内容正文:
课时分层训练(六) 电势与等势面
知识点1 对电势的理解及电势高低的判断
1.(多选)下列关于电势和电势能的说法正确的是( )
A. 克服电场力做功时,电荷的电势能减少
B. 电荷在电场中某点的电势能与其电荷量的比值,称为这一点的电势
C. 沿着电场线的方向,电势逐渐降低
D. 电场中电势为正值的地方,电荷的电势能必为正值
BC 克服电场力做功时,电势能增加,A错误;根据电势的定义知B正确;沿电场线方向,电势逐渐降低,C正确;电势为正时,电势能的正、负与电荷的正、负有关,D错误。
2.由如图所示的电场线,可判定( )
A. 该电场一定是匀强电场
B. A点的电势一定低于B点的电势
C. 负电荷在B点的电势能比A点的电势能大
D. 负电荷在B点所受的电场力方向向右
C 只有一条电场线,无法判断电场线的疏密(即电场强度大小),故A错;顺着电场线方向,电势降低,B错;负电荷所受电场力方向向左,从A→B,电场力做负功,电势能增大,所以C对,D错。
知识点2 等势面的理解及应用
3.在静电场中,下列说法正确的是( )
A. 电场强度为0的点,电势一定为0
B. 电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同
C. 电势降低的方向,一定是电场强度的方向
D. 匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面
D 电势是一个相对量,某一点的电势值与零电势点的选取有关,电场强度为0,电势不一定为0,故A错;在匀强电场中,其等势面是一簇相互平行的平面,沿电场线方向电势降落,并降落得最快,故B、C均错,D正确。
4.如图为枕形导体周围的等势面和电场线(带有箭头的为电场线)示意图,已知相邻两个等势面间的电势差相等,则( )
A. a点和d点的电场强度一定相同
B. a点的电势一定低于b点的电势
C. 将正电荷从c点移到d点,电场力一定做正功
D. 将负电荷从c点沿虚线移到e点,电势能一定先增大后减小
B a点和d点的电场强度大小相等,方向不同,选项A错误;根据电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,可知选项B正确;c点、d点在同一等势面上,将正电荷从c点移到d点,电场力不做功,选项C错误;将负电荷从c点沿虚线移到e点,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,选项D错误。
5.如图所示匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场线平行,bedf平面与电场线垂直,则下列说法正确的是( )
A. b、d两点的电场强度相同
B. a点的电势等于f点的电势
C. 点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功
D. 将点电荷+q从球面上a点移动到c点,电势能变化量最大
D 电场强度是矢量,题图中每一点的电场强度应为匀强电场E和点电荷+Q在该点产生的电场强度的矢量和,b、d两点的电场强度大小相等,方向不同,所以A不正确;把正电荷从a点移到f点,电场力做正功,所以a点的电势大于f点的电势,所以B不正确;点电荷+q在圆bedf上任意两点之间移动时,电场力不做功,所以C不正确;因为a、c两点所在直线与匀强电场E的方向相同,因此将点电荷+q从球面上a点移动到c点,电场力做功最多,电势能变化量最大,所以D正确。
6.(多选)如图所示,a、b带等量异种电荷,MN为a、b连线的中垂线,现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射入,开始时一段轨迹如图中实线,不考虑粒子重力,则在飞越该电场的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子的动能先增加后减少
C. 该粒子的电势能先减少后增加
D. 该粒子运动到无穷远处后,速度的大小一定仍为v0
BCD 由粒子开始时一段轨迹可以判定,粒子在该电场中受到大致向右的电场力,因而可以判断粒子带负电,A错误;因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面,又由两个电荷的电性可以判定,由a到b电势逐渐升高,所以电场力先做正功后做负功,粒子的电势能先减少后增加,动能先增加后减少,所以B、C正确;不考虑粒子重力,该粒子飞越该电场运动到无穷远处,相当于从零势能点M运动到零势能点(无穷远处电势为0),电场力做功为0,说明合外力做功为0,由动能定理知,该粒子运动到无穷远处后,速度的大小一定仍为v0,故D正确。
7.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线如图所示。粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. 电场中A点的电势低于B点的电势
B 根据两点的等势面且沿电场线方向电势降低可知,电势φA>φB,EA<EB,根据牛顿第二定律知,aA<aB,A、D错误。由粒子运动轨迹的弯曲方向可知电场力做正功