高中 | 电势差与电场强度的关系 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.6 电势差与电场强度的关系

电势差与电场强度的关系

一匀强电场的方向平行于$xOy$平面,平面内$A$点和$B$点的位置如图所示。电荷量为$+q$$− q$$+2q$的三个试探电荷先后分别置于$O$点、$A$点和$B$点时,电势能均为$E_{\rm p}(E_{\rm p} \gt 0)$。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

$OA$中点的电势为零

","

电场的方向与$x$轴正方向成$60^\\circ $

","

电场强度的大小为$\\dfrac{\\sqrt{2}E_{P}}{qd}$

","

电场强度的大小为$\\dfrac{2\\sqrt{2}E_{\\rm{p}}}{qd}$

"]
[["AD"]]

$\rm A$.根据题意可知$O$点、$A$点和$B$点的电势分别为$\varphi_{O}=\dfrac{E_{\rm{p}}}{q}$$\varphi_{A}=- \dfrac{E_{\rm{p}}}{q}$$\varphi_{B}=\dfrac{E_{\rm{p}}}{2q}$

$OA$中点的电势为$\varphi_{M}=\dfrac{\varphi_{O}+\varphi_{A}}{2}=0$

$\rm A$正确;

$\rm B$.如图,设$N$点为$AB$的三等分点,同理易知$N$点电势为$0$,连接$MN$为一条等势线,过$A$点做$MN$的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,由$AM=AN$可知$∠NMA=45^\circ $,故电场的方向与$x$轴正方向成$45^\circ $角,故$\rm B$错误;

$\rm CD$.电场强度的大小为$E=\dfrac{0-\left(-\dfrac{E_{\rm{p}}}{q} \right)}{\dfrac{1}{2}d \cdot \cos 45{^\circ}}=\dfrac{2\sqrt{2}E_{\rm{p}}}{qd}$

$\rm C$错误,$\rm D$正确。

故选:$\rm AD$

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