摘要:
**基本信息**
聚焦电容器动态分析与电场图像问题,构建“条件分类-公式推导-图像转换”的系统性方法体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电容器动态分析|10题|U不变(C→Q→E→电势)、Q不变(C→U→E)双路径分析|从电容公式出发,结合电路条件推导场强、电势变化,建立“电路-电场”关联|
|E-x图像|7题|图像面积表电势差,场强方向定电势高低|通过场强分布图像,关联电势差与粒子运动,体现运动与相互作用观念|
|φ-x图像|11题|斜率绝对值表场强大小,极值点场强为零|由电势分布推导场强,结合粒子电势能变化分析运动,培养科学推理能力|
|Ep-x图像|8题|斜率绝对值表电场力大小,电势能变化定做功正负|从能量视角分析电场力做功,建立能量观念与图像信息的转化模型|
内容正文:
一轮复习专题——电容器和电场图像问题
· 电容器的动态分析
· 平行板电容器动态的分析思路
· 平行板电容器的动态分析问题的两种情况
(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:U不变(始终与电源相连)
分析思路:根据C==先分析电容的变化,再分析Q的变化;根据E=分析场强的变化;根据UAB=E·d分析某点电势变化(,Q=U·C=,)。
(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:Q不变(充电后与电源断开)
分析思路:根据C==先分析电容的变化,再分析U的变化;根据E==分析场强变化(,,)。
题型一、电容器的动态分析
1.
(25-26高三上·福建福州·阶段检测)如图,平行板电容器与一直流电源连接,下极板接地,静电计金属球与电容器上极板连接,静电计开始时所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关,将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A.带电油滴向下运动 B.静电计指针的张角保持不变
C.点电势变小 D.带电油滴的电势能变小
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】电容器内部的电势随电容的变化、电容器的动态分析(Q不变)
【详解】B.若断开开关K,由于静电计所带电荷量很少,可忽略不计,故可认为电容器所带电荷量保持不变,将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,根据,,由于变大,可知电容器电容变小,电容器极板间电压增大,静电计指针的张角变大,故B错误;
A.根据,可知板间电场强度不变,带电油滴受力保持不变,带电油滴仍保持静止状态,故A错误;
CD.根据,由于板间电场强度不变,P点与下极板距离变大,又下极板接地,电势为零,可知P点电势变大;根据受力平衡可知,带电油滴受到的电场力竖直向上,则带电油滴带负电,根据,可知带电油滴在P点电势能变小,故C错误,D正确。故选D。
2. (24-25高三下·福建泉州·开学考试)平行板电容器两极板水平放置,与电源、电阻R及开关S组成如图所示的电路,闭合开关,待电容器充电结束后,将一带电油滴置于两板之间,油滴处于静止状态。接着进行三步操作:第一步,断开开关;第二步,将M板向上平移一小段距离;第三步,再闭合开关S。关于三步操作过程及操作后的现象,下列说法正确的是( )
A.第一步操作后,R中有向右的电流 B.第二步操作过程中,油滴会向下运动
C.第三步操作后,油滴会向上运动 D.第三步操作后,R中有向左的电流
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、电容器的动态分析(Q不变)
【详解】A.第一步,断开开关,电容器所带电荷量保持不变,所以电阻R中没有电荷的定向移动,没有电流经过电阻,故A错误;
B.第二步,将M板向上平移一小段距离,两极板间的距离d增大,根据,电容的定义式为,板间电场强度为,联立可得,电容器电量不变,即极板间的场强大小不变,油滴仍保持静止状态,故B错误;
CD.第三步,再闭合开关S,由上面的分析可知,电容器的电容变小,电容器所带电荷量减少,电容器放电,R中会有短暂的向左的电流,根据,可知电容器极板间场强变小,油滴受电场力变小,油滴会向下运动,故C错误,D正确。故选D。
3. (24-25高三上·福建漳州·期末)如图,平行板电容器的可动极板M、固定极板N水平放置,触压M时M会下凹。P为两极板间一固定点,未触压M时,一带电灰尘恰好悬停在P处。若电源电动势保持不变,则触压M使M缓慢下凹过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表G中有从a到b的电流 B.P点的电场强度变小
C.P点的电势降低 D.该灰尘向上运动,电势能增大
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、比较电势能的大小
【详解】A.触压过程中,间距减小,根据知,电容器的电容增大,根据可知,电源对电容器充电,电流表G中有从到的电流,故A错误;
B.触压过程中,由于电容器与电源相连,电容器两极板间的电势差不变,间距减小,由知,两极板间的电场强度变大,即点的电场强度变大,故B错误;
C.电场竖直向上,灰尘悬停在处,说明灰尘带正电,设点与板间距为,下极板接地,电势为0,则点的电势,触压过程中,,间距减小,故点的电势降低,故C正确;
D.由于灰尘受到的电场力方向向上,灰尘向上运动,电场力做正功,电势能减小,故D错误。故选C。
