第5節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系

1.(2018·天津名校二模)如圖所示,虛線表示電場(chǎng)的一簇等勢(shì)面且相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,一個(gè)α粒子以一定的初速度進(jìn)入電場(chǎng)后,只在電場(chǎng)力作用下沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng),α粒子先后通過M點(diǎn)和N點(diǎn).在這一過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,由此可判斷出( )

A.α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大
B.N點(diǎn)的電勢(shì)低于M點(diǎn)的電勢(shì)
C.α粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率
D.α粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大
【答案】A
【解析】α粒子為氦核,帶正電,由運(yùn)動(dòng)軌跡可知,電場(chǎng)力的方向向右,根據(jù)電場(chǎng)的性質(zhì)“順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落”可知M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì),α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大,故A正確,B錯(cuò)誤;粒子從M到N,電場(chǎng)力做負(fù)功,則知?jiǎng)幽軠p小,速率減小,故C錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)線或等勢(shì)面的疏密程度可知,M點(diǎn)的等勢(shì)面疏,場(chǎng)強(qiáng)小于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),α粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受的電場(chǎng)力,故D錯(cuò)誤.
2.(2018·廣安期末)如圖甲所示,A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),若從A點(diǎn)釋放一初速度為零的電子,電子僅在電場(chǎng)力作用下向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),其vt圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是( )

A.A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φA<φB
B.A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA<EB
C.場(chǎng)強(qiáng)方向由A指向B
D.電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能EpA<EpB
【答案】A
【解析】電子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)到B點(diǎn),則電子所受的電場(chǎng)力方向從A指向B,所以電場(chǎng)線的方向是從B指向A的,由于沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,所以φA<φB,故A正確,C錯(cuò)誤;從速度—時(shí)間圖線得知電子做加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸變小,故電場(chǎng)
力不斷變小,電子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力,所以EA>EB,故B錯(cuò)誤;電子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減小,所以電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,D錯(cuò)誤.
3.(2018·天津名校模擬)如圖所示,虛線是某電場(chǎng)的等勢(shì)線.一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下恰能沿實(shí)線從A點(diǎn)飛到C點(diǎn),則( )

A.粒子一定帶負(fù)電
B.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能
C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
D.粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功
【答案】C
【解析】電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直且由電勢(shì)高的等勢(shì)線指向電勢(shì)低的等勢(shì)線,因此圖中電場(chǎng)線方向應(yīng)垂直等勢(shì)線大體指向左側(cè),帶電粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線指向曲線內(nèi)側(cè),故粒子應(yīng)帶正電,故A錯(cuò)誤;從A到C過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)的電勢(shì)能,故B錯(cuò)誤;A點(diǎn)等勢(shì)線密,電場(chǎng)線也密,所以電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處,故C正確;電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),只與初末位置電勢(shì)差有關(guān),因?yàn)?i>UAB=UBC,所以粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)和從B到C電場(chǎng)力做功相等,故D錯(cuò)誤.