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第22課 電場(chǎng)能的性質(zhì) 1．四個(gè)關(guān)于電場(chǎng)能的概念的理解和應(yīng)用——電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面、電場(chǎng)力做功 (1)(2015全國(guó)Ⅰ，6分)如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等。則(　　) A．直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φQ B．直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φN C．若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功 答案：B 解析：電子帶負(fù)電荷，電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，有WMN＝WMP<0，而WMN＝qUMN，WMP＝qUMP，q<0，所以有UMN＝UMP>0，即φM> φN＝φP，勻強(qiáng)電場(chǎng)中等勢(shì)線為平行的直線，所以NP和MQ分別是兩條等勢(shì)線，有φM＝φQ，故A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確。電子由M點(diǎn)到Q點(diǎn)過(guò)程中，WMQ＝q(φM－φQ)＝0，電子由P點(diǎn)到Q點(diǎn)過(guò)程中，WPQ＝q(φP－φQ)>0，故C項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。 2．比較電勢(shì)高低和電勢(shì)能大小的方法 a．依據(jù)電場(chǎng)線方向比較電勢(shì)高低和電勢(shì)能大小 (2)(多選)(2013江蘇單科，4分)將一電荷量為＋Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等。 a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大 B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高 C．檢驗(yàn)電荷－q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大 D．將檢驗(yàn)電荷－q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 答案：ABD 解析：電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，a點(diǎn)附近的電場(chǎng)線較密集，則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故A項(xiàng)正確。a點(diǎn)所在的電場(chǎng)線從Q出發(fā)到不帶電的金屬球終止，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于金屬球的電勢(shì)，而b點(diǎn)所在處的電場(chǎng)線從金屬球發(fā)出到無(wú)窮遠(yuǎn)，所以金屬球的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，故B項(xiàng)正確。電勢(shì)越高的地方，負(fù)電荷具有的電勢(shì)能越小，即負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能較b點(diǎn)的小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。由C項(xiàng)分析可知，檢驗(yàn)電荷－q在a點(diǎn)的電勢(shì)能較b點(diǎn)的小，則把檢驗(yàn)電荷－q從電勢(shì)能小的a點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)能大的b點(diǎn)，電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，故D項(xiàng)正確。 b．依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)比較電勢(shì)高低和電勢(shì)能大小 (3)(多選) (2015海南單科，5分)如圖所示，兩電荷量分別為Q(Q＞0)和－Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱(chēng)地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間，b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．b點(diǎn)電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零 B．正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場(chǎng)力方向向右 C．將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場(chǎng)力做功 D．將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大 答案：BC 解析：因?yàn)榈攘慨愄?hào)電荷連線的中垂線上的電場(chǎng)方向?yàn)槠叫杏趚軸指向負(fù)電荷，所以電場(chǎng)方向與中垂線方向垂直，故中垂線為等勢(shì)線，因?yàn)橹写咕€延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以中垂線的電勢(shì)為零，故b點(diǎn)的電勢(shì)為零，但是電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。等量異號(hào)電荷連線上，電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，方向平行于x軸向右，在中點(diǎn)O處電勢(shì)為零，O點(diǎn)左側(cè)電勢(shì)為正、右側(cè)電勢(shì)為負(fù)，又知道正電荷在正電勢(shì)處電勢(shì)能為正，故B項(xiàng)正確。O點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì)，電場(chǎng)力做負(fù)功，所以必須克服電場(chǎng)力做功，故C項(xiàng)正確。O點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以先后從O、b點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相等，電勢(shì)能變化相同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡類(lèi)問(wèn)題 a．根據(jù)電場(chǎng)線的特性解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡類(lèi)問(wèn)題 (4)(多選)(2017天津理綜，6分)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢(shì)能分別為EpA、EpB。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電子一定從A向B運(yùn)動(dòng) B．若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷 C．無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷，一定有EpAaB，說(shuō)明電子在A點(diǎn)受到的靜電力較大，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知，靠近M端為場(chǎng)源電荷的位置，應(yīng)帶正電，故B項(xiàng)正確。無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷，一定有電勢(shì) φA>φB，電子電勢(shì)能 Ep＝－eφ，電勢(shì)能是標(biāo)量，所以一定有EpA

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