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

真空中有两个点电荷$Q_{1}$$Q_{2}$,分别固定在$x$负半轴上某点和坐标原点$O$处。取无限远处的电势为$0$$x$正半轴上各点电势$\varphi$$x$的变化如图所示。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

$Q_{1}$带正电,$Q_{2}$带负电

","

$b$处的电场强度为零

","

$x$负半轴上有一点场强与$c$处相同

","

一带负电的试探电荷在仅受电场力作用下沿$x$轴从$c$运动到$d$的过程中动能一直增加

"]
[["D"]]

$\rm AB$$\varphi − x$图像斜率的绝对值表示场强的大小,故$b$处的场强不为$0$,而$c$处的场强为$0$$c$处的场强为两个点电荷的合场强,由场强叠加原理和点电荷场强公式$E=k\dfrac{Q}{r^{2}}$

可判断$Q_{1}$$Q_{2}$带异种电荷且$Q_{2} \lt Q_{1}$,又因$x$正半轴上越靠近$Q_{2}$的位置电势越大,且电势为正,可知$Q_{2}$带正电,故$\rm AB$错误;

$\rm C$.同理由场强叠加原理和点电荷场强公式$E=k\dfrac{Q}{r^{2}}$可知,$x$负半轴上没有场强为$0$的点,故$\rm C$错误;

$\rm D$.由图像可知$U_{cd} \lt 0$

负电荷仅受电场力作用下沿$x$轴从$c$运动到$d$的过程中,静电力做正功,动能一直增加,故$\rm D$正确。

故选:$\rm D$

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