第4节 电势能和电势
基础训练
电势高低的判断
1.如图所示,真空中一个点电荷Q在空间激发电场,在以Q为圆心的同心圆上,分别有A,B,C三点。比较这三点的电势,有以下几个判断,其中正确的是( B )
A.若Q为正电荷,则有 A< B< C
B.若Q为正电荷,则有 A> B> C
C.若Q为负电荷,则有 A> B> C
D.若Q为负电荷,则有 A= B< C
解析:顺着电场线方向电势降低,反之电势升高,故选项B正确,A,C,D错误。
2.下列关于电势高低的判断,正确的是( D )
A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较高
D.正电荷只在静电力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高
解析:根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就减少;只要静电力做负功,电势能就增加。正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大;负电荷在电势低处具有的电势能大。选项A,B,C错误,D正确。
3. (2018·浙江嘉兴期中)如图所示为电场中的三条电场线,A,B,C是其中一条电场线上的三个点。现用EA,EB,EC表示这三点的电场强度,
A, B, C表示这三点的电势,则必有( B )
A.EA>EB>EC B. A> B> C
C.EA=EB=EC D. A= B= C
解析:根据电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密电场强度越大,所以EC>EB>EA,故A,C错误;顺着电场线方向电势降低,可知 A>
B> C,故B正确,D错误。
对静电力做功与电势能变化关系的理解
4. 如图所示,虚线a,b,c是某静电场中的三个等势面,一正粒子的运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知( C )
A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功,电势能减小
B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功,电势能增加
C. a> b> c
D. a< b< c
解析:由等势面的分布规律可知,该电场为点电荷产生的电场。由运动轨迹可知,运动的正粒子跟场源电荷的相互作用是斥力,所以场源电荷是正电荷。根据电场线与等势面垂直,电场线的分布是发散状辐射向外的。正粒子从K到L受静电力的方向背离圆心,与移动方向夹角为钝角,静电力做负功,粒子的电势能增加,选项A错误;从L到M,可看做轨迹与L所在等势面的另一交点运动到M,粒子受到的静电力与移动方向夹角为锐角,静电力做正功,粒子的电势能减少,选项B错误;根据电场线的方向是电势降低的方向可知选项C正确,D错误。
