2024届高考物理一轮复习讲义：电场中的图像问题（v-t、φ-x、Ep-x、E-x四类图像）

电场中的图像问题 1、 几种常见的图像及性质特点 1、v ­t图象 根据v ­t图象中速度变化、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 2、φ-x图像 （1）电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值,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大小,并可根据电势大小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。 3、Ep-x图像 （1）根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负,电势能减少,电场力做正功:电势能增加,电场力做负功。 （2）根据ΔEp=-W=-Fx,图像Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小。 4、E-x图像 （1）E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律,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。 （2）在给定了电场的E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。 （3）在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。 二、针对练习 1、(多选)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．一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m＝10 g的带正电的小球，小球所带电荷量q＝5.0×10－4 C．小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的v－t图像如图乙所示．小球运动到B点时，速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是(　　) A．由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大 B．由C到A电势逐渐降低 C．C、B两点间的电势差 UCB＝0.9 V D．在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E＝1.2 V/m 2、如图甲所示，在真空中，两个带电荷量均为q＝1×10－3 C 的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，将该平面上一质量m＝10 g、电荷量为1×10－3 C的带正电小球(视为质点)从a点由静止释放，小球沿两电荷连线的中垂线运动到两电荷连线的中点O，其从a点运动到O点的v－t图像如图乙中实线所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，如图中虚线所示，则下列分析正确的是(　　) A．在两电荷的连线上，O点的电场强度最小，电势最低 B．b点的电场强度大小为10 V/m C．a、b两点间的电势差为45 V D．在从a点运动到O点的过程中，小球受到电荷P的作用力先增大后减小 3、如图所示，a、b为等量同种点电荷Q1、Q2连线的三等分点，重力不计的带电粒子从a点由静止释放，沿ab方向运动。则带电粒子从a运动到b的过程中，其速度随时间变化的图像可能正确的是(　　) 4、（多选）在轴上有两个固定异种点电荷，其中放置在点，两点电荷产生的静电场的电势在轴上的分布如图所示。下列说法正确的是（    ） A．处的电场强度为零 B．放置在点的左侧 C．所带的电荷量小于 D．将带负电的试探电荷从处移到处，其电势能增加 5、空间内存在沿轴的电场，轴上各点电势随坐标变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在处电场强度最大 B．在间只有一点电场强度的大小为 C．将电子由处移到处的过程中，电场力做负功 D．质子在处电势能为零，受到的电场力也为零 6、（多选）空间某一静电场的电势φ在x轴的分布如图5所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED，则(　　) A．EA＜EB B．EC＜ED C．A、D两点在x方向上的场强方向相反 D．同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能 7、（多选）竖直方向上无限大且均匀带电的平板上有一小孔O，平板右侧过点O且垂直于平板的x轴上的电势随距离x的变化如图所示。一个电荷量质量的带电粒子从O点以初速度沿x轴正方向运动，忽略粒子所受的重力。下列说法中正确的是（    ） A．该电场处的场强大小为 B．该电场处的场强方向沿x轴负方向 C．粒子在该电场中运动到处时的加速度大小为 D．粒子向右运动最远点的位置为 8、某静电场的电场线与x轴平行，电势φ随x坐标变化的关系图像如图4所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中A、B两点的x坐标分别为10 mm、30 mm，则(　　) A．该带电粒子一定带负电荷 B．该电场为匀强电场，电场强度大小为1 000 V/m C．该