4. (24-25高三上·福建福州·期末)某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪,原理如图所示.电容器上极板固定,下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动,闭合开关S,若材料热胀冷缩,下列说法中正确的是( )
A.材料温度升高,极板所带电荷量增大
B.滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压
C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,说明材料温度降低
D.检测结束,断开开关,灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、利用局部→整体→局部的方法分析动态电路
【详解】A.材料温度升高,材料膨胀,电容器两板间距减小,根据,可知电容增大;由于电容器两板电势差不变,根据,可知极板所带电荷量增大,故A正确;
B.滑动变阻器滑片向下滑动,接入电路阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则检测仪的工作电压降低,故B错误;
C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,则电容器在充电,极板所带电荷量增大,由A选项分析可知,材料温度升高,故C错误;
D.检测结束,断开开关,电容器放电,则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流,故D错误。
故选A。
5. (2026·福建龙岩·二模)如图所示为某智能手机内部微机电系统(MEMS)加速度计的俯视图,M、N为电容器的两极板,M极板固定在手机上,N极板通过两个完全相同、劲度系数为k的水平弹簧与手机相连,电容器充电后与电源断开。手机静止时,M、N两极板间距为d0,电压传感器示数为U0,不计一切摩擦,N极板的质量为m。若手机以加速度a垂直N、M两极板方向水平运动时,两极板间距减小为d1,则( )
A.电容器的电容减小
B.M、N两极板间的电场强度变大
C.手机的加速度大小
D.电压传感器的示数
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电容器的动态分析(Q不变)
【详解】A.两极板间距减小,根据可知,电容器的电容变大,故A错误;
B.电容器充电后与电源断开,极板所带电荷量不变,根据,,,可得,所以电场强度不变,故B错误;
C.根据牛顿第二定律可得,故C错误;
D.由于电荷量不变,则,则,故D正确。故选D。
6. (多选)(2025·福建福州·三模)如图所示,平行板电容器两极板水平放置,上极板带正电,与静电计相连。静电计外壳与下极板接地。一带电微粒以一初速度平行于极板射入,恰能沿直线穿过电容器。带电静电计的内部空间分布电场,等势面分布如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.微粒带负电
B.P点和Q点电势相同
C.将上极板向上平移,静电计指针张角增大
D.将上极板向上平移,将带电微粒从同一位置平行于极板射入,电势能可能增大
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】电容器与静电计组合的动态分析、电容器的动态分析(Q不变)、带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
【详解】A.带电微粒受力平衡,则其带负电,故A正确;
B.由图可知,P点电势比Q点高,故B错误;
C.上极板向上平移时,由,且可知平行极板的电容减小,则板间电压增大,即静电计指针张角增大,故C正确;
D.由,则,则场强不变,粒子仍然能沿原来的直线运动,但所在位置的电势也不变,则带电微粒的电势能不变,故D错误。故选AC。
7. (多选)(2024·福建漳州·三模)如图,A、B为平行板电容器的两极板。初始时,电容器不带电,静电计的指针不张开。则( )
A.S闭合时,静电计的指针张角立即增大到某一角度后保持不变
B.S闭合,稳定后将电阻箱R的阻值逐渐增大,静电计的指针张角不变
C.S闭合,稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离,静电计的指针张角增大
D.S闭合,稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离,A、B两板间场强变小
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】电容器与静电计组合的动态分析、电容器的动态分析(U不变)
【详解】A.静电计的指针张角随电容器两极板间的电压增大而增大,S闭合时,电源开始对电容器充电,电容器两极板间电压逐渐增大到某一值,静电计的指针张角逐渐增大到某一角度,A错误;
B.S闭合,电路稳定后,通过电阻箱R的电流为零,电阻箱R两端电压为零,电容器两极板间电压等于电源的电动势E,若将电阻箱R的阻值逐渐增大,电容器两极板间电压仍为电源电动势,静电计的指针张角不变,B正确;
C.S闭合,电路稳定后断开S,电容器所带的电荷量Q保持不变,由和,可得,若仅将A板向上平移一小段距离,即d增大,U增大,则静电计的指针张角增大,C正确;
D.由和得,可知改变电容器两极板间距离d不影响电容器两极板间场强E,D错误。故选BC。
8. (多选)(25-26高三上·山东聊城·阶段检测)如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是( )
A.若将A向左平移一小段位移,则油滴静止,G表中有b→a的电流
