专题13.3 静电场
1.(2018•卷Ⅰ)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是( )
A. 平面c上的电势为零 B. 该电子可能到达不了平面f
C. 该电子经过平面d时,其电势能为4eV D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
【答案】AB
【解析】根据题述,匀强电场中等势面间距相等,相邻等势面之间的电势差相等.设相邻等势面之间的电势差为U,根据电子从a到d的过程中克服电场力所做功为Wab=6eV,电场方向水平向右.由Wab=3eV,联立解得:U=2V.已知b的电势为2V,则平面c上的电势为零,选项A正确;由于af之间的电势差为4U=8V,一电子经过a时的动能为10eV,由于题述没有指出电子速度方向,若该电子速度方向指向左或指向上或下,则该电子就到达不了平面f,选项B正确;由于题述没有指出电子速度方向,选项CD错误.
2.如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab = Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知 ( )
A.P点电势高于Q点电势
B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D.带点质点通过P 点的加速度比通过Q点的加速度大;
【答案】BD
【解析】因为题干中画出的是等势面与质点的运动图像,结合电场线与等势面的垂直关系,需要将等势面的图像转化为电场线的图像进行处理,如图所示 ;
根据带点质点的运动轨迹与其受力方向在同一侧的特点,可知质点的受力方向沿电场线向右下方,因为质点带负电,所以场强方向如图所示;
沿着电场线的方向电势是降低的所以可知;根据,质点带负电荷,可知质点在P点的电势能较大;故A错B 对;因为粒子在纯电场中运动时,电势能与动能之和为定值,所以质点在Q点的动能较大;故C错,质点在P处的电场线较密,场强较大,加速度较大;故D选项正确;
3.(2013全国2)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )