第十章 第3节 电势差与电场强度的关系-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【重难点手册】人教版

第 $$ 题图 !"!"+ ! !带电粒子在电场中只受静电力作用"电势能和 动能之和不变"由题图可知"在 ' % & 连线的中点即 ?# 32 处"动能最大"电势能最小"因为粒子带负电荷"所 以 ' % & 连线的中点处电势最高"故 ! 错误$由题图可 知" ' 点动能比 & 点的小"电势能比 & 点的大"所以 ' 点的电势比 & 点的电势低"故 * 错误$粒子在 ?#32 点前做加速运动" ?#32 点后做减速运动"可见 ?# 32 点的加速度为 & "则 ?#32 处电场强度为 & "故 " 正确$由于粒子在 ?#32 点前做加速运动"所以 3 - 带 负电" ?#32 点的电场强度为 & "由点电荷的电场强度 公式和电场强度叠加原理可知 3 $ 带正电" 3 - 带负电 且电荷量小于 3 $ "故 + 正确 ! # 第 " 节 ! 电势差 !!* ! "!+ ! #!* ! $!+ %!" ! !根据电场线与等势面垂直"且由高电势指向低电 势"可知电场强度方向向上"带电粒子的轨迹向上弯 曲"粒子所受的静电力向上"则该粒子一定带正电荷" 故 ! 错误$带正电的粒子在电势高的地方电势能大"故 < @ '$ < @ 4$ < @ & "又粒子仅在静电力的作用下运动"动能 与电势能总和保持不变"故 < A&$ < A4$ < A' "故 * 错误" " 正确$由题图只能判断出粒子受力的方向与电势能% 动能的大小关系"不能判断出粒子是否从 ' 点运动到 & 点"再运动到 4 点"故 + 错误 ! # &!+ ! !由等势线分布图可以确定该图为两等量异种点电 荷电场的等势线分布图"两点电荷连线的垂直平分线 上电势处处为 & " ! 项错误$电场线与等势线垂直"故 ' % & 两点的电场强度方向不同 !* 项错误$ 3 点处为正 电荷"故垂直平分线左侧电势均大于 & "右侧电势均小 于 & "所以 & 点电势高于 > 点电势" " 项错误$又负电荷 在电势高处电势能小"所以负电荷从 ' 点移到 4 点时 电势能增加" + 项正确 ! # '!!* ! !虚线 ' % & % 4 % > % H 代表匀强电场内间距相等的一 组等势面"一电子经过 ' 时的动能为 $&BC "从 ' 到 > 的过程中克服静电力所做的功为 %BC "动能减小了 %BC "电势能增加了 %BC "因此等势面间的电势差为 -C "平面 & 上的电势为 -C "由于电子的电势能增加" 电势由 ' 到 H 是降低的"因此平面 4 上的电势为 & "故 ! 正确 ! 由以上分析可知"当电子由 ' 向 H 方向运动 时"电子到达平面 H 的动能为 -BC "由于题目中没有 说明电子如何运动"因此也可能电子在匀强电场中做 抛体运动"则可能不会到达平面 H "故 * 正确 ! 在平面 & 上电势为 -C "则电子的电势能为 (-BC "动能为 ,BC " 电势能与动能之和为 %BC "当电子经过平面 > 时"动能 为 6BC "电势能为 -BC "故 " 错误 ! 电子经过平面 & 时 的动能是经过平面 > 时动能的 - 倍"电子经过平面 & 时的速率是经过 > 时的槡-倍"故+错误!# (!*+ ! !等势线在水平方向" 5 点电势高于 4 点"根据电 场线与等势线垂直"而且由高电势指向低电势"可知电 场方向竖直向下"根据粒子的轨迹可判断出 $ 粒子所 受的静电力方向竖直向上" # 粒子所受的静电力方向 竖直向下"故知 $ 粒子带负电" # 粒子带正电"故 ! 错 误$由题图可知" 5 % & 在同一等势面上"从 5 到 & 静电 力做功为 & " 5 % & 在同一高度"重力做功为 & "由动能定 理可知" # 在 5 点与在 & 点时动能相等"故 * 正确$ $ 从 5 点运动至 ' 点的过程中静电力与速度的夹角为锐 角"静电力做正功"故 " 错误$ $ 从 5 点到 ' 点过程与 # 从 5 点到 4 点过程静电力做功相等"但重力对 $ 做 负功"对 # 做正功"由动能定理可知" $ 在 ' 点的速度 小于 # 在 4 点的速度"故 + 正确 ! # )!!" ! !小球开始运动时有向上的加速度"可知库仑力 方向向上"小球带正电"故 ! 正确$设小球的带电量为 - "质量为 . "则小球开始运动的瞬间"有 0 3 - 8 - (. / # -. / "解得小球的比荷为- . # 3 / 8 - 03 "故 * 错误$设小球 最高能上升到 ( 点"则有 I %( # # % ( # ( # 03 8 ( 03 , "由动 能定理可知 - I %( (. / ( ,(8 ) #& "联立解得 ,#38 " 故 " 正确$小球速度最大时"有 0 3 - G - #. /