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文档简介

第03讲电场能的性质

1学可目标]

1.知道静电场中的电荷具有电势能.了解电势能、电势和电势差的含义

2.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系

1雷基础知£

---------------------IIIII1IIIIIIIIIIIIIII1III1IIIIIIIIIIIIIII-----------------------

一、对静电力做功、电势能的理解

1.对静电力做功特点的理解

⑴静电力对电荷所做的功,与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关。

该结论适用于任何静电场。

⑵无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动,无论带电体只受静电力作

用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是做负功,静电力做功的特点不变。

2.电势能的特点

(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,属于电荷和电场所共有的,我们习惯上

说成电荷的电势能。

⑵电势能是标量,有正负但没有方向,其正负表示大小。

⑶电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应

确定参考点,也就是零势能点的位置。

3.电势能增减的判断方法

(1)做功判断法

无论正、负电荷,只要电场力做正功,电荷的电势能一定减小;只要电场力做负

功,电荷的电势能一定增大。

⑵电场线判断法

正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,

电势能逐渐增大。

负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,

电势能逐渐减小。

二、对电势的理解

1.电势的特点

⑴电势具有相对性;电势是相对的,电场中某点的电势高低与零电势点的选取

有关。通常将离场源电荷无穷远处,或是地球表面选为零电势点。

⑵电势是标量:电势是只有大小、没有方向的物理量,在规定了电势零点后,

电场中各点的电势可能是正值,也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势;

负值表示该点的电势低于零电势。显然,电势的正负只表示大小,不表示方向。

2.电势高低的判断方法

⑴电场线法:沿电场线方向,电势越来越低。

⑵场源电荷判断法:离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的

点,电势越低。

⑶电势能判断法:对于正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于负电

荷,电势能越小,所在位置的电势越高。

3.电势能与电势的区别与联系

电势0电势能与

物理意义反映电场能的性质的物理量反映电荷在电场中某点所具有的能

量

电场中某一点的电势0的大小,只电势能的大小是由点电荷g和该点

相关因素

跟电场本身有关,跟点电荷g无关电势0共同决定的

电势沿电场线逐渐降低,规定零电势正点电荷(+g):电势能的正负跟电

大小点后,某点的电势高于零,则为正值;势的正负相同。负点电荷(一g):电

某点的电势低于零,为负值势能的正负跟电势的正负相反

单位伏特V焦耳J

联系0=?或耳=00,二者均是标量

三、对电势差的理解

1.关于电势差的四点说明

(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷

量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的

电势差也有确定值。

⑵讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为

UAB,B、A间的电势差记为UBA。

⑶电势差为标量,有正、负之分,电势差的正负表示电场中两点间的电势的高

低。

(4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。

2.电势差与电势的比较

电势。电势差u

W

区定义电势能与电量比值:电场力做功与电量比值:U=-

Q

别小坟

0=一

Q

由电场和在电场中的位置

决定因素由电场和场内两点位置决定

决定

相对性有,与零势能点选取有关无,与零势能点选取无关

数值关系UAB~6A-6B,当08=0时,UAB~6A

联单位相同,均是伏特(V),常用还有kV,mV等

系标矢性都是标量,但均具有正负

物理意义均是描述电场能的性质的物理量

四、对等势面的理解

1.等势面的特点

(1)在等势面内任意两点间移动电荷,电场力不做功。

(2)在空间中两等势面不相交。

(3)电场线总是和等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

(4)在电场线密集的地方,等差等势面密集;在电场线稀疏的地方,等差等势面

稀疏。

(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。

(6)等势面的分布与零电势点的选取无关。

2.几种常见的电场的等势面分布

电场等势面(实线)图样重要描述

电场线等势面

匀强电场垂直于电场线的一族平面

电为翎面

点电荷的电场以点电荷为球心的一族球面

漆

等量异种点电荷的电场连线中垂面上的电势为零

':\''

,‘k'

;\''、4一»

\"'J"Ml//

等量同种正点电荷的电0连线上,中点电势最低,而在中

场垂线上,中点电势最高

特别提醒

⑴已知等势面的情况时,可作等势面的垂线来确定电场线,并由“电势降低”

的方向确定电场线方向。

⑵已知电场线时,可作电场线的垂线来确定等势面,并由“沿电场线方向电势

降低”确定等势面的电势高低。

五、电势差与电场强度的关系

1.匀强电场中电场强度和电势差的关系:

