FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

单5:积雨云与避雷针电场

章节:电势、电势差与等势面 · 资料编号:electric_potential_lesson78_hw_05_lightning_field

题目

积雨云上正下负,地面感应正电。图示P、M、N在同一弯曲场线上且PM=MN。

选项

  1. A. EP<EM<EN
  2. B. UPM>UMN
  3. C. 电子在P点电势能大于在N点
  4. D. 放电电流由云层指向建筑物

学习定位

电场强度与电势能

题族:现实电场应用

条件变式L2难度 3/5

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

电势电势差等势面积雨云与避雷针电场

参考答案

B

分步解析

1. 条件提取

由场线疏密比较场强;等长线段上的电势差是场强沿路径积分;区分电子流与约定电流。

2. 对应公式

\[U_{AB}=\int_A^B\vec E\cdot d\vec l\]

3. 推导过程

越靠近建筑物尖端场线越密,故EP>EM>EN。PM与MN等长但前段平均场强更大,所以UPM>UMN。P电势高于N,电子在P势能更低;约定电流方向与电子运动相反。

4. 结论

答案为 **B**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

保持“积雨云与避雷针电场”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。