题目
【环路-电势】关于等势面,下列的说法中错误的有( )A. 等势面上各点的场强的方向一定与等势面垂直;B. 在同一等势面上移动电荷,电场力一定不做功;C. 等量异号点电荷连线的中垂线一定是等势线;D. 在复杂的电场中,不同电势的等势面可以在空间相交 。
【环路-电势】关于等势面,下列的说法中错误的有( )
A. 等势面上各点的场强的方向一定与等势面垂直;
B. 在同一等势面上移动电荷,电场力一定不做功;
C. 等量异号点电荷连线的中垂线一定是等势线;
D. 在复杂的电场中,不同电势的等势面可以在空间相交 。
题目解答
答案
D. 在复杂的电场中,不同电势的等势面可以在空间相交 。
解析
本题考查对等势面性质的理解,需结合电场线与等势面的关系、电场力做功特点、常见电场的等势面分布等知识。解题关键在于:
- 等势面的性质:场强方向与等势面垂直;不同电势的等势面永不相交;
- 电场力做功:仅在电场力作用下,电势能变化决定做功;
- 对称性分析:等量异号电荷的中垂线为等势面。
错误选项D违背了等势面永不相交的性质。
选项A
等势面上场强方向与等势面垂直
场强方向是电势降低最快的方向,而等势面上各点电势相等,场强方向必然垂直于等势面。此描述正确。
选项B
同一等势面上移动电荷,电场力不做功
电场力做功仅与初末位置的电势差有关。同一等势面电势差为零,故电场力不做功。此描述正确。
选项C
等量异号点电荷的中垂线是等势线
等量异号电荷的电场具有对称性,中垂线上各点电势相等,因此中垂线是等势线。此描述正确。
选项D
不同电势的等势面可能相交
等势面的电势值不同,若相交则交点处需同时具有两个电势值,这与电势的唯一性矛盾。因此不同电势的等势面永不相交。此描述错误。