【知识梳理】
1.电势高低的判断
(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势逐渐降低.
(3)依据场源电荷的正负:取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.
2.电势能大小的判断
(1)做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加.
(2)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.
(3)公式法:由Ep=qφp,将q、φp的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大;Ep的负值越小,电势能越大.
(4)能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小;反之,动能减小,电势能增加.
3.由电场线分析带电粒子运动的方法
(1)运动粒子的曲线轨迹必定向电场力方向弯曲,即电场力方向指向曲线的内侧,且运动轨迹必定在v和F之间.先画出入射点的轨迹切线,即画出初速度的方向;再根据轨迹的弯曲方向,确定电场力方向.
(2)电场线和等势面垂直,电场线从高电势指向低电势.
(3)先根据电场线的方向以及疏密情况确定场强及电性情况,定性判断电场力(或加速度)的大小和方向;再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化情况以及运动性质.
(4)根据电场力方向与速度方向的关系来判断电场力做功情况及判断电势能的变化情况,另外可以通过能量的转化和守恒确定电势能及动能的变化情况.
【例题与变式】
例题1.如图所示,Q1、Q2为两个等量同种的正点电荷,在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上,O为连线的中点,N为Q1、Q2垂直平分线上的一点,ON= D.下列说法正确的是( ).
A.在M、N和O三点中,O点电势最低
B.在M、N和O三点中,O点电场强度最小
D.若O、N间的电势差为U,将一个带电荷量为q的正点电荷从N点移到O点,电场力做功为qU(www.xing528.com)
变式1.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点,则( ).
A.P、Q两点处的电荷等量同种 B.a点和b点的电场强度相同
C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少
例题2.(多选)如图所示,实线为不知方向的3条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则( ).
A.a一定带正电,b一定带负电 B.a的速度将减小,b的速度将增大
C.a的加速度将减小,b的加速度将增大 D.两个粒子的电势能都减少
变式2.(多选)如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.M、N是这条轨迹上的两点,据此可知( ).
A.粒子带正电
B.M点的速度小于N点的速度
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子在M点的动能大于在N点的动能
求A、B两点间的电势差.
变式3.(多选)(2017·天津理综)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是( ).
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpB
D.B点电势可能高于A点电势
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