《常见电场的电势分布》常见电场的电势分布 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《常见电场的电势分布》常见电场的电势分布

1多选题

(多选)如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线．在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布)，在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动．若(　　)

A
小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小
B
小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小
C
点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小
D
点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小

题目答案

BCD

答案解析

分析：

在等量的正电荷的电场中，所有的点的电势都是正的，根据矢量的合成法则可以知道，在它们的连线中垂线上的点的电场强度的方向都是沿着中垂线指向外的，由此可以判断电场的情况和带电小球的运动的情况．

解答：

解：A、小球P的带电量缓慢减小，它在电场中某点的电场力在不断地减小，由平衡位置向最大位移运动时，动能向电势能转化时，克服电场力做功需要经过更长的距离，所以它往复运动过程中的在振幅不断增大，所以A错误；

B、由最大位移返回平衡位置时，电场力做的功在不断地减小，它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小，所以B正确；

C、如果M、N的带电荷量等量缓慢增大，则小球P所受电场力产生的加速度在同一位置时将更大，速度变化将更快，即周期将变小，C对；

D、同时，伴随M、N电荷量的增加，由于对P在同一位置的电场力变大，减速的距离减小，故振幅变小，D对．

故选：BCD．

点评：

本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况．

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2单选题

如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势φ随位移x变化的图象是(　　)

A
B
C
D

题目答案

C

答案解析

分析：

沿电场线的方向电势逐渐降低，在匀强电场中电势与场强的关系呈线性关系．

解答：

解：沿电场线的方向电势逐渐降低，AB错误；在匀强电场中电势与场强的关系为U=Ed，呈线性关系，故C正确D错误．

故选C

点评：

要知道匀强电场中电势和场强的关系式，沿电场线方向电势降低最快．

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3单选题

两电荷量分别为q$_1$和q$_2$的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则(　　)

A
NC间场强方向指向x轴负方向
B
A点的电场强度大小为零
C
C点的电场强度不为零
D
将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功

题目答案

A

答案解析

分析：

φ-x图象的斜率等于电场强度E．根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示，由于沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性．根据功能关系分析电场力做功的正负．

解答：

解：A、由图可知：从N到C，电势升高，根据顺着电场线电势降低可知，NC间电场强度方向沿x轴负方向．故A正确．

B、由图知A点的电势为零，但是图线在A点处的斜率不等于0，所以A点的电场强度不等于0．故B错误；

C、C点电势的拐点，曲线在C点处的斜率等于0．则电场强度为零，故C错误；

D、N→D段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功．故D错误；

故选：A

点评：

电势为零处，电场强度不一定为零．电荷在电场中与电势的乘积为电势能．电场力做功的正负决定电势能的增加与否．

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4单选题

静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线．一带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向在区间[-A，A]内做周期性运动，A＜d．x_0是x轴上的一点，x_0＜A．若图中φ_0、d和A为已知量，且已知该粒子的比荷为$\frac {q}{m}$．利用这些数据，不能计算的出物理量是(　　)

A
x=x_0处的电场强度
B
粒子经过x=x_0时加速度的大小
C
粒子经过x=x_0时的动能与电势能之和
D
粒子经过x=x_0时速度的大小

题目答案

C

答案解析

分析：

由图可知，电势随x均匀变化，则可知电场为匀强电场，由电势差与电场强度的关系可求得电场强度，即可求得电场力，由牛顿第二定律求得加速度．

根据动能定理可求得粒子经过x=x_0时的速度大小．质量不知，不能求出动能与电势能之和．

解答：

解：A、由图可知，0与d(或-d)两点间的电势差为φ_0，电势随x均匀变化，电场为匀强电场，则电场强度的大小为：E=$\frac {φ}{d}$，不符合题意，故A错误．

B、粒子所受的电场力的大小为F=qE，由牛顿第二定律得：加速度为 a=$\frac {qE}{m}$=$\frac {qφ}{md}$，可知可求得加速度，不符合题意，故B错误．

C、D设粒子经过x=x_0时速度的大小为v，从d到O过程，由动能定理得：

qE(d-x_0)=$\frac {1}{2}$mv_，v=$\sqrt {}$，故可求出粒子经过x=x_0时速度的大小．

由于粒子的质量未知，不能求出动能．电势可根据几何关系求得，电荷量不知，电势能也不能求出，所以不能求出粒子经过x=x_0时的动能与电势能之和，C符合题意，D不符合题意，故C正确，D错误．

故选：C

点评：

本题难度较大，要求学生能从题干中找出可用的信息，同时能从图象中判断出电场的性质；并能灵活应用动能定理求解速度．

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5单选题

如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是(　　)

A
E_C＞E_B＞E_A
B
E_A＞E_B＞E_C
C
U_A=U_C＞U_B
D
U_B=U_C＞U_A

题目答案

C

答案解析

分析：

电场强度是描述电场强弱的物理量，它是由电荷所受电场力与其电量的比值来定义．由于电场强度是矢量，电场强度叠加时满足平行四边形定则．电场线越密的地方，电场强度越强．正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同．同时沿着电场线方向电势降低．

解答：

解：A、B、如图为等量异种点电荷的电场，由等量异种点电荷的电场线的分布，可得B点的电场线最密，C点的最疏．所以E_B＞E_A＞E_C．故AB错误；

C、D、电场线是从正电荷出发到负电荷终至．所以A、B两点处于从左向右的电场线方向上，则U_A＞U_B．而A、C同处于一根等势线，所以U_A=U_C．因此U_A=U_C＞U_B．故C正确，D错误．

故选：C．

点评：

虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布，电场线与等势线相互垂直．

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6单选题

如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上，ab=bc，下列说法正确的(　　)

A
电势：φ_a＞φ_b＞φ_c
B
电势：φ_a＞φ_c＞φ_b
C
电场强度：E_a＞E_b＞E_c
D
电场强度：E_b＞E_a＞E_c

题目答案

A

答案解析

分析：

画出等量异号电荷的等势面和电场线的分布图，根据电场线的方向分析电势的高低，由电场线的疏密分析的场强大小．

解答：

解：AB、P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，画出等势面和电场线分布，如下图所示：



根据沿着电场线，电势逐渐降低，可得 ϕ_a＞ϕ_b＞ϕ_c；故A正确，B错误．

CD、电场线的疏密程度反映电场强度的大小，由于对称性可得 E_a=E_c；故CD错误．

故选：A

点评：

本题关键是明确等量异号电荷的电场线和等势面分布图，明确沿着电场线，电势逐渐降低．

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7单选题

如图所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷，O点为A、B连线的中点，M点位于A、B连线上，N点位于A、B连线的中垂线上．则关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ的判定正确的是(　　)

A
E_M＜E_O
B
φ_M＜φ_O
C
E_N＜E_O
D
φ_N＜φ_O

题目答案

D

答案解析

分析：

解答本题关键是作出NO所在处的电场线，根据顺着电场线方向电势降低，判断电势高低．根据电场线的疏密判断场强大小．

解答：

解：A、C由于MN两点处电场线的疏密情况未知，不能判断两点电场强度的大小，但场强大于0，O处场强为零．故AC均错误．

B、D作出NO所在处的电场线如图，电场线方向从O指向N，根据顺着电场线方向电势降低，则知φ_N＜φ_O．故B错误，D正确．

故选D

点评：

本题的解题关键在于掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的方向表示电势的高低，作出电场线，就能判断电势的高低．

纠错重做