知识点62：等势面（线）的理解及应用 基础版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点62：等势面（线）的理解及应用 考点一：点电荷等势面（线）的理解及应用 【知识思维方法技巧】 （1）几种常见等势面的比较 电场 等势面(虚线)图样 特点 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 两电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电荷的电场 在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高 （2）等势面（线）的理解及应用： ①等势面一定与电场线垂直。 ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 题型一：一个点电荷的等势线模型 【典例1基础题】真空中某点电荷的等势面示意图如图所示，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是(　　) A．该点电荷一定为正电荷 B．P点的场强一定比Q点的场强大 C．P点电势一定比Q点电势低 D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大 【典例1基础题对应练习】如图所示，孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其从左到右电势分别为φ1、φ2、φ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab＝bc.现将一负电荷由a移到b，静电力做正功W1；再由b移至c，静电力做正功W2，则(　　) A．W1＝W2，φ1＜φ2＜φ3 B．W1＝W2，φ1＞φ2＞φ3 C．W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3 D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3 题型二：两个点电荷的等势线模型 【典例2基础题】如图所示，真空中M、N处放置两等量异种点电荷，a、b、c表示电场中的三条等势线，d点和e点位于等势线a上，f点位于等势线c上，df平行于MN.已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是(　　) A．M点处放置的是正电荷 B．若将带正电的试探电荷沿图中虚线de由d点移动到e点，则电场力先做正功、后做负功 C．d点的电势高于f点的电势 D．d点的场强与f点的场强完全相同 考点二：带电体等势面（线）的理解及应用 题型一：某电场的等势面模型 【典例1基础题】(多选)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则(　　) A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eV C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 题型二：金属体的等势线模型 【典例2基础题】如图(a)所示，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EpM和EpN，则(　　) A．FM<FN，EpM>EpN B．FM>FN，EpM>EpN C．FM<FN，EpM<EpN D．FM>FN，EpM<EpN 题型三：匀强电场及组合场的等势线模型 【典例3基础题】如图所示，一质子以速度v0进入足够大的匀强电场区域，φ1、φ2、φ3、φ4；表示相邻的四个等势面，且φ1＜φ2＜φ3＜φ4。不计质子重力，下列说法正确的是(　　) A.质子运动过程一定是匀变速运动 B.质子运动过程中最小动能可能为0 C.质子可以回到原出发点 D.质子返回到等势面φ1时的速度仍为v0 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识点62：等势面（线）的理解及应用 考点一：点电荷等势面（线）的理解及应用 【知识思维方法技巧】 （1）几种常见等势面的比较 电场 等势面(虚线)图样 特点 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 两电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电荷的电场 在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高 （2）等势面（线）的理解及应用： ①等势面一定与电场线垂直。 ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 题型一：一个点电荷的等势线模型 【典例1基础题】真空中某点电荷的等势面示意图如图所示，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是(　　) A．该点电荷一定为正电荷 B．P点的场强一定比Q点的场强大 C．P点电势一定比Q点电势低 D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大 【典例1基础题】【答案】B 【解析】正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不一定为正电荷，故A错误；相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密