2024届高考物理一轮复习静电场专题精准提升强化7：电场中的图像问题经典题（中上难度）

F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K 静电场：经典题（中上难度） 静电场：电场中的图像问题经典题【中上难度】 1．v­t图像：根据电荷在电场中运动的v­t图像的速度变化、斜率变化(即加速度变化)，确定电荷所受静电力的方向与静电力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向和大小、电势的高低及电势能的变化。 2．φ­x图像 (1)电场强度可用φ­x图线的斜率表示，斜率的绝对值表示电场强度的大小，斜率的正负表示电场强度的方向。 (2)在φ­x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系分析电荷移动时电势能的变化。 3．E­x图像 (1)反映了电场强度随位移变化的规律。 (2)E>0表示场强沿正方向；E<0表示场强沿负方向。 (3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，“面积”的正负表示始末两点电势的高低。 4．Ep­x图像 (1)由Ep­x图像可以判断某一位置电势能的大小，进而确定电势能的变化情况，根据电势能的变化可以判断静电力做功情况，结合带电粒子的运动可以确定静电力的方向。 (2)Ep­x图像的斜率k＝＝＝＝－F静电，即图像的斜率绝对值和正负分别表示静电力的大小和方向。 1. 【v­t图像】(2022·天津市红桥区高三下一模)A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图像如图所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是(　　) A．EA＝EB B．EA<EB C．φA<φB D．φA>φB 2. 【v­t图像】如图甲所示，倾角为θ＝30°的光滑固定斜杆底端固定一个带负电、电量为Q＝2.0×10－4 C的小球A，将一可视为质点的带电小球B从斜杆的底端a点(与A靠得很近，但未接触)静止释放，小球沿斜面向上滑动过程中速度v随位移s的变化图象如图乙所示。已知重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2。求： (1)小球B的荷质比； (2)小球B在b点时速度达到最大，求a、b两点的电势差Uab。 3. 【φ­x图像】反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示，一质量m＝1.0×10－20 kg、电荷量大小为q＝1.0×10－9 C的带负电的粒子从(－1，0)点由静止开始，仅在静电力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，则(　　) A．x轴上O点左侧的电场场强方向沿x轴正方向同向 B．x轴上O点左侧的电场场强E1和右侧的电场场强E2的大小之比E1∶E2＝2∶1 C．该粒子运动的周期T＝1.5×10－8 s D．该粒子运动的最大动能Ekm＝2×10－8 J 4. 【φ­x图像】(2021·山东等级考)如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为＋q的点电荷；在0≤x<a区间，x轴上电势φ的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为－Q的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是(　　) A．Q＝q，释放后P将向右运动 B．Q＝q，释放后P将向左运动 C．Q＝q，释放后P将向右运动 D．Q＝q，释放后P将向左运动 5. 【φ­x图像】(多选)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，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系图像如图所示，其中P点电势最高，且xAP<xPB，则(　　) A．q1和q2都是负电荷 B．q1的电荷量大于q2的电荷量 C．在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大 D．一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小 6. 【φ­x图像】(2022·山东省淄博市高三下一模)如图甲所示，直线AB是电场中的一条电场线，沿与直线AB成θ＝37°角的方向建立直线坐标系Ox，令原点O处电势为零，则沿Ox坐标轴上各点的电势φ与x坐标关系如图乙所示，直线上P点坐标已标注在图中，下列说法正确的是(　　) A．电场方向由B指向A B．电场方向沿x轴正方向 C．原点O处场强大小为2×102 V/m D．原点O处场强大小为1.6×102 V/m 7. 【E­x图像】 (2022·河北省张家口市高三下三模)(多选)沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点的电场强度E随x的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置x3由静止释放，粒子仅在电场力的作用下由坐标位置x3运动到原点O的过程中，下列说法