(1)定性分析:电势和电场强度都是描述电场性质的物理量,都由电场本身决定,

但这两个物理量之间无直接关系,电场强度是从力的角度描述电场性质的物理

量,是矢量;而电势则是从能量角度来描述电场性质的物理量,是标量。但是它

们又有着定量的联系。

(2)定量关系:E=%或

2.电场强度三个公式的对比

\区别

公屋、物理含义引入过程适用范围

是电场强度大小的F0^q,E与F、q无关,

__F

E=一适用于一切电场

q

定义式是反映某点电场的性质

是真空中点电荷场由和库仑定律导在真空中,场源电荷

E=g

强的决定式Q是点电荷

出

是匀强电场中场强由F=qE和W=qU导

a匀强电场

的表达式出

特别提醒

⑴在选取物理公式时,首先要注意公式的适用条件,然后判断题目中物理情境

是否满足公式的适用条件。

(2)据可以得出结论:匀强电场中电势差与d成正比,但不能由石=号而说

E与d成反比。

3.关系式表明了电场强度与电势差的关系

(1)大小关系:由E=%可知,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降

低的电势。

⑵方向关系:电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。

⑶物理意义:电场强度是电势差对空间位置的变化率,反映了电势随空间变化

的快慢。

4.定性分析非匀强电场中电势差的变化

公式〃8=£/或后=萼只能适用于计算匀强电场的电势差,不能计算非匀强电

场的电势差,但在非匀强电场中,电场强度整体较强的地方,沿电场线相同的距

离上的电势差必然更大,电势变化更快,所以根据这个公式可以比较非匀强电场

中电势差的大小

l|Q考点剖曰

------------------lllllllllllllilllllllllllllllllllllllllll-----------------------

考点一:静电力做功特点和电势能

【例1】如图所示,匀强电场的场强E=4xl()5v/m,A、3两点相距0.2m,A、B

两点连线与电场线方向的夹角6=60。,下列说法正确的是()

-----------------►

kBE

-----------------A

—3--------->

4/-

-----------------►

A.若取A点的电势为0,则3点的电势0=-8x10,

B.A、3两点间的电势差28=4x10,

C.电荷量4=+2X10TC的试探电荷从A点运动到B点电势能增大8J

D.电荷量4=-2X10YC的试探电荷从A点运动到3点电势能减小8J

【答案】B

【详解】AB.由图可知,A3之间的电势差UAB=ELCOS60°=4X1()4V又因为

-%取A点的电势为0。则8点的电势为例=-4x10,故A错误,B正确;

C.电荷量4=+2x107(2的电荷从A点运动到3点,静电力做正功,电荷的电势能

减小,故C错误;

D.电荷量g=-2xl()TC的电荷从A点运动到5点,静电力做负功,电荷的电势能

增大,故D错误。

故选B。

考点二:电势和电势差

【例2】在匀强电场中把电荷量为2.0x10-9c的点电荷从A点移动到3点,静电力

做功为1.6x10",再把这个电荷从B点移动到C点,克服静电力做功4.0x101。

下列选项不正确的是()

A.A、3两点间的电势差/B=80V

B.C、A两点间的电势差。孰=120V

C.A、B、C三点的电势高低关系为

D.A、B、。三点的电势高低关系为。B>%>0C

【答案】D

【详解】A.依题意,45两点间的电势差。旗=以=粤/V=80V故A正

q2.0x10

确;

B.A、C两点间电势差限=%+—=(16”:一肃1。工=-120丫所以

q2.0x10

UCA=-UAC=120V故B正确;

CD.因为UAB=0「%=8OVn%>%;UcA=%-%=120Vn°c>%所以&、B、C

三点的电势高低关系为故C正确,D错误。本题由于选择错误的,

故选D。

考点三:等势面

【例3】图所示是一对等量异种电荷形成的等势面,下列说法正确的是()

