题目
下列说法正确的是:()A. 点电荷沿等势面运动时,电场力做功可以不等于零;B. 等势面上电场强度必为零;C. 沿电场线方向,电势是升高的。D. 等势面上任意两点的电势差为零
下列说法正确的是:()
A. 点电荷沿等势面运动时,电场力做功可以不等于零;
B. 等势面上电场强度必为零;
C. 沿电场线方向,电势是升高的。
D. 等势面上任意两点的电势差为零
题目解答
答案
D. 等势面上任意两点的电势差为零
解析
本题考查等势面的性质、电场力做功、电场线与电势的关系等核心概念。解题关键在于:
- 等势面的定义:同一等势面上各点电势相等,因此沿等势面移动电荷时电场力做功为零;
- 电场强度与等势面的关系:电场线与等势面垂直,但等势面上的电场强度不一定为零;
- 电场线方向与电势变化的关系:电场线方向是电势降低最快的方向。
选项A分析
错误。等势面的特性是面内各点电势相等,因此点电荷沿等势面运动时,初末位置电势差为零,电场力做功必然为零。题目中“可以不等于零”的表述与这一性质矛盾。
选项B分析
错误。等势面上的电场强度方向与等势面垂直,但电场强度的大小不一定为零。例如,点电荷电场中的等势面(如以点电荷为中心的球面),等势面上的电场强度大小为$\frac{kQ}{r^2}$,显然不为零。
选项C分析
错误。电场线方向是电势降低最快的方向,因此沿电场线方向电势应逐渐降低,而非升高。
选项D分析
正确。等势面的定义即为面上各点电势相等,因此任意两点间的电势差必然为零。