特征:
①電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)硬度大,電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)硬度小,可借助這個(gè)特征定性判定電荷受力大小和加速度的大小。
②沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)增加最快,且電場(chǎng)線密的地方比電場(chǎng)線疏的地方增加更快。
③電場(chǎng)線密的地方,等比等勢(shì)面也越密集。
等勢(shì)面
1.電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面稱作等勢(shì)面.
2.幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面
等勢(shì)面的特征
①等勢(shì)面與電場(chǎng)線一定處處垂直;
②在同一等勢(shì)面上聯(lián)通電荷時(shí),電場(chǎng)力不做功;
③電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面;
④任意兩個(gè)電勢(shì)不相同的等勢(shì)面既不會(huì)相交,也不會(huì)相切;
⑤等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)線越密.
比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)能大小的方式
1.做功判別法
2.電場(chǎng)線法
正電荷沿著電場(chǎng)線的方向聯(lián)通時(shí),電勢(shì)能逐步增大;逆著電場(chǎng)線方向聯(lián)通時(shí),電勢(shì)能逐步增多。若果是負(fù)電荷剛好相反。
3.由公式EP=qφ判定
設(shè)φA>φB,當(dāng)q>0時(shí),qφA>qφB,即A點(diǎn)的電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能??偨Y(jié)為正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大,而負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小。
4.場(chǎng)源電荷判別法
退場(chǎng)源正電荷越近,試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越大,試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越小。退場(chǎng)源負(fù)電荷越近,試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越小,試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越大。
電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系

1.如圖所示,實(shí)線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即Uab=Ubc,虛線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),R同時(shí)在等勢(shì)面b上,據(jù)此可知()
A.三個(gè)等勢(shì)面中,c的電勢(shì)最高
B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小
C.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)的動(dòng)能
D.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q的加速度小
做出電場(chǎng)線,按照軌跡彎曲的方向可知,電場(chǎng)硬度方向向下.故c點(diǎn)電勢(shì)最高;依據(jù)推測(cè),負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,可知電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能大;總能量守恒;由電場(chǎng)線錯(cuò)落確定出,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小,電場(chǎng)力小,加速度?。?span style="display:none">eY9物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
解析
A、負(fù)電荷做曲線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力指向曲線的外側(cè);做出電場(chǎng)線,按照軌跡彎曲的方向和負(fù)電荷可知電場(chǎng)線,電場(chǎng)線向下.故c點(diǎn)電勢(shì)最高,故A正確;
B、利用結(jié)論:負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,曉得P點(diǎn)電勢(shì)能大,故B錯(cuò)誤;
C、只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能和動(dòng)能之和守恒,故帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于在Q點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和,因?yàn)镻點(diǎn)電勢(shì)能大,因而P點(diǎn)的動(dòng)能小,故C錯(cuò)誤;
D、等差等勢(shì)面P處密,P處電場(chǎng)硬度大,電場(chǎng)力大,加速度大,故D錯(cuò)誤;
故選A.
2.如圖所示A、B、C為某電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線,其電勢(shì)分別為3V、5V、7V虛線為帶電粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡,P、Q為軌跡與A、C的交點(diǎn),電荷只受電場(chǎng)力,則下述說(shuō)法正確的是()
A.粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能小于Q點(diǎn)動(dòng)能
B.電荷在P點(diǎn)遭到電場(chǎng)力小于在Q點(diǎn)遭到的電場(chǎng)力
C.P點(diǎn)電勢(shì)能小于Q點(diǎn)電勢(shì)能
D.粒子帶負(fù)電
由電勢(shì)及電勢(shì)能的關(guān)系可知兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系;由動(dòng)能定律可知P、Q兩點(diǎn)的間的動(dòng)能的變化;
由等勢(shì)面的明暗可知電場(chǎng)硬度的大小,由F=Eq可知電場(chǎng)力的大小關(guān)系;
由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系可得出電場(chǎng)線的方向,按照曲線的彎曲方向可知粒子的受力方向及粒子的電性.
