第8章　微专题9　电场中的图像问题-【南方凤凰台】2024高考物理（基础版）一轮复习导学案+江苏（新教材新高考）配套精练课件PPT

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一、选择题1. 真空中，在x轴上x＝0和x＝8处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2.电荷间连线上的电场强度E随x变化的图像如图所示(＋x方向为场强正方向)，其中x＝6处E＝0.将一个正试探电荷在x＝2处由静止释放(重力不计，取无限远处电势为零)．则(　　)A. Q1、Q2均为负电荷B. Q1、Q2带电荷量之比为9∶1C. 在x＝6处电势为0D. 该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小
2. 如图甲所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取A、B两点，将一个电子由A点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B点，且到达B点时速度恰为零，电子运动的v－t图像如图乙所示．则下列说法中正确的是(　　)A. 电场方向沿电场线由B点指向A点B. 电子在A点的加速度一定小于在B点的加速度C. 电子在B点的电势能一定大于A点的电势能D. 该电场可能是在A点左侧的正点电荷产生的
【解析】 电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，电势能增加，电子带负电，故电场力方向向左，则场强方向向右，电场线为A指向B，故A错误，C正确；由图可知，电子做匀减速运动，加速度恒定，则可知受电场力不变，由F＝Eq可知，A点的场强等于B点场强，则电场不可能由正点电荷产生，故B、D错误．
3. 某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称．则(　　)A. x1处和－x1处场强方向相同B. x1处和－x2处场强大小相等C. 某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等D. 某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能
【解析】 沿着电场线电势降低，x1处场强方向与－x1处场强方向相反，A错误；φ－x图像的斜率大小表示场强大小，x1处场强小于－x2处场强，B错误；x2和－x2处电势相等，根据电势能公式Ep＝φq，得出某带电粒子在这两处电势能相等，C正确，D错误．
4. A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示，则从A到B过程中，下列说法中正确的是(　　)　　 A. 点电荷的速度先增大，后减小B. 空间电场是某负点电荷形成的C. 电荷所受电场力先增大，后减小D. 空间各点的电势先升高，后降低
【解析】 根据电势能Ep随位移x的变化图像可知，电势能先增大，后减小，所以电场力先做负功，再做正功，又点电荷只受电场力，所以合外力先做负功，再做正功，因此点电荷的速度先减小，后增大，A错误；点电荷带正电，且电场力先做负功，再做正功，所以电场强度的方向先向左，再向右，空间电场不可能是某负点电荷形成的，B错误；电势能Ep随位移x的变化的图像斜率表示电场力，所以可知电场力先减小，后增大，C错误；根据Ep＝qφ，粒子带正电且电势能先增大，后减小，同时电势能均为正值，所以空间各点的电势先升高，后降低，D正确．
5. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最高，且AP＜BP，则下列说法中错误的是(　　)A. 从P点到B点，电场强度逐渐增大B. q1和q2都是负电荷C. q1的电荷量大于q2的电荷量D. 在A、B之间将一负试探电荷从P点左侧移到右侧，电势能先减小，后增大
6. 某静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的变化规律如图所示．设x轴正方向为电场强度E的正方向，下图分别表示x轴上各点的电场强度E随x的变化图像，其中正确的是(　　)
7. (2022·海安、南外、金陵三校联考)如图所示，两等量异种点电荷固定在A、B两点，以A、B连线的中点为原点O，沿A、B连线的中垂线建立x轴．选无限远处的电势为零，则关于x轴上各处电势φ随x轴坐标的变化规律，下列图像较合理的是(　　)
【解析】等量异种电荷连线的中垂线是电势为零的等势线，则x轴上各处电势φ随x轴坐标的变化规律如图C所示是正确的，故选C.
8. (2022·南通第一次调研)如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带正电荷的小球．现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，沿中垂线向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能Ep1、机械能E、电势能Ep2随位置x变化的关系图像可能正确的是(　　)
【解析】 小球在O点以上向下运动时mgsinθ－qE＝ma，因从开始下滑到O点的过程中电场强度可能先增加后减小，则加速度先减小后增加；在O点时加速度为a＝gsinθ，在O点以下运动时mgsinθ＋qE＝ma，随场强先增加后减小，则加速度先增加后减小，A正确；因O点为零重力势能点，则O点上方重力势能为正，O点下方重力势能为负，B错误；因从开始到O点，电场力做负功，则机械能减小，在O点以下向下运动时，电场力做正功，机械能增加，可知O点的机械能最小，C错误；因O点电势最高，则小球在O点的电势能最大，根据ΔEp2＝－EqΔx，可知图像的斜率反映场强的大小，在O点的场强为零，则切线的斜率为零，D错误．
9. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个质量相等、带电荷量不等的小球a和b.t＝0时刻，b速度为0，给a一个正对b的初速度v0，在以后运动过程中a和b始终未接触，下列图线分别是：两球间库仑力F随时间t变化图、两球速度v随时间t变化图、两球电势能Ep随a的位移xa变化图、b球动能Ekb随b的位移xb变化图，其中与两球运动情况最相符的是(　　)
【解析】 开始时两球的库仑力不为零，A错误；当b球速度小于a球速度时，两球距离缩小，库仑力增大，加速度增大，而图像中表示加速度的斜率都是逐渐减小的，B错误；当b球速度小于a球速度时，两球距离缩小，库仑力做负功，电势能增大，C错误；库仑力一直对b球做正功，b球的动能一直增大，最终随着距离的增大，库仑力逐渐减小，b球的动能趋近于一个极值，D正确．
10. 如图所示，两个等大、平行放置的均匀带电圆环相距l0，所带电荷量分别为＋Q、－Q，圆心A、B连线垂直于圆环平面．以A点为坐标原点，沿AB方向建立x轴，将带正电的粒子(重力不计)从A点静止释放．粒子从A运动到B的过程中，下列关于电势φ、电场强度E、粒子的动能Ek和电势能Ep随位移x的变化图线中，可能正确的是(　　)
【解析】 带正、负电荷的圆环在AB中点产生的电势与等量异种电荷产生的电势相似，故AB中点的电势为零，故A错误；x轴上A点电场强度是带－Q的圆环产生的，方向向右，B点电场强度是带＋Q的圆环产生的，方向向右，所以A、B两点电场度不为零，且方向相同，故B错误；带正电的粒子在A、B之间受到的电场力方向一直向右，在A点由静止释放，它将沿AB连线向右加速运动，电场力先增大，后减小，故Ek －x的斜率先增大，后减小，故C正确；Ep －x图像的斜率表示电场力的大小，粒子沿AB连线向右加速运动，电场力先增大后减小，故斜率应该先增大后减小，故D错误．