等势面习题(含解析)VIP免费

等势面习题1.如图所示，L1、L2、L3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J，仅在电场力的作用下运动到L3处动能为10J，则电荷的电势能为4J时，它的动能是（）A．6JB．4JC．16JD．14J【分析】根据等差等势面的特点，由W=qU，电荷L1到L2，L2到L3电场力做功相等，电势能减小量相等，可确定电荷在L2处的动能为20J，此处电势能为零，再者总量为20J，电势能与动能总量守恒，当电势能为4J，动能为16J．【解答】解：如图为三个等差等势面，根据W=qU，电荷L1到L2，L2到L3电场力做功相等，电势能减小量相等，则电荷在L2处动能为20J，此处电荷电势能为零，电荷电势能与动能总量为20J，根据能量守恒，当电势能为4J时，动能为16J．故选C【点评】本题的关键在于确定总能量，技巧在于选择研究L2等势面．2.在点电荷Q的电场中，一个带正电的粒子通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是（）A．Q可能为正电荷，也可能为负电荷B．运动中．粒子总是克服电场力做功C．α粒子经过两等势面的动能Eka＞EkbD．α粒子在两等势面上的电势能Epa＞Epb【分析】从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功，反之，远离Q的过程电场力做正功．可判断电势能的大小和动能大小以及Q的电性．【解答】解：A、正电荷受到了排斥力作用，所以Q的电性一定是正电荷．故A错误；B、根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功，反之，远离Q的过程电场力做正功．故B错误；C、D、根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功；因此动能减小，电势能增大．故C正确，D错误；故选：C．【点评】该题考查轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力．由动能定理分析动能和电势能的变化是常用的思路3.如图所示，a、b、c、d是某电场中的四个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等，下列判断中正确的是（）A．该电场不一定是匀强电场B．这四个等势面的电势一定满足UaU﹣b=UbU﹣c=UcU﹣dC．如果ua＞Ub，则电场强度Ea＞EbD．如果Ua＜Ub，则电场方向垂直于等势面由b指向a【分析】等势面是平行平面而且均匀分布，该电场一定是匀强电场．电根据公式U=Ed，匀强电场中，沿着电场线方向，相同距离电势差相同．电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．【解答】解：A、等势面是平行平面而且均匀分布，则电场线平行同向，均匀分布，该电场一定是匀强电场．故A错误．B、由图判断出电场方向垂直于等势面，由公式U=Ed可知，沿着电场线方向，相同距离电势差相同．故B正确．C、匀强电场，电场强度处处相同．故C错误．D、根据电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知，如果Ua＜Ub，电场方向垂直于等势面由b指向a．故D正确．故选BD【点评】本题考查对等势面和电场线关系的理解能力．本题也可以采用作电场线的方法，分析判断．常规题，比较容易．4.如图，虚线ab和c是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和ωc，φa＞φb＞φc．带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，该粒子电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减小【分析】根据电势的高低确定电场强度的方向，从而确定电场力的方向，根据电场力做功比较动能的大小和电势能的大小．【解答】解：AC、φa＞φb＞φc．知电场强度方向a指向c，则电场力方向由内指向外，粒子从K到L的过程，电场力做负功，电势能增加．故A、C正确．BD、从L到M的过程中，电场力先做负功，后做正功，那么动能先减小后增大．故BD错误；故选：AC．【点评】解决本题的关键知道电势的高低与电场强度的关系，以及知道电场力做功与电势能的关系．5.如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个带正电粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．...