FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

例11:坐标系三点电势

章节:电势、电势差与等势面 · 资料编号:electric_potential_lesson78_course_11_coordinate_uniform_field

题目

匀强电场平行 xOy 平面,a(0,6cm)、b(8cm,0)、c(8cm,6cm) 电势分别为10V、17V、26V。

选项

  1. A. 场强大小为2.5V/cm
  2. B. 原点电势为1V
  3. C. 电子在a点电势能比b点低7eV
  4. D. 电子从b到c,电场力做功9eV

学习定位

电场强度与电势能

题族:匀强电场与电势差

母题L2难度 4/5

训练能力:电势高低判断、电场力功与能量关系

前置知识:电场强度、功与能量

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核心知识点

电势电势差等势面坐标系三点电势

参考答案

ABD

分步解析

1. 条件提取

匀强电场电势是坐标的一次函数,由三个点求电势梯度,再由电子电荷符号判断功和势能。

2. 对应公式

\[\varphi(x,y)=\alpha x+\beta y+\varphi_O,\qquad \vec E=-\nabla\varphi\]

3. 推导过程

由 c-b 得 \(6\beta=9\),由 c-a 得 \(8\alpha=16\),所以 \(\alpha=2,\beta=1.5\,V/cm\),\(E=2.5V/cm\),\(\varphi_O=1V\)。电子在 a 的势能为-10eV,在 b 为-17eV,a 比 b 高7eV;b 到 c 的电场力功为 \((-e)(17-26)=9eV\)。

4. 结论

答案为 **ABD**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

保持“坐标系三点电势”的核心考点,改变电荷符号、空间位置或初始能量后,重新判断场强、电势与能量关系。

变式答案

先确定电势差和电场方向,再用功与能量关系完成计算;答案随新条件确定。

思路提示

先找不变量,再处理电荷正负引起的方向和符号变化。