B.若S断开后将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中无电流
C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有a→b的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
【答案】AD
【难度】0.62
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、电容器的动态分析(Q不变)
【详解】A.保持与电源相连,电容器极板间电压保持不变;根据,
若将A向左平移一小段位移,板间距离不变,正对面积变小,则板间场强不变,油滴受力不变,处于静止状态;由于电容变小,电容器所带电荷量变小,则G表中有b→a的电流,故A正确;
B.若S断开后再将A向下平移一小段位移,则Q不变,根据,
联立可得,则两板间场强不变,电场力不变,则油滴仍静止,G表中无电流,故B错误;
C.保持与电源相连,电容器极板间电压保持不变;根据,
若将A向上平移一小段位移,板间距离变大,板间场强变小,油滴受到的电场力变小,则油滴向下加速运动;由于电容变小,电容器所带电荷量变小,则G表中有b→a的电流,故C错误;
D.若将A向下平移一小段位移,板间距离变小,板间场强变大,油滴受到的电场力变大,则油滴向上加速运动,油滴与下极板的电势差变大,两板间电势差不变,则油滴与A间的电势差减小,故D正确。故选AD。
9. (24-25高三上·福建泉州·期中)如图所示,平行板电容器与直流电源、理想二极管、电阻R连接,电源负极接地。初始电容器不带电,闭合开关稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.减小极板间的正对面积,带电油滴仍保持静止
B.贴着上极板插入金属板,则电阻R中有b流向a的电流
C.将下极板向上移动一小段距离,P点处的油滴的电势能增大
D.将开关断开,在两板间插入一陶瓷电介质,则油滴仍处于静止状态
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、电容器的动态分析(Q不变)
【详解】A.减小极板间的正对面积,根据,电容器的电容减小,由于二极管具有单向导电性,电容器不会放电,根据,,解得,极板间的电场强度变大,则油滴所受电场力变大,将向上移动,故A错误;
B.贴着上极板插入金属板,极板间的距离减小,根据,电容器的电容增大,将充电,则电路中有逆时针方向的电流,电阻R中有a流向b的电流,故B错误;
C.将下极板向上移动一小段距离,根据,电容器的电容增大,电容器两端的电压不变,根据,两极板间的电场强度变大,由,可知P点到上极板的距离不变,场强增大,所以上极板到P点的电势差变大,由于两板间电压不变,所以P点到下极板的电势差减少,则P点与下极板的电势差,则P点的电势变小,由题意油滴一开始处于静止状态,由平衡条件可知油滴带负电。由电势能公式,可知油滴在P点电势能增大,故C正确;
D.将开关断开,则两极板的电荷量不变,根据,在两板间插入陶瓷电介质,电场强度变小,则油滴所受电场力变小,将向下移动,故D错误。故选C。
10. (多选)(2025·广东清远·二模)2024年8月我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆。这种材料具有卓越的绝缘性能,即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄露,为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示,直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接,电容器A板接地。闭合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.该带电油滴带负电
B.B板下移,油滴将继续保持静止状态
C.减小极板间的正对面积,P点处的电势升高
D.若两板间插入人造蓝宝石,则电容器的电容增大
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】电容器内部的电势随电容的变化、电容器的动态分析(Q不变)、带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
【详解】A.油滴受重力和电场力作用,处于平衡状态。重力方向竖直向下,电场力方向竖直向上,A板带正电荷,因此该带电油滴带负电。故A正确;
B.B板下移,增大,由可知电容减小。由可知,减小,由于二极管具有单向导电性,电容器不会放电,则由可知电场强度不变,电场力不变,油滴将继续保持静止状态。故B正确;
C.减小极板间的正对面积,由可知增大,由可知A板与P点之间的电势差增大,A板接地,电势始终为0,因此P点处的电势降低。故C错误;
D.两板间插入人造蓝宝石,增大,由可知电容增大。故D正确。故选ABD。
· 电场中的图像问题
· E-x图像
图像分析:
(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。
· φ-x图像(反映了电势随位移变化的规律)
图像分析:
(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)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,
Ep-x图像
图像分析:
(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。
题型二、E-x图像
11.