C点电势能

B.一正试探电荷放在a点处受力比在6处大

C.将一电子从。处移到c处电势能增加10eV

D..将一电子置于6点受力方向水平向右

【答案】C

【解析】电势能为标量,由可知,负电荷在。点电势能小于c点电势能,

故A错误;等势面密的地方电场线也较密,由电场线的疏密程度可知a点场强

比b点场强小,由/=盛知电荷在b处受力更大,故B错误;由

W=qU=_e(恁—o,.)=-10eV

知电场力做负功电势能增加,故C正确;电场线与等势面垂直,由电势高一侧

指向电势低一侧,可知b处电场线水平向右,则电子受力方向水平向左,故D

错误。

考点四:电势差与电场强度的关系

【例4】空间有平行于梯形区域abed的匀强电场,已知Na=45。,Nc和Nd均为

直角,且上底6c=2cm、下底ad=4cm,a、b、c三点的电势分别为4V、8V、10V。

将一电荷量q=-2xl(?5C的点电荷从a点开始沿abed路线移动,则下列判断正确

的是()

b

a-------------------------d

A.梯形区域的下底ad中点的电势为6V

B.该匀强电场的场强大小为行V/m

C.该点电荷在c点的电势能为+2X10-4J

D.该点电荷从。点移到d点过程中,电场力对它做的功为+8X10-5J

【答案】AD

【解析】根据题述a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V,如图所示,g为ad

中点,根据在匀强电场中,平行线上相等长度的线段电势差相等可知

,ad中点的电势为6V,d点电势为8V,A正确;由几何

关系可知,abLbd,根据电场线与等势线垂直可知,电场强度方向沿时方向。

由£=与,得该匀强电场的电场强度石=》=100后,:8错误;根据电势能公式可

d%

554

知,电荷量^=-2xlO-C的点电荷在c点的电势能Ep=q(pc=-2x10-x10J=-2x10-J

C错误;电荷量q=-2xlO-5C的点电荷从。点移动到d点的过程中,电场力对它做

的功为

W=qUad=q{(pa-(pd)=-2xl0-5x(4-8)J=+8xlO-5J

D正确。

[⑨真题演练

----------------------lllllllllllllllllilllllilllllllllllllllil------------------------

1.(2019北京卷•★)如图所示,a、6两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的

球面上,c点在球面外,则

A.。点场强的大小比。点大

B.人点场强的大小比c点小

C.。点电势比。点高

D.。点电势比c点低

【答案】D

【解析】根据E=华,。点场强大小等于8点场强,A错误;8点场强的大小比

r

C点大,B错误;。。点电势与。点相等,C错误;。点比。点离-q近,所以。

点电势比c点低,D正确。

2.(2022.海南・卷•★)某带电体周围的电场线和等势面如图所示,设A点的电

场强度为玛,电势为。A,3点的电场强度为EB,电势为9B,则有()

A.>E

BC.<PA>(PBD.vA<<pB

【答案】BD

【解析】根据电场线的疏密程度表示电场的强弱,电场线越密,电场强度越大,

则8点的电场强度较大,即%<g,故A错误,B正确;根据电场线与等势面

垂直,且电势较高的等势面指向电势较低的等势面,所以8点的电势较大,即

<PA<<PB

故C错误,D正确。

3.(2021.北京・卷•★)如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,M、N两

点关于两电荷连线对称,尸两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正

确的是()

M*\*P

©-------十-------㊀

N・[

A.”点的场强比P点的场强大B.〃点的电势比N点的电势高

C.N点的场强与尸点的场强相同D.电子在〃点的电势能比在尸点的电

势能大

【答案】C

【解析】根据等量异种点电荷的电场线分布

得:

”点的场强与P点的场强大小相等,N点的场强与P点的场强大小相等,方向相

同,故A错误C正确;根据等量异种点电荷的电势分布特点可知,M点的电势

与N点的电势相等,航点的电势高于尸点的电势,根据约=夕4可知,电子在M

点的电势能比在P点的电势能小,故BD错误。

4.(2022.浙江1月卷••★)某种气体一电子放大器的局部结构是由两块夹有绝

缘介质的平行金属薄膜构成,其上存在等间距小孔,其中相邻两孔截面上的电场

线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是()

A.a点所在的线是等势线

B.b点的电场强度比c点大

C.b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大

D.将电荷沿图中的线从d-e-yjg移动时电场力做功为零

【答案】c

【解析】因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜,则。点所在的线是电场线,

选项A错误;因c处的电场线较。点密集,则。点的电场强度比》点大,选项B

错误;因次两处所处的线为等势线,可知。、。两点间的电势差的值比。、。两

点间的大,选项C正确;.因dg两点在同一电场线上,电势不相等,则将电荷

沿图中的线从d-e—/Tg移动时电场力做功不为零,选项D错误。

5.(2022天津卷•★)如图所示,一正点电荷固定在圆心,M、N是圆上两点,

下列说法正确的是()

