习题课 电场能的性质
1.(2019·陕西汉中校级检测)某静电场的电场线分布如图所示,一负点电荷只在静电力作用下先后经过场中的M,N两点,过N点的虚线是电场中的一条等势线,则( C )
A.M点的电场强度小于N点的电场强度
B.M点的电势低于N点的电势
C.负点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
D.负点电荷在M点的动能小于在N点的动能
解析:电场线密集的地方,电场强度大,故M点的电场强度大于N点的电场强度,选项A错误;沿着电场线电势降低,故M点的电势高于N点的电势,选项B错误;负点电荷由M到N静电力做负功,动能减小,电势能增加,选项C正确,D错误.
2.(2019·湖南衡阳月考)如图所示,虚线是等势面,相邻的两等势面的电势差都相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a点的动能为20 eV,运动到b点的动能为2 eV.若取c点为零电势点,则当这个小球的电势能为-6 eV时,它的动能为(不计重力和空气阻力)( B )
A.16 eV B.14 eV C.6 eV D.4 eV
解析:设相邻两等势面间的电势差为U,小球的电荷量为q,小球从a到b和从b到c分别根据动能定理得-q·3U=Ekb-Eka,qU=Ekc-Ekb,解得Ekc=(Eka+2Ekb)=(20+2×2) eV=8 eV.因为c点电势为0,所以小球在c点时的电势能为0,小球在电场中运动只有静电力做功,所以小球的动能和电势能的总和保持不变,恒为8 eV,所以当小球的电势能为-6 eV时,它的动能为14 eV,故B正确.
3.如图所示,平行直线为匀强电场中的一组电场线,有一个电荷量q=2×10-2 C的正电荷仅受静电力的作用由A点沿曲线运动到B点,虚线①②是其可能运动的轨迹,已知这个运动过程中电荷的动能减少了2 J,设B点电势为零,则以下说法中正确的是( A )
A.电场强度方向向左
B.电荷沿轨迹②运动
C.A点的电势为100 V
D.电荷在A点的电势能为2 J
解析:正电荷只受静电力作用,由于动能减少,静电力做负功,即
WAB=-2 J,由WAB=qUAB得UAB==-100 V.即A-B=-100 V,A=B-100 V=-100 V,C错误.沿电场线电势降低,A<B,电场强度方向向左,A正确.正电荷受到的静电力向左,根据曲线运动的特点,合外力方向一定指向曲线内侧,电荷轨迹应为虚线①,B错误.电荷在A点的电势能EpA=qA=-2 J,D错误.
