训练26等势面.doc

训练26 等势面根底稳固·站起来，拿得到！ 1.关于等势面的说法正确的选项是 A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 答案：CD解析：在等势面上移动电荷，电场力不做功并不是电荷不受电场力的作用，而是电场力和电荷的移动方向垂直，或者说等势面上各点的电势相等，任意两点之间的电势差为零，所以由W=qUAB可知，电场力做功为零，因此A错误. 等势面上的电势相等，但是场强是否相等那么不一定，如在点电荷形成的电场中，在等势面上场强的大小相等，但是方向却是不同，因此B选项错误.根据我们学过的各种等势面的分布情况可知，CD是正确的.2.在静电场中，关于电场强度、电势的说法中正确的选项是 A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定为零B.电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同D.沿电场强度的方向，电势总是不断降低的答案：CD解析：电场强度是否为零是客观的，可由放入试探电荷是否受静电力来判断.电势是否为零却是主观的，是由人为确定的.从这个意义上讲，电势与电场强度是否为零的讨论没有意义.但是，此题A、B两选项都用了“一定的字样,加之从理论上公认无穷远处电势为零,因此此题只要举出一个反例，就可以否认A、B选项的说法.譬如带正电的导体，其内部场强为零，电势不为零；匀强电场的场强处处相同，但沿电场线方向电势逐渐降低，选项A、B均不正确.选项C、D是两个重要的结论，应记住.3.一个点电荷，从静电场中的a点移动到b点，其电势能的变化为零，那么 A.a、b两点的场强一定相等D.a、b两点的电势一定相等答案：D解析：电势能的变化为零，说明电场力做功为零，由Wab=qUab知，a、b两点间的电势差为零，即a、b两点等电势.但这不能说明点电荷一定沿等势面移动或点电荷所受的电场力与其移动方向总垂直.“描绘电场中等势线的实验中，以下说法正确的选项是 C.电流表的量程越大，实验的效果越好D.电流表的量程越小，实验的效果越好 答案：BD解析：在“描述电场中等势线的实验中，是利用在导电纸上恒定电流场模拟静电场的，A错,B对.当与电流表相连的两探针等势时，电流表示数为零，描述出等势线，那么电流表越灵敏越好，C错,D对 5.以下说法中正确的选项是 A.只在电场力作用下，电荷有可能沿等势面运动B.只有在匀强电场中，并由静止释放电荷，电荷才能沿等势面运动C.只有等势面为平面时，电荷才能沿等势面运动D.无论什么情况下，电荷不可能沿等势面运动 解析：此题可用特例法进行筛选，当电子绕某点电荷做匀速圆周运动时，便是在只受电场力情况下在等势面上的运动，其他选项可用类似方法排除，此题正确选项为A.6.如下图，a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为U、2U/3和U/4.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，它经过等势面b时的速率为v,那么它经过等势面c时的速率为_.答案：1.5v解析：对带电粒子由动能定理依题意有：所以vc 7.在电场中把q=2×10-9 C×10-7 J的正功，再把这个正电荷从B移到C时电场力做了4×10-7 J的负功.A、B、C三点电势上下情况如何？A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？解析：由于将正电荷q从A移到B时电场力做正功，故有A>B.依题意有：WAB+WBC×10-7J+(-4×10-7×10-7 J.所以，将正电荷q由A移到C时电场力做负功，必有C>A.综上所述，C>A>B.由W=qU得：UAB= V=75 VUBC= V=-200 VUAC= V=-125 V.能力提升·踮起脚，抓得住！ 8.如下图，实线为电场线，虚线表示等势面，相邻两个等势面之间的电势差相等，有一个运动的正电荷在等势面L3上某点的动能为20 J，运动至等势面L1上的某一点时的动能变为零，假设取L2为零等势面，那么此电荷的电势能为4 J时，其动能为 A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J答案：C解析：正电荷逆电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，动能减少，但电荷系统的总能量保持不变，那么电荷在L1、L2和L3处的动能和势能为：等势面 动能J 电势能J L1 0 10L2 10 0L3 20 -10即该电荷总能量为10 J，因此，当电势能为4 J时，动能为6 J.9.图中虚线表示某一电场中电势分别是10 V、20 V和30 V的三个等势面.现用外力将点电荷-q沿直线由a经O匀速移到b点.当点电荷通过O点时，外力的方向是 答案：D 解析：根据匀速直线运动的平衡条件O点受的电场力与该处的电场线方向相反，那么外力的方向与该处的电场线方向相同.电场线处处与等势面正交，且由高电势指向低电势，故A、B、C均不对.选D.a=10 V,b=4 V，c=-2 V.求解以下各题：1请用虚线画出过A、B、C三点的等势线； 2用带箭头的实线画出该电场的几条电场线.答案：见解析解析：因A=10 V,C=-2 V，所以根据匀强电场的特点，AC连线的中点D点的电势必为4 V，那么BD的连线为一条等势线，过A、C分别画出平行于BD连线的平行线，即为过A、C的等势线，如下图. 根据电场线与等势线垂直，并且由高等势线指向低等势线的特点可画出其电场线，如下图. 11.如下图，一长为L的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电荷量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°.假设使杆沿顺时针方向转过60°以杆上某一点为圆心转动，那么以下表达正确的选项是 A.电场力不做功，两电荷电势能不变QEL，两电荷的电势能减少QEL，两电荷的电势能增加答案：B解析：任取杆上一点O，设O到+Q距离为x，那么O到-Q距离为L-x，使杆沿顺时针方向转过60°时，杆与电场线平行：那么电场力对+Q做正功W1=QE(x-xcos60°)电场力对-Q做正功W2=QE(L-x)-(L-x)cos60°所以电场力做的总功为W总=W1+W2=QEL，两电荷的电势能减少与转轴位置无关.应选B.拓展应用·跳一跳，够得着！A=12 V，UB=6 V，UC=-6 V，试在该方框中作出该电场的示意图至少画出三条电场线，并保存作图时所用的辅助线用虚线表示.假设将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏的功？ 答案：图见解析 -6 eV解析：UB=6 V，UC=-6 V，根据匀强电场的特点，在BC连线的中点D处电势必为零；同理，把AC段等分成三份，在分点F处电势为该匀强电场中的一条等势线，根据电场线与等势面垂直，可以画出电场线，如下图，由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向.将一电子从A移到B，电场力做的功WAB=-eUAB=-e×12-6 V=-6 eV.13.如下图，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可以知道 A.三个等势面中，Q点电势最高 答案：C解析：首先画出几条电场线，如下图，根据轨迹弯曲的情况可判定带电质点所受电场力F方向如图，所以可知带电质点从Q运动到P电场力F做负功，从P到Q电场力做正功，根据动能定理可得带电粒子在P点的动能较小.而在此点的电势能较大.又根据等差等势面，等势面越密的地方场强越大，所以带电质点在P点所受电场力大，因而在此点加速度大.又由于带电质点带的是正电，因此可以判断出电场线的切线方向与F的方向一致，就可以确定等势面电势的上下是P>Q.