第四节 电势能与电势 第2课时 等势面及其应用 [教材链接] 1.电势 2.(1)不做功 (2)垂直 垂直 (3)电势高 电势低 例1 AB [解析] 电场线从M指向N,而沿电场线方向电势降低,所以d点的电势高于f点的电势,选项A正确;d点和e点在同一条等势线上,所以d、e两点电势相等,选项B正确;在将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中,静电力方向与运动方向的夹角为钝角,所以静电力一直做负功,选项C错误;若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,由于过程始末位置的电势相等,所以静电力做功为零,电势能不变,选项D错误. 变式1 B [解析] 甲图为正的点电荷的电场,图中a、b两点在同一个圆上,所以a、b两点的电势相同,电场强度的大小也相同,但是场强的方向不同,故场强不同,故A错误;乙图为等量的异种点电荷的电场,在其中垂线上的所有点的电势都为零,并且场强的方向均为水平地指向负电荷,所以此时a、b两点的电势相等,电场强度大小相等、方向也相同,故B正确;丙图中a、b处于金属平板上,处在电场中的金属平板处于静电平衡状态,金属板的表面为等势面,并且电场线与等势面垂直,但由于此时的a、b是左右不对称的,所以a、b两点的电势相等,电场强度大小不相等、方向相同,故C错误;丁图是匀强电场,a、b两点的场强大小和方向都相同,但是根据沿电场线的方向电势降低可知,b点的电势要比a点的电势高,故D错误. 例2 B [解析] 避雷针带正电,该粒子的运动轨迹为曲线,该粒子所受的电场力指向轨迹的凹侧,根据电荷间的相互作用规律可知,该粒子带负电,故A错误;根据带电体周围电势的特点,越靠近正电荷的地方电势越高,故a点的电势比c点的低,故B正确;等差等势面的疏密表示场强的大小,等势面越密的地方场强越大,因此a点的场强比c点的场强小,故C错误;因带负电的粒子在电势高的位置电势能小,b点的电势比c点的低,故该粒子在b点的电势能比在c点的大,故D错误. 变式2 D [解析] 根据等差等势线越密,场强越大的特点,a点的电场强度小于b点的电场强度,所以A错误;由曲线运动合外力指向轨迹凹侧,可知粒子从a到b过程中,静电力做负功,则粒子在a点的动能比在b点的动能大,所以B错误;a点与c点处于同一等势线上,粒子在a点和c点的速度大小相等,但是方向不同,所以C错误;粒子从b点到c点,静电力做正功,粒子在b点的电势能比在c点的电势能大,所以D正确. 随堂巩固 1.C [解析] 等势面和电场线处处垂直,A、B、D三选项两者均不垂直,而C选项等势面和电场线处处垂直,故C正确,A、B、D错误. 2.C [解析] A、B两点场强相同,但是电势不同,根据顺着电场线方向电势降低,知A点的电势高于B点的电势,故A错误;C、D两点在两电荷连线的中垂线上,电势相同,C处电场线比D处疏,则C点场强比D点的小,A处电场线比C处密,则A点场强比C点的大,A点的电势也高于C点电势,故B、D错误,C正确. 3.D [解析] 根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知,粒子受到引力作用,则粒子与Q是异种电荷,可知粒子带负电,故A错误;在点电荷的电场中,距离电荷越近则电场强度越大,所以粒子在c点处受到的电场力最大,由牛顿第二定律可知,粒子沿acb曲线运动过程中,该粒子的加速度先增大后减小,故B错误;粒子从a点到c点,粒子受到电场力的方向与运动方向之间的夹角是锐角,则电场力做正功,粒子动能增加,电势能减小;而从c点到b点,粒子受到电场力的方向与运动方向之间的夹角是钝角,电场力做负功,粒子动能减小,电势能增大,故C错误,D正确.第四节 电势能与电势 第2课时 等势面及其应用 学习任务一 等势面 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: 1.等势面:电场中 相同的各点构成的面. 2.等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时电场力 (选填“做功”或“不做功”). (2)等势面一定与电场线 ,即与场强的方向 . (3)电场线由 ... ...
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