人教高中物理 选修 31 第1章 静电场(电场线和等势面)习题.pdf

电场线及等势面的习题一、知识点归纳一、知识点归纳,考点：电场线、电场强度、电势能、电势、等势面、电场力做功。考点：电场线、电场强度、电势能、电势、等势面、电场力做功。（一）比较电场中两点的电场强度的大小的方法：1、在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度疏密程度，电场线分布相对密集处，场强；电场线分布相对稀疏处，场强。2、等势面密集处场强，等势面稀疏处场强（二）关于电势、等势面与电场线的关系：电场线等势面，且指向电势降落最陡的方向，等势面越密集的地方，电场强度越。（三）比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法：1、利用电场线来判断：在电场中沿着电场线的方向，电势。2、利用等势面来判断：在静电场中，同一等势面上各的电势相等，在不同的等势面间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低。（四）比较电荷在电场中某两点的电势能大小的方法：1、只有电场力做功时：电场力做正功，电势能动能这种方法与电荷的正负无关。2、利用电场线来判断：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减少；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷则相反。二、几种常见电场等势面分布图1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。说出：说出：A A、B B、C C 三点场强的大小、方向关系，三点场强的大小、方向关系，以及三点电势的高低以及三点电势的高低2、等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。问题问题 1 1取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少？是等势面吗？连线中点的场取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少？是等势面吗？连线中点的场强为多少？强为多少？问题问题 2 2中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？3.等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。讨论：取无穷远处电势为零，中垂线是等势面吗？两电荷连线的中点的场强为多少？电势为多少？讨论：取无穷远处电势为零，中垂线是等势面吗？两电荷连线的中点的场强为多少？电势为多少？4、匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面5、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面说出：匀强电场的电场线的特点及等势面的特点说出：匀强电场的电场线的特点及等势面的特点三、等势面的特点：等势面的特点：（1 1）等势面一定与电场线）等势面一定与电场线，即跟场强的方向，即跟场强的方向。（2 2）电场线总是由电势较）电场线总是由电势较的等势面指向电势较的等势面指向电势较的等势面，两个不同的等势面永远不会的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。相交。（3 3）电场线较密处等势面也较）电场线较密处等势面也较，即等势面较密处场强较，即等势面较密处场强较。（4 4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。四、典型题：1.下列关于等势面的说法正确的是()A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强相等C点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面D匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面2.如上图虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个 粒子的运动轨迹 粒子从 a 经过 b 运动到 c的过程中()A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大第 1 页3.在图中，a、b 带等量的异种电荷，MN 为 ab 连线的中垂线，现有一个带电粒子从M 点以一定初速度 v0射出，开始的一段轨迹如图中的实线，不考虑粒子的重力，则飞越该电场的整个过程中()A该粒子带负电B该粒子的动能先增大后减小C该粒子的电势能先减小后增大D该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v04.如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度 v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中()A小球先做减速运动后做加速运动B小球做匀速直线运动C小球做匀变速运动D以上说法都不正确5.如图所示，虚线 a、b、c 是电场中的三个等势面，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q 是轨迹上的两点下列说法中正确的是()A三个等势面中，等势面a 的电势最高B带电质点一定是从P 点向 Q 点运动C带电质点通过 P 点时的加速度比通过Q 点时小D带电质点通过 P 点时的动能比通过Q 点时小6图中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b 点时的动能分别为 26eV 和 5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8eV 时，它的动能应为()A8eVC20eVB13eVD34eV7.位于 A、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则()Aa 点和 b 点的电场强度相同B正电荷从 c 点移到 d 点，电场力做正功C负电荷从 a 点移到 c 点，电场力做正功D正电荷从 e 点沿图中虚线移到 f 点，电势能先减小后增大8.