判断电势高低的几个绝招

夏艳


绝招一:首先,通过直接“看”,判断电势高低
1.“看”电场线的方向判断
电场线除了可以形象地表示电场强度的大小和方向外,还可以由其来判断电势的高低,沿着电场线的方向电势降落最快,电势越来越低,这是判断电势高低最基本、最常用的方法.
解析 判断电场强度的大小需看电场线的疏密,题中只画出一条电场线,无法确定是否为匀强电场的电场线,所以C、D均无法确定.虽然a、b间距离等于b、c间距离,但只有在匀强电场中,沿场强方向相同距离的电势差才恒定,因此电势差的大小无法判断,B不对.根据沿电场线方向电势降低,可以判断A选项正确,故选A.
2.“看”等势面来判断
在电场线的方向不能确定的情况下,利用等势面分布也是判断电势高低的一条有效途径,等势面与场强的方向垂直,在同一幅等势面图上,等差等势面密集的地方场强大,且等势面上各点的电势相等,在等势面上移动电荷时,电场力不做功.
盼例2如图2,A、B为两等量异种点电荷,O为A、B连线中点,C、D為AB的中垂线上两点,且OC
解析 画出两等量异种点电荷产生的电场线分布图,如图3.由电场线可知,O、C、D三点处的电场线的疏密程度不同;O点处较密,C点处次之,D点处最疏,故场强EO> EC> ED
因为中垂线上各点的场强方向相同且垂直于中垂线,所以由等势面与场强方向的关系可知中垂线应在同一等势面内,即O、C、D三点同在一个等势面,所以电势φO=φC=φD .
3.“看”导体是否处于静电平衡来判断
当电场线的方向和等势面暂时不能确定时,根据导体是否处于静电平衡状态,也是判断电势高低的一种方法.处于静电平衡状态的导体是一个等势体,在这个等势体上的任意两点电势相等.
例3 有一长度为/的金属杆,放入水平方向的匀强电场中,如图4所示,设杆与场强方向的夹角为θ,试比较杆的两端A、B的电势高低.
解析 这道题有相当部分同学会不假思索,盲目套用UAB=ELcosθ的结论,认为A、B间的电势差为ELcos θ,从而错误地得出A端电势比B端电势高.
上述错误在于忽视了处于静电平衡状态下的导体是等势体,由处于静电平衡状态下的导体的特点可知,A、B电势相等.
4.看带电粒子运动图象来判断
若带电粒子仅在电场力作用下运动,通过看其运动图象反映的运动情况,进而推知其受力情况,从而确定电场线的方向来判断.
例4 A、B是某电场中的一条电场线上的两点.一正电荷仅在电场力作用下,沿电场线从A点运动到B点,其速度图象如图5所示,下列关于A、B两点电场强度的大小和电势高低的判断中,正确的是 ( ? ?)
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