题目
下列的说法中,正确的是()。A. 电场强度不变的空间,电势必为零B. 电势不变的空间,电场强度必为零C. 电场强度为零的地方电势必为零D. 电势为零的地方电场强度必为零E. 电势越大的地方电场强度必定越大F. 电势越小的地方电场强度必定越小
下列的说法中,正确的是()。
A. 电场强度不变的空间,电势必为零
B. 电势不变的空间,电场强度必为零
C. 电场强度为零的地方电势必为零
D. 电势为零的地方电场强度必为零
E. 电势越大的地方电场强度必定越大
F. 电势越小的地方电场强度必定越小
题目解答
答案
B. 电势不变的空间,电场强度必为零
解析
考查要点:本题主要考查电场强度与电势的关系,需理解两者定义及相互联系。
核心思路:
- 电场强度是电势的负梯度,即 $E = -\frac{d\phi}{dx}$,说明电场强度反映电势的变化率,而非电势本身的大小。
- 电势不变的空间(梯度为零)对应电场强度为零;反之,电场强度为零的区域,电势可能为任意常数值。
- 电势为零是参考点,与电场强度无关;电场强度为零的点,电势可能非零。
关键点:明确电场强度与电势的物理意义及数学关系,避免混淆两者直接的大小联系。
选项分析
选项A
错误。若电场强度不变($E = \text{常数}$),则电势 $\phi = -Ex + C$($C$ 为常数)。电势是线性变化的,而非零。
选项B
正确。若电势不变($\frac{d\phi}{dx} = 0$),则电场强度 $E = -\frac{d\phi}{dx} = 0$。
选项C
错误。电场强度为零仅说明电势梯度为零,但电势本身可以是任意常数值(如等量异种电荷中点的电场强度为零,但电势不为零)。
选项D
错误。电势为零是人为设定的参考点(如无限远处),与电场强度是否为零无关(如点电荷电场中,无限远处电势为零,但场强可能不为零)。
选项E、F
错误。电势大小与场强大小无直接关系。例如:
- 正点电荷电场中,离电荷越近,电势越大,场强也越大;
- 负点电荷电场中,离电荷越近,电势越小,场强反而越大。