(25-26高三上·湖北武汉·阶段检测)在轴上的、两点分别固定两个点电荷,如图是轴上各点电场强度随位置变化的关系图像,图中图线关于点中心对称,轴上、两点关于点对称。规定轴正方向为电场强度正方向,下列说法正确的是( )
A.、两点电场强度不同,但电势相同
B.从点到点,电场强度逐渐减小,电势逐渐降低
C.、两点固定的是等量异种电荷
D.一正电荷从点自由释放,仅在电场力作用下运动到点过程中其电势能先增大后减小
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】等量同种电荷周围电势的分布、同种等量点电荷电场线分布、电场力做功和电势能变化的关系
【详解】C.由电场方向随x轴的变化规律可知,A、B两点放置的是等量正点电荷,故C错误;
A.C、D两点关于O点对称,由图像的中心对称性可知,C、D两点的电场强度大小相等、方向相反,故C、D两点的电场强度不同;在等量同种正电荷的电场中,关于点对称的点的电势相等,所以、两点的电势相同,故A正确;
B.由题图可知,从A点到B点,场强先减小后反向增大;由于规定轴正方向为电场强度的正方向,所以场强方向先向右后向左,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,电势先降低后升高,故B错误;
D.从A点到B点场强方向先向右后向左,故正电荷从C点自由释放后,先受到向右的电场力的作用向右运动,过O点后又受到向左的电场力,所以电场力先做正功后做负功,故仅在电场力作用下运动到点的过程中其电势能先减小后增大,故D错误。故选A。
12.
(2026·河南·三模)某静电场的电场强度E随x变化关系如图所示,规定沿x轴正方向为正,若点的电势为0,则处的电势为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】E-x图像
【详解】图像围成的面积为电势差,图像的面积为
沿x轴正方向为正,点的电势为0,有,可得处的电势,故选C。
13. (多选)(25-26高三上·河南·期末)如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律,x轴正方向为电场强度的正方向,则下列说法正确的是( )
A.沿x轴正方向区域内电势升高,区域内电势降低
B.区域内的电场为匀强电场
C.处与处的电势差为处与处电势差的2倍
D.若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动、初动能为时,电子到处的速度为0
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】E-x图像
【详解】A.由图可知图像均在横轴上方,因此电势一直降低,故A错误;
B.区域内的电场强度没有变化,因此该区域电场为匀强电场,故B正确;
C.由可知图像与横轴所围成的面积为电势差的变化量,因此0.1m处与0.2m处的电势差为,0.2m处与0.4m处电势差为10V,,故C错误;
D.0m处与0.4m处的电势差为25V,因此电场力对电子做功为,由动能定理可知电子到处的速度为0,故D正确。故选BD。
14.
(多选)(2026·河南三门峡·三模)在的空间内存在沿x轴方向的电场,取x轴正方向为电场强度的正方向,电场强度E随坐标x的变化关系如图所示。将质量为、电荷量为的带正电粒子从处由静止释放,粒子仅在电场力的作用下开始运动,则下列说法正确的是( )
A.粒子从运动到的过程中,一直做加速运动
B.粒子运动到处时,速度刚好减为0
C.粒子经过处时的加速度大小为
D.粒子经过处时的动能为0.54 J
【答案】AD
【难度】0.62
【知识点】E-x图像
【详解】AB.粒子从运动到的过程中,电场强度始终大于0,电场沿轴正方向,带正电粒子所受电场力与运动方向相同,一直做加速运动,所以粒子运动到时速度不为零,故B错误,A正确;
C.处,,故C错误;
D.与电势差,电场力做功,由动能定理,初动能为0,处动能,故D正确。故选AD。
15.
(多选)(2024·福建漳州·三模)如图甲,电荷均匀分布的固定绝缘细圆环,圆心为O,轴线上的电场强度如图乙所示。现有一带正电粒子,以大小为的初速度沿轴线仅在电场力作用下由P点运动到Q点,。以x轴的正向为电场强度的正方向,则( )
A.细圆环带负电
B.OP两点间电势差等于OQ两点间电势差
C.该粒子将会在PQ两点之间做往复运动
D.该粒子由P点运动到Q点的过程,电势能先增大后减小
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】点电荷与均匀球体(球壳)周围的场强、判断非匀强电场中等距的两点电势差大小、电场力做功和电势能变化的关系
【详解】A.由图乙可知,圆环左边电场强度向左,右边电场强度向右,圆环带正电。故A错误;
B.根据图乙可知,圆环的电场具有对称性。由于两点电场强度大小相同,方向相反。可知
,由于OQ=OP,结合公式,因此可得,故B正确;
C.由图乙可知,正电荷先受到向左静电力,该力先大后小,再受到向右的静电力,该力先大后小。因此正电粒子先向右减速,再向右加速。故C错误;
D.由P点运动到Q点的过程静电力对正电粒子先做负功再做正功,所以电势能先增大后减小。 故D正确。故选BD
16.
