电势高低与电势能大小的判断

发布于：2022-09-28 16:55:28 来自：电气工程/电气资料库 [复制转发]

知识点：电势能的大小

方法梳理

1．电势高低的判断

2．电势能大小的判断

典型例题

如图所示，真空中有等量异种点电荷－q、＋q分别放置在M、N两点，a、c在MN的连线上，b、d在MN连线的中垂线，O为MN连线和中垂线的交点，a与c、b与d、e与f分别关于O点对称，则下列说法正确的有_____________．

①正电荷＋q从b点移到d点的过程中，受到的电场力先减小后增大；

②a点电场方向与b点电场方向不同；

③在MN连线的中垂线上，O点电势最高；

④c点电势低于a点电势；

⑤正电荷＋q在c点电势能大于在a点电势能；

⑥b点电势不等于d点电势；

⑦正电荷＋q在b点电势能大于在d点电势能；

⑧e点电势高于f点电势；

⑨正电荷＋q在e点电势能大于在f点电势能；

⑩正电荷＋q在b、d、e、f各点的电势能大小关系为E_pe＞E_pb＞E_pd＞E_pf．

解析：先回顾一下等量异种点电荷的电场

上述各项中：

①连线的中垂线上， O点场强最大，从 b 点移到 d 点的过程中，电场强度先变大再变小，所以其受到的电场力先增大后减小，①错误；

②从上面等量异种点电荷的电场分布图中可以看出，a点电场方向与b点电场方向都是平行于两点电荷的连线向左，②错误；

③等量异种点电荷连线的中垂面是等势面，面上各点电势相等，③错误；

（可以这样理解：在中垂面上任意一点，点电荷所受电场力垂直于中垂面，若该电荷沿着中垂面移动，即其位移或速度方向在中垂面上，那么电场力垂直于位移或速度方向，所以电场力做功为0，则电荷的电势能不变，移动过程中电势不变）

④沿着电场线方向电势逐渐降低，而题目中电场线从右向左，所以c点电势高于a点电势，④错误；

（或设想将一正电荷从c点移到a点，此过程中正电荷受到的电场力与电场线方向相同，向左，而电荷移动的方向也向左，所以电场力做正功，则电荷的电势能减小，然后直接用结论：对于正电荷，电势能越大，该处电势越高，电势能越小，该处电势越低）

⑤由④知c点电势高于a点电势，对于正电荷，电势越高处，其电势能越大，电势越低处，其电势能越小，所以电荷在c点电势能大于在a点电势能，⑤正确；

（或设想将正电荷从 c 点移到 a 点，此过程中电场力做正功，则电荷的电势能减小）

⑥道理同③，⑥错误；

⑦由于b点电势等于d点电势，所以电荷（不论正负）在b点电势能等于在d点电势能，⑦错误；

⑧电场从右向左，右边电势较高，左边电势较低，⑧错误；

（或设想将一正电荷从e点移动到f点，此过程中电场力与移动方向夹角为钝角，则电场力做负功，所以该电荷的电势能增加，而对于正电荷来说，电势能越大，该处电势越高，所以e点电势低于f点电势）

⑨已判断出e点电势低于f点电势，对于正电荷来说，电势越低处它的电势能越小，所以正电荷在e点电势能小于在f点电势能，⑨错误；

⑩错误之处在“E_pb＞E_pd”，应为E_pb＝E_pd。

刚才解题过程中多次用到的一个关系：

对于正电荷来说，电势越高处，该电荷电势能越大；倒过来说也成立，即该电荷电势能越大，则该处电势越高；

负电荷则相反，即

对于负电荷来说，电势越高处，该电荷电势能越小；倒过来说也成立，即该电荷电势能越小，则该处电势越高。

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