第49講電場線與等勢線的應(yīng)用2

第49講電場線與等勢線（面）的應(yīng)用1．（2021?遼寧）等量異號點電荷固定在水平向右的勻強電場中，電場分布如圖所示，實線表示電場線，虛線表示等勢線。將同一負電荷先后置于a、b兩點，電勢能分別為Epa和Epb，電荷所受電場力大小分別為Fa和Fb，則（）A．Epa＞Epb，F(xiàn)a＞FbB．Epa＞Epb，F(xiàn)a＜FbC．Epa＜Epb，F(xiàn)a＞FbD．Epa＜Epb，F(xiàn)a＜Fb2．（2021?浙江）某書中有如圖所示的圖，用來表示橫截面是“＜”形導體右側(cè)的電場線和等勢面，其中a、b是同一條實線上的兩點，c是另一條實線上的一點，d是導體尖角右側(cè)表面附近的一點。下列說法正確的是（）A．實線表示電場線B．離d點最近的導體表面電荷密度最大C．“＜”形導體右側(cè)表面附近電場強度方向均相同D．電荷從a點到c點再到b點電場力做功一定為零3．（2022?浙江）某種氣體一電子放大器的局部結(jié)構(gòu)是由兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平行金屬薄膜構(gòu)成，其上存在等間距小孔，其中相鄰兩孔截面上的電場線和等勢線的分布如圖所示。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)點所在的線是等勢線B．b點的電場強度比c點大C．b、c兩點間的電勢差的值比a、c兩點間的大D．將電荷沿圖中的線從d→e→f→g移動時電場力做功為零一.知識回顧（一）電場線1．定義：為了形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向，而畫在電場中的一條條有方向的曲線。電場線是假想的曲線，實際不存在。2．電場線的特點(1)電場線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。(2)電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷。(3)電場線在電場中不相交、不閉合、不中斷。(4)在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏。(5)沿電場線的方向電勢逐漸降低。(6)電場線和等勢面在相交處垂直。3．幾種典型電場的電場線如圖所示是幾種典型電場的電場線分布圖。4.電場線的應(yīng)用5.兩種特殊的電場線分布及其特點等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖電荷連線上的電場強度沿連線先變小后變大O點最小，但不為零O點為零中垂線上的電場強度O點最大，向外逐漸減小O點最小，向外先變大后變小關(guān)于O點對稱位置的電場強度A與A′、B與B′、C與C′（二）等勢面1.定義：在電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面。2.四個特點（1）在同一個等勢面上移動電荷時，靜電力不做功。（2）等勢面一定與電場線垂直。（3）電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。（4）等差等勢面越密的地方電場強度越大，反之越小。（5）電場中某點的電勢大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與在該點是否放有電荷和所放電荷的電性、電荷量及電勢能均無關(guān)。3.幾種典型電場的等勢線(面)電場等勢線(面)重要描述勻強電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷為球心的一簇球面等量異種點電荷的電場連線的中垂線上電勢處處為零等量同種(正)點電荷的電場兩點電荷連線上，中點的電勢最低；中垂線上，中點的電勢最高（三）根據(jù)電場線、等勢線和帶電粒子的運動軌跡求解相關(guān)的物理量1.判斷電場力的方向：電場力沿電場線(或垂直于等勢線)指向運動軌跡的凹側(cè)；2.判斷電場強度方向：根據(jù)電場力方向和帶電粒子的電性判斷場強的方向；3.加速度大小的判斷：電場線密處，電場強度較大，加速度較大，也可根據(jù)等勢面疏密判斷，對于等差等勢面，等勢面密處，電場強度較大，加速度較大；4.速度大小、方向，動能和電勢能大小的判斷：速度方向沿運動軌跡的切線方向，根據(jù)速度方向和電場力方向之間的夾角判斷電場力的做功情況，電場力做正功，動能增大，電勢能減??