第1章 专题2 静电场中的图像问题-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步课件（粤教版2019）

物理 必修第三册 YJ 1 2 专题二 静电场中的图像问题 刷题型 2 1.（多选）如图甲所示，以点为坐标原点，沿静电场方向建立轴，点与点相距，由 点到 点的电场强度随的变化规律如图乙所示，轴正方向为场强正方向，设 点的电势为0,一带电 荷量为的粒子从 点由静止释放，只在静电力作用下开始运动，则( ) BD 甲 乙 A.点的电势为 B.粒子运动到点时，动能为 C.粒子运动到点时，电势能为 D.粒子从点运动到 点的过程中，速度变化越来越慢 题型1 图像 3 解析 根据,结合题图乙可知，图像中图线与 轴所围成图形的面积表示电势差，场强 沿轴正方向，从到电势降低，则有，又,可得 点的电势 为,A错误；粒子运动到点时，根据动能定理有,解得 ,B正确； 粒子运动到点时，电势能为,C错误；粒子从点运动到 点的过程中，场 强越来越小，所受静电力越来越小，加速度越来越小，所以速度变化越来越慢，D正确. 题型1 图像 4 2.[重庆2024高二上检测] （多选）某条电场线是一条直线，上边依次有、、、 四个点，相 邻两点间距离均为，以点为坐标原点，沿电场强度方向建立轴，该电场线上各点电场强度 随的变化规律如图所示，轴正方向为场强方向.一个带电荷量为的粒子，从 点由静止释放， 仅受静电力作用.则( ) AD A.若点的电势为零，则点的电势为 B.粒子从到 做匀速直线运动 C.粒子在段电势能变化量小于在 段电势能变化量 D.粒子运动到点时动能为 题型1 图像 5 解析 图线与轴所围图形的面积表示两点间的电势差大小，场强沿轴正方向，则到 电势 降低，因此，若，则，A正确；粒子由到 过程静电力 与运动方向相同，则带电粒子做加速运动，由题图可知，该过程电场强度不变，故带电粒子做匀加 速直线运动，B错误；由题图可知，段的平均电场强度大于段的平均电场强度，则粒子在 段所受的平均静电力大于段所受的平均静电力，则段的静电力做功大于 段静电力做功，由 功能关系知，粒子在段电势能的减少量大于在段电势能的减少量，C错误；粒子从点到 点 的过程，有,而，联立解得 ，D正确. 题型1 图像 6 【一题多解】分析段和段图线与轴所围图形的面积可知 ，根据静电力做功 公式和，可得出粒子在段电势能的减少量大于在 段电势能的减少量. 题型1 图像 7 3.[广东七校联合体2023高二下联考] 空间存在某静电场，在轴上各点的场强随坐标 的分布规 律如图所示，规定轴的正方向为电场强度的正方向.一个带电粒子在轴上以坐标原点 为对称 中心做往复运动.已知粒子仅受静电力作用，运动中电势能和动能的总和为，且坐标原点 处电 势为零.则( ) C A.该粒子可能带正电 B.该粒子在坐标原点 两侧分别做匀变速直线运动 C.处的电势为 D.若该粒子带电荷量的绝对值为，则粒子运动区间为 题型1 图像 8 解析 由图像可知，在点右侧的电场强度方向水平向右，在 点左侧的电场强度方向水平向左， 假设粒子带正电，则粒子在点右侧向右运动或 点左侧向左运动时一直做加速运动，不会做往 复运动，因此粒子不可能带正电，当粒子带负电时在点右侧向右运动或在 点左侧向左运动时 做减速运动，减速到零反向加速，过 点后继续做减速运动，做的是往复运动，因此粒子带负电， A错误；由图像可知，该电场不是匀强电场，粒子的受力会发生变化，因此粒子不做匀变速直线 运动，B错误；图像中图线与 轴所围的面积表示电势差，沿着电场线方向电势降低，有 ，解得，C正确；粒子的电势能和动能的总和为，且粒子在 点的电势能为零，则点的动能为，粒子向 轴正方向运动到最远距离时速度为零，动能转化为 该点的电势能，由能量守恒定律可知，得 ，则粒子运动区间为 ，D错误. 题型1 图像 9 【思路导引】图像与轴围成的面积代表电势差；由于静电力与场强成正比，故 图像 与轴围成的面积与电荷量 的乘积代表静电力做的功. 题型1 图像 10 4.[河北石家庄2023高二下期末] 某静电场的电场线与 轴重合，电场线上 各点的电势 与轴上各点位置的变化规律如图所示，一质量为 、电荷量 为的带正电粒子仅在静电力作用下沿 轴在原点两侧做周期性运动，粒子 的最大动能为 ，则( ) C A. 轴上各点电场强度方向均向右 B.粒子受到的静电力大小发生变化 C.粒子的运动周期为 D.粒子在 位置的动能不为0 题型2 图像 11 解析 图像的负半轴的电势沿轴正方向不断降低，所以负半轴的电场沿 轴正方向，正半 轴的电势沿轴正方向不断增加，所以正半轴的电场沿轴负方向，A错误； 图像切线斜率的 绝对值表示场强的大小，两部分图线均为倾斜直线且斜率大小相等，所以两部分电场均为匀强电 场且场强大小相等，则粒子受到的静电力大小不变，B错误