解析
A、若粒子從P到Q,則電場(chǎng)力做負(fù)功,粒子動(dòng)能減少,故P點(diǎn)動(dòng)能小于Q點(diǎn)動(dòng)能;若粒子從Q到P,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能減小,P點(diǎn)動(dòng)能小于Q點(diǎn)動(dòng)能,故粒子在P點(diǎn)動(dòng)能一定小于Q點(diǎn)的動(dòng)能,故A正確;
B、因Q點(diǎn)處的等勢(shì)面密集,故Q點(diǎn)的電場(chǎng)硬度大,故電荷在Q點(diǎn)遭到的電場(chǎng)力小于P點(diǎn)遭到的電場(chǎng)力,故B錯(cuò)誤;

C、因P點(diǎn)電勢(shì)大于Q點(diǎn)電勢(shì),粒子帶正電,由E=φq可知P點(diǎn)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;
D、因電場(chǎng)線與等勢(shì)面互相垂直,且由高電勢(shì)指向低電勢(shì),故電場(chǎng)線如圖所示,由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡彎曲的方向可知粒子受力沿電場(chǎng)線的方向,故粒子帶正電;故D錯(cuò)誤;
故選:A.
3.如圖所示,①、②、③是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)中、位于同一平面內(nèi)的一簇等勢(shì)線,其中③為直線,①、②、③為等比等勢(shì)線.一電子以某一速率步入電場(chǎng),僅在電場(chǎng)力作用下其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,軌跡與①、②、③分別交于a、b、c三點(diǎn),下述說(shuō)法正確的是()
A.電子從a到c,電勢(shì)能始終降低
B.從a到b電場(chǎng)力對(duì)電子做的功小于從b到c電場(chǎng)力對(duì)電子做的功
C.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)低
D.電子在c點(diǎn)時(shí)的加速度為零
按照電場(chǎng)力做功公式W=qU,剖析W1與W2的關(guān)系.依據(jù)電子的軌跡彎曲方向可判定所受的電場(chǎng)力方向,確定等量異種點(diǎn)電荷中正電荷和負(fù)電荷的位置,即可判別電場(chǎng)力做功的正負(fù),剖析電勢(shì)能的變化,由等量異種點(diǎn)電荷中正電荷和負(fù)電荷的位置,剖析a、b電勢(shì)的高低.電子在c點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力不為零,加速度不為零.
解析
A、C因?yàn)棰蹫橹本€電場(chǎng)線,是一條等勢(shì)線,必是則知兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線,依據(jù)電子的軌跡彎曲方向可知粒子所受的電場(chǎng)力方向向左,則知正點(diǎn)電荷在左邊,負(fù)點(diǎn)電荷在左側(cè),電子從a到b再到c,電勢(shì)不斷增加,負(fù)電荷的電勢(shì)不斷減小.故A正確、C錯(cuò)誤.
B、由題,①與②、②與③的電勢(shì)差相等,按照電場(chǎng)力做功公式W=qU獲知,電子從a到b電場(chǎng)力做功與從b到c電場(chǎng)力做功相等,即W1=W2.故B錯(cuò)誤.
D、粒子在c點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力不為零,加速度不為零.故D錯(cuò)誤.
故選:A.
4.如圖所示,實(shí)線是兩個(gè)等量點(diǎn)電荷所形成的靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的虛線運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn),則下列判定正確的是()
A.由a到b的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功
B.由a到b的過(guò)程中帶電粒子的動(dòng)能減少
C.若粒子帶正電,兩等量點(diǎn)電荷均帶正電
D.若粒子帶負(fù)電,a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)
由運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線確定出受力向,按照力的方向與速率方向的傾角確定電場(chǎng)力做功的正負(fù),進(jìn)而判定出能量的大小關(guān)系.
解析
A、可由運(yùn)動(dòng)軌跡確定粒子的受力方向與速率方向,三者的傾角大于90°故做正功,則動(dòng)能降低,故A正確,
B、若帶負(fù)電荷,由a到b,電場(chǎng)力做正功,則電勢(shì)能降低,動(dòng)能降低,電勢(shì)降低,故BD錯(cuò)誤;
C、若粒子帶正電,在二者中垂線兩側(cè)受力方向往右,則其電場(chǎng)線往右,而兩等量電荷可以一側(cè)的為正電荷,左邊的為負(fù)電荷.故C錯(cuò)誤.
故選:A
