电场能的性质
1.(2016·4月浙江选考)如图所示,真空中有两个点电荷Q1=+9.0×10-8 C和Q2=-1.0×10-8 C,分别固定在x坐标轴上,其中Q1位于x=0处,Q2位于x=6 cm处.在x轴上( )
A.场强为0的点有两处
B.在x>6 cm区域,电势沿x轴正方向降低
C.质子从x=1 cm运动到x=5 cm处,电势能升高
D.在0<x<6 cm和x>9 cm的区域,场强沿x轴正方向
答案:D
2.(2019·宁波六校联考) 如图所示,O为两个等量同种正点电荷连线的中点,a、b、c、d是以O为圆心的圆周上的四个点,设无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A.a、c电场强度相同
B.b、O、d三点电势相等
C.O点的电场强度,电势均为零
D.把电子从a点移动到b点,电子的电势能增大
解析:选D.a、c电场强度大小相等,方向相反,A错误;b、d电势相等,O点电势高于b、d,B错误;O点的电场强度为零,但电势大于零,C错误;把电子从a点移动到b点,电势变低,电势能变大,D正确.
3. 如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子在A点加速度大
C.粒子在B点动能大
D.A、B两点相比,B点电势较低
解析:选D.由题图分析可知,带电粒子所受电场力指向其轨迹内侧,因此电场力方向和电场线方向相反,故粒子带负电,故选项A错误;B点处电场线密,电场强度较大,故电场力较大,因此粒子在B点加速度比A点要大,故选项B错误;从A到B过程中,电场力做负功,动能减小,因此粒子在A点动能大于B点,故选项C错误;沿电场线方向电势降低,因此A点电势高于B点,故选项D正确.
4. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2.求:
(1)小球滑到C点时的速度大小;
(2)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势.
解析:(1)因为B、C两点电势相等,故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零.
由几何关系可得BC的竖直高度hBC=
根据动能定理有mg·=-
解得vC=.
(2)小球从A到C,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有mg·3R+W电=,
又根据电场力做功与电势能的关系:
W电=EpA-EpC=-qφA-(-qφC).
又因为φC=0,可得φA=.
答案:(1) (2)
【课后达标检测】
一、选择题
1.(2019·嘉兴高三检测)下列说法中正确的是( )
A.由库仑定律F=可知,r→0时,F→∞
B.由电场强度E=可知,电场强度E与电荷量q成反比
C.由点电荷场强公式E=可知,r一定时,电荷量Q越大,场强E越大
D.由电势差U=Ed可知,电场强度一定时,两点间距离越大,这两点间电势差越大