B.M点和N点电场强度相同

C.负电荷由M点到N点,电势能始终增大

D.负电荷由M点到N点,电场力始终做正功

【答案】A

【解析】M、N是以。为圆心的圆上的两点,则电势相同,场强大小相等方向不

同,A正确,B错误;由于两点电势相等,负电荷由M点到N点,电场力做功

为零,电势能变化量为零,C、D错误。

6•(2021.天津.卷•)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所

示,相邻等势面间的电势差相等。虚线"PN是一个电子在该电场中的运动轨迹,

轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是()

M

A.两点电荷可能是异种点电荷B.A点的电场强度比5点的大

C.A点的电势高于3点的电势D.电子运动到P点时动能最小

【答案】CD

【解析】根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷时同种电荷,又根据电子在

该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力,故可知两点电荷为同种负电

荷;故A错误;根据等势面的疏密程度可以判断4点的电场强度比3点的小,

故B错误;因为两点电荷是同种负电荷,电场线指向负电荷,故可知A点的电

势高于3点的电势,故C正确;根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M

到P电场力做负功,由P到N电场力做正功;由"到P动能减小,由P到N动

能增加,故电子运动到P点时动能最小,故D正确。

7.(2022•全国乙卷・T19)如图,两对等量异号点电荷+4、-4(4>。)固定于正

方形的4个项点上。L.N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点,。为内切

圆的圆心,”为切点。则()

-qM+q

A.L和N两点处的电场方向相互垂直

B.M点的电场方向平行于该点处的切线,方向向左

C.将一带正电的点电荷从M点移动到。点,电场力做正功

D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零

【答案】AB

【解析】

A.两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向。,N点处于两负电荷连线的中

垂线上,则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向。,则N点的合场强方向

由N指向。,同理可知,两个负电荷在L处产生的场强方向由。指向LL点处

于两正电荷连线的中垂线上,两正电荷在L处产生的场强方向由。指向L则L

处的合场方向由。指向3由于正方向两对角线垂直平分,则L和N两点处的电

场方向相互垂直,故A正确;

B.正方向底边的一对等量异号电荷在航点产生的场强方向向左,而正方形上方

的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右,由于M点离上方一对等量异

号电荷距离较远,则M点的场方向向左,故B正确;

C.由图可知,M和。点位于两等量异号电荷的等势线上,即M和。点电势相

等,所以将一带正电的点电荷从M点移动到。点,电场力做功为零,故C错误;

D.由图可知,L点的电势低于N点电势,则将一带正电的点电荷从L点移动到

N点,电场力做功不为零,故D错误。

8.(2022•湖南卷・T2)如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在

长方体的四条长边。、b、c、d上。移去。处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电

荷分布不变。关于长方体几何中心。点处电场强度方向和电势的变化,下列说

法正确的是()

A,电场强度方向垂直指向。,电势减小B.电场强度方向垂直指向c,电

势减小

C,电场强度方向垂直指向a,电势增大D.电场强度方向垂直指向c,电

势增大

【答案】A

【解析】

根据对称性可知,移去。处的绝缘棒后,电场强度方向垂直指向a,再根据电势

的叠加原理,单个点电荷在距其厂处的电势为

(p=k-(取无穷远处电势零)

r

现在撤去a处的绝缘棒后,q减小,则。点的电势减小。

故选Ao

9.(2021.江苏.高考真题)一球面均匀带有正电荷,球内的电场强度处处为零,

如图所示,。为球心,A、3为直径上的两点,OA=OB,现垂直于AB将球面均

分为左右两部分,C为截面上的一点,移去左半球面,右半球面所带电荷仍均匀

分布,贝I()

A.。、C两点电势相等

B.A点的电场强度大于3点

C.沿直线从A到3电势先升高后降低

D.沿直线从A到3电场强度逐渐增大

【答案】A

【解析】

A.由于球壳内部的场强为零,补全以后可知在左右侧球壳在C点的合场强为零,

因左右球壳的场强具有对称性,要想合场强为零只能是两部分球壳在C点的场

强都是水平方向,则可以知道右侧球壳在C点的合场强水平向左,同理OC上其

他点的场强都是水平向左,因此0C是等势线,故A正确;

BD.将题中半球壳补成一个完整的球壳,且带电均匀,设左、右半球在A点产

生的电场强度大小分别为E,和良;由题知,均匀带电球壳内部电场强度处处为

零,则知

E1=E2

根据对称性,左右半球在3点产生的电场强度大小分别为E2和田,且

E1=E2

在图示电场中,A的电场强度大小为石2,方向向左,5的电场强度大小为方

向向左,所以A点的电场强度与8点的电场强度相同,沿直线从A到3电场强

度不可能逐渐增大,故BD错误;

