内容正文:
第3讲 几种常见电场线、电势、电势能
1、 点电荷电场
例题1:如图所示,在点电荷形成的电场中,一条电场线上的a、b、c三点,其电场强度大小分别用 、、表示,则下列选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
拓展与延伸1:如图所示,A、B、C、D分别是点电荷Q周围三个等势面上的点,其中A、B、C在同一条电场线上,且,C、D在同一等势面上。将电荷量的电荷从A移动到C的过程中,电势能减少了。则( ):
A.点电荷Q带负电
B.C、D两点的电场强度相同
C.负电荷在A点的电势能小于在D点的电势能
D.若取C点的电势为0,则B点的电势为8V
二、等量异种电荷
例题2:(多选)如图所示,真空中M、N点处固定有两等量异种点电荷,其连线的中点为O,实线是连线的中垂线,A、B、C分别是连线和中垂线上的点,其中A、B分别是MO和ON的中点,CO = 2AO,则( )
A.A点和C点电场强度方向相反
B.C、O两点电场强度大小之比为:1
C.由A到B的过程中,带负电的试探电荷受到的静电力先减小后增大
D.A点电势比B点电势高
拓展与延伸2:如图所示是一组等差等势面,下列说法正确的是( )
A.一负电荷在点处电势能大于在点电势能
B.一正试探电荷放在点处受力比在处大
C.将一电子从处移到处电势能增加
D..将一电子置于点受力方向水平向右
三、等量同种电荷
例题3:两个等量正的点电荷,连线中点为O,在中垂线上有两点,,三点的电场强度及电势分别为;,则( )
A.
B.
C.
D.
拓展与延伸3:两个等量同种点电荷的电场线如图所示,图中电场线上下左右均对称,点P、Q,点M、N,点R、S关于两点电荷连线的中点O对称,则( )
A.P、Q两点电场强度相同
B.M、N两点电场强度相同
C.在两点电荷连线的中垂线上O点电场强度最小
D.在R点放一个带负电小球,小球会向O点做匀加速直线运动
拓展与延伸4:如图所示,在真空中有两个带等量负电的点电荷,分别置于P、Q两点,O点是他们连线的中点,A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点,且OA=OC,下列说法不正确的是( )
A.A点的电场场强一定大于B点的电场强度
B.C点的电势低于B点的电势
C.同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同
D.同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能
四、匀强电场
例题4:如图所示,、、为匀强电场中的三个点,已知,,将一带电量为的正电荷从点移到点,电场力做功,则下列说法正确的是( )
A. 点电势为
B. 电场强度沿方向由,大小为
C. 该正电荷在点具有的电势能为
D. 将该正电荷从点移到点,电势能增加了
拓展与延伸5:如图所示的匀强电场中,有、、三点,,,其中沿电场方向,与电场方向成角,一电荷量为的正电荷从点移到点电场力做的功为。求
匀强电场的场强;
电荷从点移到点,电场力做的功;
、两点间的电势差
五、巩固练习
1.如图所示,平面内直线AB和MN垂直相交于О点,A、B关于О点对称。M、N关于О点对称,C是AO的中点,D是OB的中点,则下列说法正确的是( )
A.若将电荷量为+Q的点电荷放置在О点,则C、M、D、N四点的电场强度相同
B.若将电荷量为+Q和-Q的点电荷分别放置在A点和B点,则C、D两点电场强度方向相反
C.若在C点和D点分别放置等量同种点电荷,一电子从О点沿直线运动到N点的过程中所受静电力的大小是一直减小的
D.若在C点和D点分别放置等量正点电荷,一电子从M点由静止释放,电子将在M、N间做往返运动
2.如图,一带正电的点电荷固定于点,两虚线圆均以为圆心,两实线分别为带电粒子和先后在电场中运动的轨迹,、、、、为轨迹和虚线圆的交点。不计重力,下列说法错误的是( )
A. 带负电荷,带正电荷
B. 在点的动能小于它在点的动能
C. 在点的电势能等于它在点的电势能
D. 在从点运动到点的过程中克服电场力做功
3.如图所示,在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷,带电量均为。O为MN的中点,过O点固定一个绝缘杆,杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上,小球带负电,开始时在MN的左侧,现给小球一向右的初速度,则小球向右运动的过程中( )
A.小球从开始到O点,做加速度增大的加速运动
B.小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小
C.若把N点变为,小球做匀速运动
D.若把N点变为,小球受到绝缘杆的弹力始终不变
4.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等差等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中点进入电场,其运动轨迹为图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则下列关于带电粒子的判断正确的是( )
A. ....各点中点电势最高
B. 点和点的电场强度相同
C. 粒子在点的电势能大于在点的电势能
D. 粒子从点运动到点的过程中的动能先减小后增大
5、如图所示,有a、b、c三点处在匀强电场中,,其中ab与电场方向平行,ab与ac成角,一电子从a移到c电势能增加了-18J,已知元电荷,求:
(1)匀强电场的场强大小及方向。
(2)电子从b移到c,电场力对它做功。
(3)设a点电势,则c点电势为多少?电子在b点的电势能为多少?
参考答案
例1:C 延伸1:C
例2:CD 延伸2:C
例3:D 延伸3:C 延伸4:B
例4:B 延伸5:(1)6N/C (2)1.44×10-7J(3)6.6
巩固练习
1. D 2.D 3.C 4.D
5.(1)200N/C(2)4.8×10-18J(3)1.6×10-18J
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