【步步高】（全國通用）高考物理一輪題復習 第七章 電場 微專題48 電場中的圖像問題

電場中的圖像問題 1．考點及要求：(1)電場強度、點電荷的場強(Ⅱ)；(2)電勢能和電勢隨位置變化的特點(Ⅱ)． 1．兩個不等量異種點電荷位于x軸上，a帶正電，b帶負電，|qa|>|qb|.a、b相對坐標原點位置對稱．取無限遠處的電勢為零．下列各圖正確描述x軸上的電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是(　　) 2. (多選)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點，兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖1所示，其中A、N兩點的電勢為零，ND段中C點電勢最高，下列說法不正確的是(　　) 圖1 A．q1為正電荷，q2為負電荷 B．|q1|<|q2| C．C點的電場強度為零 D．將一帶負電的檢驗電荷從N點移到D點，電場力先做負功后做正功 3.如圖2所示，無限大均勻帶正電薄板豎直放置，其周圍空間的電場可認為是勻強電場．光滑絕緣細管垂直于板穿過中間小孔，一個視為質(zhì)點的帶負電小球在細管內(nèi)運動．以小孔為原點建立x軸，規(guī)定x軸正方向為加速度a、速度v的正方向，下圖分別表示x軸上各點的電勢φ、小球的加速度a、速度v和動能Ek隨x的變化圖象，其中正確的是(　　) 圖2 4．(多選)某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖3甲所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運動．以O(shè)為坐標原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機械能E與位移x的關(guān)系如圖乙所示，則(不考慮空氣阻力)(　　) 圖3 A．電場強度大小恒定，方向沿x軸負方向 B．從0到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度越來越大 C．從0到x1的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功越來越大 D．到達x1位置時，小球速度的大小為 5．電場中某一直線上電勢φ隨著位置x變化規(guī)律的曲線如圖4所示，曲線圖關(guān)于φ軸對稱，且與坐標原點相切，A、B、C、D四點所對應(yīng)的電勢相等，UBO為B、O兩點間電勢差，UOC是O、C兩點間電勢差，則(　　) 圖4 A．UBO＝UOC B．從B到C靜電力對電荷一定先做負功再做正功 C．A、D兩點場強相同 D．O點場強等于零 6．(多選)如圖5甲所示，Q1、Q2為兩個被固定的點電荷，a、b是它們連線的延長線上的兩點．現(xiàn)有一帶負電的粒子只在電場力作用下以一定的初速度從a點開始經(jīng)b點向遠處運動，粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為va、vb，其速度時間圖象如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) 圖5 A．Q1一定帶正電 B．Q1的電量一定小于Q2的電量 C．b點的電場強度一定為零 D．粒子由a點經(jīng)b點向遠處運動過程中，粒子的電勢能先減小后增大 7．一個外半徑為R、內(nèi)半徑為r的帶正電空心金屬球殼，球心在x軸上的O點，金屬球殼在周圍空間產(chǎn)生靜電場，則其電場強度的大小E在x軸上的分布情況是圖中的(　　) 答案解析 1．D　[在不等量異種點電荷的電場中，負點電荷附近電勢小于零，C項錯；電勢φ－x圖象上，各點切線斜率表示場強大小，兩電荷連線中，場強具有最小值的點靠近電荷量較小的b點電荷，故電勢為零的點靠近b點電荷，D項正確．] 2．BD　[由φ－x圖象可知從O到M的過程中，電勢逐漸降低，且不對稱，A點離M點較近，故q1為正電荷，q2為負電荷，且|q1|>|q2|，選項A正確，選項B錯誤；在φ－x圖象中，圖線的斜率大小等于場強E的大小，C點是ND段的電勢最高點，該點切線水平，其斜率為0，故C點的電場強度為零，選項C正確；由Ep＝qφ，帶負電的檢驗電荷從N點移到D點，電勢能先減小后增大，故電場力先做正功后做負功，選項D錯誤．] 3．D 4．BD　[小球的機械能變化是由電場力做功引起的，由圖乙可知0到x1機械能在減小，即電場力做負功，又因為小球帶正電，故場強方向沿x軸負方向，E－x圖線的斜率為電場力，由圖象可知，0到x1斜率在減小，F(xiàn)電在減小，即場強減小，故A錯誤．由牛頓第二定律mg－F電＝ma可知a在增大，故B正確．因為電場力逐漸減小，故相等位移內(nèi)，小球克服電場力做功越來越小，C錯誤.0到x1由動能定理mv2＝mgx1－(E0－E1)得v＝ ，所以D選項正確．] 5．D　[B點電勢高于O點，而O點電勢小于C點，故UBO＝－UOC，故A錯誤；從B到C對正電荷先做正功再做負功；而對負電荷是先做負功再做正功，故B錯誤；根據(jù)電勢的變化可知，A、D兩點的電場方向相反，故C錯誤；根據(jù)題圖可知，左右兩邊的電場線均指向O點，故O點的場強應(yīng)為0；故D正確．] 6．CD　[從速度圖象上看，可見a到b做加速度減小的加速運動，在b點時粒子運動的加速度為零，則電場力為零，所以該點場強為零，Q1正負不能判斷，故A錯誤，C正確；b點場強為零，可見兩點電荷在b點對負電荷的電場力相等，根據(jù)F＝k，b到Q1的距離大于到Q2的距離，所以Q1的電量大于Q2的電量，故B錯誤；整個過程動能先增加后減小，根據(jù)能量守恒電勢能先減小后增大，故D正確．] 7．D 4