,可知N点的电势高于M点的电势,A错误;
B.电场线越密的地方电场强度越大,M点电场线密,所以M点的电场强度比N点的电场强度大,B错误;
C.负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反,所以负电荷从M点运动到N点,受电场力方向与运动方向相同,电场力做正功,C正确;
D.正电荷在电场中具有的电势能EP=qφ,N点的电势高于M点的电势,则正电荷在N点的电势能比在M点的电势能大,D错误.
故选C.
2.D 设a、b两点到点电荷的距离分别为ra和rb.根据几何知识得:rb=ra.根据点电荷场强公式E=k得:Ea=Eb.由图可知,该电场是由负点电荷产生的,故在点电荷的周围越靠近场源电势越低,则有φa<φb,故D正确,A、B、C错误.
3.C 电场是客观存在的,而电场线是假想的,A错;电场线越密的地方电场越强,B错;沿着电场线的方向电势逐渐降低,C对;负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功,电势能增加,D错.
4.C 由题图可知,该电场线为直线,在我们常接触的电场中,匀强电场的电场线为直线,但点电荷的电场线也是直线,故选项A错误;电势的高低可根据电场线的方向由高电势指向低电势判断,则φA>φB,故选项B错误;由于φA>φB,故正电荷在A点的电势能大,而负电荷在B点的电势能大,故选项C正确;负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反,故选项D错误.
5.C
AB.由几何关系可知MGNH也为正方形,在A、C电荷的合电场中,M、N两位置的场强大小相等方向相同,都是M指向N;B到M、N的距离相同,产生的场强大小相同,方向不同,B在M处的场强方向与A、C电荷在M处的合场强方向成钝角,B在N处的场强方向与A、C电荷在N处的合场强方向成锐角,则合成以后,根据平行四边形定则可知
EM<EN
M、N两点中,M点离正电荷更近,电势更高,
故有φM>φN
AB错误;
CD.在A、C电荷的合电场中,G、H两位置的场强大小相等方向相同,都是平行于MN,且电势也相等;B在G处的场强大于在H处产生的场强大小,故合成以后,有EG>EH
G、H两点中,G点离正电荷更近,电势更高,故有φG>φH
D错误,C正确.
故选C.
6.AD 顺着电场线方向电势降低,所以φA>φB,由于只有一条电场线,无法看出电场线疏密,也就无法判定电场强度大小,同样无法判定当无限远处电势为0时,A、B两点的电势是大于0还是小于0.若是由正点电荷形成的电场,则EA>EB,φA>φB>0;若是由负点电荷形成的电场,则EA<EB,0>φA>φB.故A、D正确.
7.CD 根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就减少,只要静电力做负功,电势能就增加;正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大,负电荷在电势低处具有的电势能大;正电荷只在静电力作用下从静止开始从A移到B,静电力一定做正功,电势能减小,电势降低,故A点电