FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

单4:四电荷电势地形

章节:电势、电势差与等势面 · 资料编号:electric_potential_lesson78_hw_04_potential_landscape

题目

四个等量点电荷位于正方形顶点,给出xOy平面电势地形图,OA=OB=OC。判断场强与沿路径电势变化。

选项

  1. A. A、B场强相同
  2. B. O点场强和电势均为零
  3. C. A到B电势先升高后降低
  4. D. 正电荷从O到C,电势能先增大后减小

学习定位

电场强度与电势能

题族:电势能图像

条件变式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

电势电势差等势面四电荷电势地形

参考答案

C

分步解析

1. 条件提取

把地形高度视为电势,坡度方向和大小对应电场方向及大小;沿给定直线读取高度变化。

2. 对应公式

\[\vec E=-\nabla\varphi,\qquad E_p=q\varphi\]

3. 推导过程

A、B处地形坡度方向不同,场强不相同;O虽处零电势附近但坡度不为零。沿A到B的剖面先越过电势高处再下降,因此C正确;O到C的电势并非先升后降。

4. 结论

答案为 **C**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

保持“四电荷电势地形”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。