如图所示,在纸面内有一直角三角形ABC,P1为AB的中点, P2为AP1的中点,BC=2 cm,∠A = 30°.纸面内有一匀强电场,电子在A点的电势能为-5 eV,在C点的电势能为19 eV,在P2点的电势能为3 eV.下列说法正确的是
A.A点的电势为-5 V
B.B点的电势为-19 V
C.该电场的电场强度方向由B点指向A点
D.该电场的电场强度大小为800 V/m
D
【详解】
A.由公式可知,
故A错误.
B.A到P2的电势差为
故B错误.
C.A点到B点电势均匀降落,设P1与B的中点为P3,该点电势为:
P3点与C为等势点,连接两点的直线为等势线,如图虚线P3C所示.由几何关系知,P3C与AB垂直,所以AB为电场线,又因为电场线方向由电势高指向电势低,所以该电场的电场强度方向是由A点指向B点,故C错误.
D.P3与C为等势点,该电场的电场强度方向是由A点指向B点,所以场强为:
故D正确.
电场的能的性质:
电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷的运动路径无关。这一点与重力做功的情况类似。沿任一闭合路径移动一周,电场力所做的总功为零。
电势高低的比较方法:
(1)根据电场线或等势面判断。沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)利用电势差的正负判断。判断出的正负,再由比较的大小。若,则;则
(3)利用场源电荷判断。取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低。点电荷电场中某固定点的电势与场源电荷的电性及电荷量有关。场源电荷带正电时,电荷量越大.该点电势越高;场源电荷带负电时则相反。
(4)利用电势叠加判断。苦有多个场源电荷时,每个场源电荷产生的电场中的电势已知或易于判断,可将每个电场的电势先判断后叠加从而得到总电势。
(5)根据电场力做功来判断。正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处。对于负电荷,情况正好相反。
(6)根据电势能判断。正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。
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