C.根据电场的叠加原理可知,在A3连线上电场线方向向左,沿着电场线方向

电势逐渐降低,则沿直线从A到3电势升高,故C错误;

故选Ao

10.(2021.山东.高考真题)如图甲所示,边长为。的正方形,四个顶点上分别

固定一个电荷量为+4的点电荷;在。〈尤〈克a区间,X轴上电势"的变化曲线如

2

图乙所示。现将一电荷量为-。的点电荷尸置于正方形的中心。点,此时每个点

电荷所受库仑力的合力均为零。若将尸沿x轴向右略微移动后,由静止释放,以

下判断正确的是()

A.。=年4,释放后P将向右运动

B.Q=释放后P将向左运动

C.。=逑把“,释放后P将向右运动

4

D.。=述把4,释放后P将向左运动

4

【答案】c

【解析】

对y轴正向的点电荷,由平衡知识可得

解得

c2忘+1

因在―(今区间内沿X轴正向电势升高,则场强方向沿X轴负向,则将尸沿

无轴正向向右略微移动后释放,P受到向右的电场力而向右运动。

故选C。

圉过关检测

----------------------IIIIIIIIIII1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII1------------------------

lo如图所示是两个点电荷的电场线,实线框为等势线,其中A、B,C三点的

位置如图所示,其中A点为两点电荷连线的中点,设无穷远处为零势面,则()

A.A点的电势等于零

B.<PC><PB>(Pa

C.电荷仅在电场力作用下从A到C,电场力做功可能为0

D.负电荷在A点的电势能比在5点的小

【答案】D

【解析】设无穷远处为零势面,若两点电荷为等量异种电荷,则两电荷连线中点

的电势为零,由题图可知两场源电荷不等,所以A点的电势不等于零,选项A

错误;根据沿着电场线电势降低可知C点的电势高于实线框上各点的电势,A点

的电势略低于实线框上各点的电势,而B点的电势低于A点的电势,所以有

(Pc>(PA><PB

选项B错误;AC两点的电势不等,则电势差不等于零,根据W=qU可知电荷

仅在电场力作用下从A到C,电场力做功不可能为0,选项C错误;3点的电势

低于A点的电势,负电荷在电势高的地方电势能小,则负电荷在A点的电势能

比在B点的小,选项D正确。

2..产生闪电的积雨云底层带负电,为避免闪电造成的损害,高大的建筑物会装

有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线,相邻两等势线间的电势差相等。图

中a、人两点的场强大小分别为纥、纥,a、8两点的电势分别为。、必,则()

A.Ea>Eb

B.<Pa>(Pb

C.避雷针的顶端带正电

D.一带负电的雨滴从a下落至。,电场力做负功

【答案】C

【解析】由题意可知,产生闪电的积雨云底层带负电,可知避雷针的顶端带正电,

选项C正确;

A等差等势线密集处的电场线也密集,场强也较大,则纥<纥

选项A错误;电场线大致向上,沿电场线的方向电势逐渐降低,可知1<%

3.如图,医用口罩由多层织物材料构成,其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后

成为驻极体材料,这层材料表面长期带有正电荷,能有效吸附细小的粉尘,而这

些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体。则其中即将被吸附的带电粉尘,一定是

()

A.带正电

B.沿电场线加速靠近熔喷布

C.在靠近熔喷布的过程中电场力做正功

D.在靠近熔喷布的过程中电势能增加

【答案】C

【解析】由于口罩材料表面长期带有正电荷,则被吸附的带电粉尘,一定是带负

电荷,A错误;熔喷布产生的电场线不一定是直线,而只有电场线是直线,带电

粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时带电粒子的轨

迹才与电场线重合,B错误;由选项A可知,被吸附的带电粉尘,一定是带负

电荷,则负电荷靠近熔喷布的过程中电场力做正功,电势能减小,C正确、D错

误。

4.(真空中4B、C为一等边三角形的三个顶点,在A、3两点分别放等量同种

电荷后,三角形中心。点的场强为E,电势为/若再在C点放一等量异种电荷,

取无穷远处电势为0,则。点的场强大小和电势应分别为()