；電場力做負功，動能減小，電勢能增大．二.例題精析例1．某電場的電場線分布如圖所示，下列說法正確的是（）A．c點的電場強度大于b點的電場強度B．若將一試探電荷+q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點C．b點的電場強度大于d點的電場強度D．a(chǎn)點和b點的電場強度的方向相同例2．如圖所示，虛線為某靜電場中的等差等勢線（相鄰兩虛線間的電勢差相等），P為某一固定點電荷，實線為某帶電粒子Q在該靜電場中運動的軌跡a、b、c、d為粒子的運動軌跡與等勢線的交點，除電場力外，粒子Q受到的其他力均可不計。下列說法正確的是（）A．粒子Q與點電荷P為異種電荷B．粒子Q運動過程中速度一定先減小后增大C．粒子在b點時的電勢能一定比在d點時的電勢能小D．粒子在a、c兩點的加速度大小一定相等三.舉一反三，鞏固練習某電場的電場線分布如圖所示，一帶電粒子僅在電場力作用下沿虛線由A點運動到B點，則（）A．電場強度EA＞EBB．電勢φA＞φBC．粒子電勢能EpA＞EpBD．粒子動能EkA＞EkB電場中某區(qū)域的電場分布如圖所示，a、b是電場中的兩點。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點的場強相等B．a(chǎn)點的場強小于b點的場強C．同一個點電荷在a點所受的電場力小于在b點所受的電場力D．同一個點電荷在a點所受的電場力大于在b點所受的電場力如圖，實線表示某靜電場中的電場線，過M點的電場線是水平直線，虛線表示該電場中的一條豎直等勢線，M、P是電場線上的點，N、Q是等勢線上的點。將一帶正電的點電荷由M點靜止釋放，僅在電場力作用下水平向右運動，則（）A．N、Q兩點的電場強度方向相同B．M點電勢低于N點電勢C．該點電荷一定向右做勻加速運動D．若將該點電荷從P點移到N點，電勢能將減小把一個不帶電的金屬球殼導體置于勻強電場中，達到穩(wěn)定狀態(tài)后球殼周圍的電場線和等勢線分布如圖所示，其中a、d兩點對稱地分布在球殼兩側(cè)且連線過球心c，b點位于球殼上。下列說法中正確的是（）A．實線是等勢線B．b點電場強度比c點大C．感應(yīng)電荷在c點產(chǎn)生的場強為零D．a(chǎn)、b兩點間的電勢差值等于c、d兩點間的電勢差值把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，可以模擬出電場線的分布情況，如圖甲是模擬孤立點電荷和金屬板之間的電場照片，乙圖為簡化后的電場線分布情況，則（）A．由圖甲可知，電場線是真實存在的B．圖甲中，沒有頭發(fā)屑的地方?jīng)]有電場C．圖乙中A點的電場強度大于B點的電場強度D．在圖乙電場中A點靜止釋放的質(zhì)子能沿著電場線運動到B點常見的四種電場如下，則（）A．甲圖中，與點電荷等距的a、b兩點電勢相同，電場強度也相同B．乙圖中，兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點電勢相同，電場強度也相同C．丙圖中，兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點電勢相同，電場強度也相同D．丁圖中，與無窮大金屬板等距的關(guān)于垂線對稱的a、b兩點電勢相同，電場強度也相同避雷針上方有雷雨云時，避雷針附近的電場線分布如圖所示，圖中中央的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面。MN是電場線中兩個點，下列說法正確的是（）A．M點的電勢比N點的電勢高B．M點的場強比N點的場強大C．在試探電荷從M點到N點的多條路徑中，沿直線MN走電場力做功最少D．CD的電勢為零，但其表面附近的電場線有些位置和地面不垂直某帶電體周圍分布的電場線或等勢面的剖面圖如圖所示，其中a、c是同一條實線上的兩點，b是另一條實線上的一點，則（）A．圖中實線是電場線B．b點的電勢一定高于c點的電勢C．a(chǎn)、c兩點電場強度的方向可能相同D．將同一試探電荷依次放在a、b、c三點上，則在a點時試探電荷受到的電場力最大一帶正電導體，其周圍的等勢面如圖所示，每相鄰兩個等勢面間的電勢差相等，將一電子先后置于A、B兩點，其電勢能分別是EPA和EPB，所受電場力的大小分別是FA和FB，則（）A．EPA＜EPB，F(xiàn)A＞FBB．EPA＜EPB，F(xiàn)A＜FBC．EPA＞EPB，F(xiàn)A＞FBD．