真空中有一半径为r0的带电金属球,以球心O为坐标原点沿某一半径方向为正方向建立x轴,x轴上各点的电势随x的分布如图所示,其中x1、x2、x3分别是x轴上A、B、C三点的位置坐标.根据-x图象,下列说法正确的是
A.该金属球带负电
B.A点的电场强度大于C点的电场强度
C.B点的电场强度大小为
D.电量为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能低|q(2-3)|
D
【详解】
A、由图可知在0到电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向,电势降低,则金属球带正电,故A错误;
B、图像斜率表示场强大小,A点的电场强度为零,C点电场强度大于0,故B错误;
C、从B到C若为匀强电场,电场强度为,因是非匀强电场B点的电场强度大于该值,故C错误;
D、负电荷沿直线从B移到C的过程中,电场力做负值,电势能增加,大小为,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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