在点电荷 Q 的电场中，一个粒子(2He)（原子核）通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是().(A)Q 可能为正电荷，也可能为负电荷(B)运动中.粒子总是克服电场力做功(C)粒子经过两等势面的动能EkaEkb(D)粒子在两等势面上的电势能EpaEpb9.如图所示，a、b、c、d 是某电场中的四个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等，下列判断中正确的是().(A)该电场一定是匀强电场(B)这四个等势面的电势一定满足ab=bc=cd4第 2 页(C)如果ab，则电场强度 EaEb(D)如果ab，则电场方向垂直于等势面由b 指向 a10.如图所示，L1、L2、L3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J，运动到 L3处动能为 10J，则电荷的电势能为 4J 时，它的动能是(不计重力和空气阻力)().(A)6J(B)4J(C)16J(D)14J11、如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A 运动到 B，则()(A)电场力做正功(C)电势能增加(B)动能减少(D)加速度增大12、三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中 a、b 两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为a、b，则（）（A）EaEb，ab（B）EaEb，ab（C）EaEb，ab（D）EaEb，ab13、如图所示，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，abc.一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示，由图可知().(A)粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功(B)粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功(C)粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加(D)粒子从 L 到 M 的过程中，动能减少14、如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷Q和Q，x轴上的P点位于Q的右侧下列判断正确的是()A在x轴上还有一点与P点电场强度相同B在x轴上还有两点与P点电场强度相同C若将一试探电荷q从P点移至O点，电势能增大D若将一试探电荷q从P点移至O点，电势能减小15、一带电粒子射入一固定在 O 点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc 所示,图中实线是同心圆圆弧,表示电场的等势面,不计重力，以下判断正确的是（）A.粒子受到静电排斥力的作用；B.粒子在 b 点的电势能一定大于在 a 点的电势能；C.粒子在 b 点的速度大于在 a 点的速度；D 粒子在 a 点和 c 点的加速度大小一定相等。16、如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过 M 点和 N 点.在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出().第 3 页(A)N 点的电势高于 M 点的电势(B)粒子在 N 点的电势能比在 M 点的电势能大(C)粒子在 M 点的速率小于在 N 点的速率(D)粒子在 M 点受到的电场力比在 N 点受到的电场力大17.如图所示 A、B 两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M、N 为 AB 连线上的两点，且 AM=BN，则（）AM、N 两点的电势和场强都相等BM、N 两点的电势和场强都不相等CM、N 两点的电势不同，场强相等DM、N 两点的电势相同，场强不相等18.18.如图两个等量异种点电荷电场，AB为中垂线，且AO=BO，则AA、B两点场强相等B正电荷从A运动到B，电势能增加C负电荷从A运动到B，电势能增加DA、B两点电势差为零19.如图所示，M 和 N 是两个电势不相等的等势面，AB 是电场线，下面几种说法正确的是A.M 面的电势一定比 N 面电势高B.把负电荷从 M 面移到 N 面，电场力一定作正功C.A 点的电场强度一定大于B 点的电场强度D.A 点电场强度一定小于B 点的电场强度20.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M 点，再经过N 点。可以判定AM 点的电势高于 N 点的电势BM 点的电势低于 N 点的电势C粒子在 M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力D粒子在 M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力21.如图所示，A、B为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计电荷C所受的重力，则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是（）A.加速度始终增大.加速度先增大后减小C.速度始终增大，最后趋于无穷大D.速度始终增大，最后趋于某有限值22.如图所示，a、b、c 是一条电场线上的 三个点，电场线的方向由a 到 c,a、b 间的距离等于 b、c 间的距离，用 Ua、Ub、Uc和 Ea、Eb、Ec分别表示 a、b、c 三点的电势和电场强度可以断定（）A、UaUbUcB、EaEbEcC、Ua-Ub=Ub-UcD、Ea=Eb=Ec参考的答案1.CD 2.C 3.ABCD 4.B5.：D6.C7.CD8.C 9.ABD 10.C 11 BCD 12.C 13.AC14.AC15.ABD 16.AB17.D 18.AD 19.A20.AD 21.BD22.A第 4 页