题目内容

空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,A、B、C、D是x轴上的四点,电场强度在x方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED,则( )

A.EA<EB
B.EC<ED
C.A、D两点在x方向上的场强方向相反
D.同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能
【答案】分析:本题的入手点在于如何判断EA、EB、EC、ED的大小,由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同,如果在x方向上取极小的一段,可以把此段看做是匀强电场,用匀强电场的处理方法思考,从而得到结论,此方法为微元法.即图象的斜率表示电场强度的大小与方向.
解答:解:A、在B点和C点附近分别取很小的一段d,由图象,B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差,看做匀强电场有E=,可见EA>EB,ED>EC,故A错误,B正确;
C、根据图象可知,电势先减小后增大,则在最低点电场强度的方向改变,故C正确;
D、沿电场方向电势降低,因此电场线方向从A到B,当负电荷从A到B时,电场力与运动方向相反,则电场力做负功,导致电势能增大,即在A点时的电势能小于在B点时的电势能,故D正确;
故选BCD.
点评:本题需要对电场力的性质和能的性质有较为全面的理解,并要求学生能灵活应用微分法;并灵活运用图象的含义,故此题的难度较高.
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