A.E,(pB,2E,C.2E,°,0,一。

【答案】B

【解析】

在A、B两点分别放等量同种电荷后,三角形中心。点的场强为E

2E;sin30°=E,得&=E

则O点的场强大小心=E+g=2E

三角形中心。点的电势为。,再在C点放一等量异种电荷,取无穷远处电势为0,

则在。点的电势与无穷远处是相等的,为0。A为等量同种电荷,则。点电

势应为

5.如图所示,一蜘蛛将网织成两个正方形A3CD、abed,其边长分别为2L、L,

现在心c、3四个位置分别放置一个点电荷,发现》处的点电荷所受电场力

恰好为零,若仅将6处的点电荷Q沿切方向移至d处,则()

C

A.a、c两处点电荷对点电荷Q的合力先增大后减小

B.a、c两处点电荷对点电荷Q的合力先减小后增大

C.a、c两处点电荷对点电荷。的合力一定先做正功,后做负功

D.a、c两处点电荷对点电荷。的合力一定先做负功,后做正功

【答案】B

【解析】当点电荷。在。点时,c两处点电荷对点电荷。的合力为零,则将

。处的点电荷。沿加/方向移至d处时,c两处点电荷对点电荷。的合力先减

小后增大,选项A错误,B正确;

在八b、c、3四个位置分别放置一个点电荷,发现6处的点电荷所受电场力恰

好为零,可知a、c、8三个位置分别放置的点电荷一定是同种电荷,但是不能确

定电荷的正负;仅将。处的点电荷。沿切方向移至d处,若点电荷。与另外三

个电荷带同性电荷,则点电荷。从。到d时电场力做正功;若点电荷。与另外

三个电荷带异性电荷,则点电荷。从。到d时电场力做负功,选项CD错误。

6.图示为某“静电消除器”的原理简图,直流高压产生器将220V输入电压升

高,使正、负放电极尖端交替产生大量正、负离子,当表面带电物体通过放电极

附近时,离子将带电物体表面的电荷中和“消除”。忽略离子间的相互作用,则

离子被吸附到带电物体表面过程中()

I输入愉0V交流钢

I直西高后产型器]

正放电极负放电极

表面带电物体

A,均做匀加速运动B.正离子电势能增大

C.电场力对负离子做负功D.正离子向电势降低的方向移

动

【答案】D

【解析】.表面带电物体所产生的的电场不是匀强电场,所以离子所受电场力为

变力,均做变加速运动,故A错误;无论是正离子还是负离子,被带电物体吸

引时,电场力作为吸引力,都做正功,离子电势能都减小,故BC错误;因为正

离子电势能减小,所以一定是向电势低的方向移动,故D正确

7.(2022.广东深圳市光明区高级中学名校联考)如图所示,在正方形A3CD的

三个顶点A、B,。上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷,其中A处点电荷

带负电,B、C处点电荷均带正电。E、G、R三点四等分A3边,M、P、N三点

四等分3c边。下列说法正确的是()

AD

LI

MPN

A.M、N两点处的电场强度相同

B.P点电势高于G点电势

C.负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小

D.负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能大

【答案】B

【解析】根据对称性可知,B.C处点电荷在M、N两点处的电场强度大小相等,

方向相反,同时因为A处点电荷到M、N两点距离不相等,在航、N两点处的电

场强度也不同,故叠加后M、N两点处的电场强度不相同,A错误;对于正电荷

来说,离电荷越近,电势越高,而对于负电荷,离电荷越远,电势越高。则对于

8处点电荷,在P、G两点电势相等;对于C处点电荷,P点电势高于G点电势;

对于A处点电荷,P点电势高于G点电势;故叠加之后,P点电势高于G点电势。

B正确;根据对称性,B、C处点电荷在"、N两点处电势相等;A处点电荷在

N点电势大于〃点电势,所以航点电势比在N点电势小,负电荷在“点具有的

电势能比在N点具有的电势能大,C错误;对于3、C两处正电荷来说,R点电

势大于E点电势;对于A处负电荷来说,R点电势大于E点电势,则叠加后,F

点电势大于E点电势。故负电荷在歹点具有的电势能比在E点具有的电势能小,

D错误。

8.(2022•山东济南市高三下学期一模)如图所示,真空中xOy坐标系平面内有

以。为圆心的两个同心圆,分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、于、g、h。在a、

两点固定两个正点电荷,6、d两点固定两个负点电荷,四个点电荷所带电荷量

均相等。下列说法正确的是()

A./、力两点的电场强度相同B.e、g两点的电势相等

C.质子在e点所受电场力大于在九点所受电场力D.质子在e点电势能大于

在力点电势能

【答案】

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