Question

5．如圖所示，圖中五點(diǎn)均在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，它們剛好是一個(gè)圓的四個(gè)等分點(diǎn)和圓心，已知電場(chǎng)線與圓所在平面平行，b，c，d三點(diǎn)電勢(shì)在圖中已標(biāo)出，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

• A． 把正電荷由a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功
• B． O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向d點(diǎn)
• C． 在圓上各點(diǎn)中，b點(diǎn)的電勢(shì)一定是最高的
• D． 圓弧bc的中點(diǎn)的電勢(shì)一定是4V

Answer 1

分析 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線為相互平行間隔相等的平行線，而等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直；勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩平行直線上相等距離的電勢(shì)差相等；由題意知可以找到一條等勢(shì)線，根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線的特點(diǎn)可確定電場(chǎng)線的方向．

解答 解：由題意，分別取試管點(diǎn)為abcd如圖，由題意可ab和cd相互平行．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩平行直線上相等距離的電勢(shì)差相等，U_ba=U_cd=6V-2V=4V，所以，U_ba=φ_b-φ_a=10-φ_a=4，解得：φ_a=6V；
A、正電荷由a點(diǎn)移到c點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等，電場(chǎng)力不做功，故A錯(cuò)誤；
B、a點(diǎn)的電勢(shì)為6V，c點(diǎn)的電勢(shì)是6V，根據(jù)電場(chǎng)線應(yīng)與等勢(shì)面垂直，所以aoc在同一條等勢(shì)線上；又沿電場(chǎng)線電勢(shì)依次降低，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)指向圖中電勢(shì)為2V的d點(diǎn)，故B正確；
C、在圓上各點(diǎn)中，φ_b=10V，φ_c=6V，φ_a=6V，φ_d=2V，所以b點(diǎn)的電勢(shì)一定是最高的，故C正確；
D、假設(shè)圓弧bc的中點(diǎn)的電勢(shì)為4V，因?yàn)棣?SUB>c=6V，φ_d=2V，即cd中點(diǎn)的電勢(shì)為4V，而由上述分析可知，aOc在等勢(shì)線上，圓弧bc的中點(diǎn)與cd中點(diǎn)的連線不為等勢(shì)線，假設(shè)不成立，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵在于找出等勢(shì)面，然后才能確定電場(chǎng)線，要求學(xué)生明確電場(chǎng)線與等勢(shì)線的關(guān)系，能利用幾何關(guān)系找出等勢(shì)點(diǎn)，再根據(jù)等勢(shì)線的特點(diǎn)確定等勢(shì)面．