关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是( )
A.电场强度大的地方,电势一定高
B.电场强度不变,电势也不变
C.电场强度为零处,电势一定为零
D.电场强度的方向是电势降低最快的方向
解:A、电场线密处,电场强度大,而电场线方向不确定,故无法判断电势高低,故A错误;
B、在匀强电场中,电场强度不变,沿着电场线的方向,电势总是逐渐降低的,故B错误;
C、电势为零,是人为选择的,电场强度为零的地方,电势不一定为零.故C错误.
D、沿着电场方向电势降低最快,故D说法正确;
故选:D.
如图所示,带正电的小球靠近不带电的绝缘支架上的金属导体AB的A端,由于静电感应,A端出现负电荷,B端出现正电荷,则( )
A.用手触摸一下B端,移开带电小球,导体带负电
B.用手触摸一下A端,移开带电小球,导体带正电
C.用手触摸一下导体的中部,移开带电小球,导体不带电
D.用手触摸一下导体的中部,移开带电小球,导体带正电
解:如图枕型导体在带正电的小球附近时,枕型导体上的自由电子会向金属棒的A端运动,金属棒的A端因有了多余的电子而带负电,B端因缺少电子而带正电;而用手接触一下导体的任何部位,大地的电子中和导体上的正电荷,移开带电小球后,导体带负电;故A正确,BCD错误;
故选:A.
在某电场中,沿x轴上的电势分布如图所示,由图可以判断( )
A.x=2m处电场强度可能为零
B.x=2m处电场方向一定沿x轴正方向
C.沿x轴正方向,电场强度先增大后减小
D.某负电荷沿x轴正方向移动,电势能始终增大
解:A、φ﹣x图象的斜率等于电场强度,则知x=2m处的电场强度不为零.故A错误.
B、从0到x=4m处电势不断降低,但x=2m点的电场方向不一定沿x轴正方向.故B错误.
C、由斜率看出,从0到4m,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大.故C错误.
D、沿x轴正方向电势降低,某负电荷沿x轴正方向移动,受力的方向始终指向x轴的负方向,电场力做负功,电势能始终增大.故D正确.
故选:D
如图所示,圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面,相邻两等势面间的距离相等,直线是电场中的几条没标明方向的电场线,粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分,M、N是轨迹上的两点.粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、aN,电势能分别是EPM、EPN,a、b、c的电势分别是φa、φb、φc,ab间,bc间的电势差分别是Uab、Ubc,则下列判断中正确的是( )
A.aM>aN,EPM>EPN B.φa<φb<φc,EPM<EPN
C.aM>aN,Uab=Ubc D.Uab=Ubc,EPM<EPN
解:根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向左上方,所以正电荷受到点电荷的吸引力,所以圆心处的点电荷一定带负电,电场线的方向指向圆心,所以φa<φb<φc,
根据点电荷的电场线的分布特点可得,M点的电场线密,所以正电荷在M点受到的电场力大,产生的加速度大,即:aM>aN;
根据点电荷的电场线的分布特点可得,ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度,由于相邻两等势面间的距离相等,根据U=Ed可得,Uab>Ubc;
设粒子从M向N运动,正电荷受到的电场力的方向指向圆心,所以受力的方向与M到N的方向之间的夹角是钝角,电场力做功负功,电势能减小,所以EPM<EPN.只有选项B正确.
故选:B
如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中( )
A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒
B.小球的重力势能增加W1
C.小球的机械能增加W1+mv2
D.小球的电势能减少W2
解:A、由于电场力做正功,故小球与弹簧组成的系统机械能增加,机械能不守恒,故A选项错误;
B、重力做功是重力势能变化的量度,由题意知重力做负功,重力势能增加﹣w1,故B选项错误;
C、小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量,即﹣W1+mv2,故C选项错误;
D、根据电场力做功是电势能变化的量度,电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加,故D选项正确;
故选D.
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