题目
关于电场强度与电势之间的关系,下列说法中,哪一种是正确的?A. 在场强不变的空间,电势处处相等B. 在电势不变的空间,场强处处为零C. 在电场中,电势为零的点,电场强度必为零D. 在电场中,场强为零的点,电势必为零
关于电场强度与电势之间的关系,下列说法中,哪一种是正确的?
A. 在场强不变的空间,电势处处相等
B. 在电势不变的空间,场强处处为零
C. 在电场中,电势为零的点,电场强度必为零
D. 在电场中,场强为零的点,电势必为零
题目解答
答案
B. 在电势不变的空间,场强处处为零
解析
考查要点:本题主要考查电场强度(场强)与电势之间的关系,重点理解两者之间的区别与联系。
解题核心思路:
- 场强是矢量,电势是标量,两者无直接定量关系。
- 场强与电势梯度相关:匀强电场中,场强大小等于电势梯度($E = -\frac{\Delta \phi}{\Delta d}$)。
- 电势为零是相对的,与零势面选取有关,而场强为零则表示该点电场的合力为零。
破题关键点:
- 选项B的关键在于:若电势在某区域处处相等,则电势梯度为零,场强必然为零。
- 其他选项需结合具体电场模型(如匀强电场、点电荷电场等)分析,排除错误描述。
选项分析
选项A
错误。场强不变的空间是匀强电场,此时电势沿场强方向线性变化。例如,匀强电场中,沿场强方向移动时电势逐渐降低,不可能“处处相等”。
选项B
正确。若电势在某区域处处相等,则电势梯度为零,根据场强公式 $E = -\frac{\Delta \phi}{\Delta d}$,场强必然处处为零。
选项C
错误。电势为零是人为选取的零势面,与场强无关。例如,在孤立正电荷电场中,无限远处电势为零但场强也为零;但在等量异种电荷的中点,电势为零但场强不为零。
选项D
错误。场强为零的点,电势不一定为零。例如,两等量正电荷连线的中点,场强为零但电势为正值。