小强在学习了《静电场》一章后,来到实验室研究如图所示的电场,实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线,若 a、b 两点所处的等势线电势为0,相邻等势线间的电势差为2V,则( )
A.a处电场强度等于b处电场强度
B.c、b两点间的电势差大于c、a 两点间的电势差
C.电子在c处具有的电势能为20eV
D.若将一电子在d处由静止释放,则运动至c点对应等势线时,具有的动能为2eV
D
【详解】
A.a处电场线较b处密集,a处电场强度大于b处电场强度,故A错误;
B. a、b 两点在同一等势面上,c、b两点间的电势差等于c、a两点间的电势差,故B错误;
C.电子在c处具有的电势能为-20eV,故C错误;
D. 电子在d处由静止释放,运动至c点对应等势线时,电场力做功2eV,电子的电势能减少2eV,动能增加2eV,故D正确.
电场:
电场力做功的计算方法:
(1)由功的定义式计算,此公式只适用于匀强电场中,可变形为式中x为电荷初、末位置在场强方向上的位移。
(2)依据计算,对任何电场都适用。对于的符号有两种处理方法:
①将的绝对值代入中计算,得电场力做功的绝对值,再根据电场力方向、位移方向来判定功的正负,或南其他方法判定功的正负。
②直接将的数值及符号代入中计算。计算结果直接表明电场力做功的多少及做功的正负。当时,;否则
(3)根据电场力做功与电势能变化量的关系,即。其中,对任何电场都适用。
(4)由动能定理计算,。此方法对任何电场、任何形式的运动都适用。
电场力与静电力:
(1)人们很早就已经发现,带同种电荷的物体相互排斥,带异种电荷的物体相互吸引,这种带电体之间或电荷之间的相互吸引或排斥的力就叫静电力。静电力也叫库仑力,其实质是电场力。
(2)电场对放入其中的电荷的作用力叫做电场力,电场力的施力物体是电场,受力物体是放入其中的电荷。
①电场力的大小既与电荷本身所带电荷量有关,又与电荷所在处的场强有关。由,得,即电场力的大小等于电荷本身所带电荷量与所在处场强的乘积。
②电场力的方向:正电荷所受电场力方向与所在处场强方向相同;负电荷所受电场力方向与所在处场强方向相反。
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