2024届高考物理一轮专题复习学案：静电场中的图象问题

专题复习学案 静电场中的图象问题 【知识梳理】 一、v－t图像 根据v－t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化。 二、φ－x图像 (1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零 (2)在φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向 (3)在φ－x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断 三、E－x图像 (1)反映了电场强度随位移变化的规律 (2)E＞0表示电场强度沿x轴正方向，E＜0 表示电场强度沿x轴负方向 (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，两点的电势高低根据电场方向判定 四、Ep－x图像 (1)反映了电势能随位移变化的规律 (2)图线的切线斜率大小等于电场力大小 (3)进一步判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况 【巩固练习】 一、单项选择题 1．电场中某三条等势线如图甲中实线a、b、c所示．一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v ­t图象可能是图乙中的（ ） 2．一个带负电的粒子从x＝0处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方向运动，加速度a随位置变化的关系如图所示，x2－x1＝x3－x2可以得出（　　） A．在x1和x3处，电场强度相同 B．从x1到x3过程中，电势先升高后降低 C．粒子经x1和x3处速度等大反向 D．粒子在x2处电势能最大 3．静电场中的x轴上有A、B两点，一个带负电粒子在A点由静止释放，仅在电场力作用下沿直线运动到B点，粒子的加速度先减小后增大，粒子的动能先增大后减小，则A、B两点间电势随x的变化关系、电场强度E随x的变化关系可能正确的是（电场强度正方向沿x轴负方向）（　　） A B C D 4．x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于，处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是（　　） A．点电荷A、B分别带正电和负电 B．A、B所带电荷量的绝对值之比为1：3 C．处电势最高且为零 D．将电子从处无初速度释放，其电势能一直减小 5．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ） A．q1、q2为等量异种电荷 B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小 6．电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面上x轴方向电势分布如图中实线所示。一质量m=4×10-2kg、电量q=2×10-6C的带正电小球，以v=2m/s的初速度在x0=-3m处开始向x轴正方向运动。则下列说法中正确的是（　　） A．小球向右运动过程中，电场强度先变大后变小 B．小球运动过程中，动能最大时，电势为4V C．小球运动过程中，最大动能为0.08J D．当小球速度为零时，其位置为坐标为4m或-4m 7．沿电场线所在直线建立如图所示Ox轴，x轴上各点电势随x的变化规律如图所示，坐标点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，O点电势为零。带电量为-e的电子从O点由静止释放，仅受电场力作用，下列说法正确的是（　　） A．在0~区间内，电场方向始终指向x轴正方向 B．电子到达B点时动能为 C．电子从A运动到C，加速度先增大后减小 D．若在B点给电子一个沿x轴方向的初速度， 电子一定会在AC间做往复运动 8．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（　　） A．和都是正电荷且 B．B、C间场强方向沿x轴负方向 C．C点的电场强度大于A点的电场强度 D．将一个正点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功 二、多项选择题 9．静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，x轴正向为电场强度正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ） A．在x2和x4处电势能相等 B．由x1运动到x3的过程中电势能增大 C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 10．如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合．一光滑细杆