(多选)(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)点电荷甲、乙分别固定在轴上处和坐标原点 O处 。在正半轴电场强度(以x轴正方向为场强的正方向)随坐标变化的关系如图,曲线与轴交点横坐标为、最高点对应横坐标为。一负试探电荷从之间某点静止释放后沿轴正方向移动,下列说法正确的是( )
A.甲带负电、乙带正电
B.甲、乙的电量大小之比为
C.负试探电荷在处电势能最小
D.负试探电荷在处电势能最小
【答案】BC
【难度】0.45
【知识点】E-x图像、比较电势能的大小
【详解】A.负试探电荷释放后受到电场力方向沿轴正方向,故之间电场强度沿轴负方向指向点,靠近原点O处电场强度负无限大,则乙为负电荷,处电场强度为零,则甲为正电荷,A错误;
B.在处根据电场叠加原理,解得,B正确;
CD.区间电场强度沿轴正方向,逆着电场强度方向电势升高,处电势最高,负电荷在电势高处电势能降低,故在处电势能最小,C正确,D错误。故选BC。
17.
(25-26高三上·江西·阶段检测)如图,在真空中轴上有和分别固定着点电荷、,在两者连线上各点的电场强度随变化的关系曲线,设电场方向沿轴正方向时取正值,则( )
A.点电荷、为异种电荷
B.、所带电荷量之比为
C.处的电势一定为零
D.沿轴从到电势先降低再升高
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】E-x图像
【详解】A.若两电荷为异种电荷,在处,电场强度不可能为,故两电荷为同种电荷,在范围内电场为正,方向沿轴正方向,所以点电荷、为正电荷,故A错误;
B.处合场强为,由,知:,所以、所带电荷量的绝对值之比为,故B错误;
C.由于电势是一个相对性概念,零电势的选取是任意的,故处的电势不一定为零,故C错误;
D.沿电场线方向电势降低,故点的电势高于点的电势,范围内电场为负,方向沿轴负方向,故点的电势低于点的电势,沿轴从0移动到,电势先降低后升高,故D正确。故选D。
题型三、φ-x图像
18.
(多选)(2025·福建·模拟预测)某电场中x轴上至之间的电势分布如图所示,一个质量为m、电荷量大小为q的带电粒子仅在电场力作用下从处沿x轴正向运动,粒子可以运动到处,在粒子从运动至处过程中,下列判断正确的是( )
A.若粒子带负电,粒子的电势能先增大后减小
B.粒子运动的加速度先减小后增大
C.若粒子带正电,粒子运动到处的速度可能为零
D.若粒子带负电,粒子运动到处的动能可能为
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像、电场力做功和电势能变化的关系
【详解】A.由图可知,粒子沿x轴正向运动,从至电势先降低后升高,若粒子带负电,粒子的电势能先增大后减小,故A正确;
B.图像的切线斜率为电场强度,因此粒子运动的加速度先减小,后突然增大接着又逐渐减小,故B错误;
C.根据图像可知,至之间x轴上场强方向沿x轴正方向,至之间x轴上场强方向沿x轴负方向,若粒子带正电且粒子在处由静止释放,则粒子运动到处的速度为零,故C正确;
D.若粒子带负电,则粒子从处出发时一定有初速度,初动能至少为,因此粒子运动到处的动能至少为,故D错误。故选AC。
19.
(多选)(2025·福建三明·三模)如图甲,xOy坐标系中,y轴上固定有两个与原点O距离相同的等量同种点电荷Q,x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点,其电势分别为和,对应图线上的a'、b' 两点,这两点切线斜率的绝对值均为k。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放,M运动过程中仅受电场力作用,下列说法正确的是( )
A.a、b两点场强相同
B.M从a点运动到b点的过程中加速度先增大后减小
C.M从a点运动到b点的过程中电势能先减小后增大
D.M运动到b点时克服电场力做功的功率为
【答案】CD
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像、电场力做功和电势能变化的关系、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.根据电场强度与电势的关系 ,可知图线的斜率可以表达电场强度的大小,由题知,a'、b' 这两点切线斜率的绝对值均为k。说明场强大小相等,但该两点在y轴左右两侧,故场强方向一定不相同,A错误;
B.电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放,由图乙分析知,图线的斜率先增大后减小再增大,故M从a点运动到b点的过程中加速度大小先增大后减小再增大,B错误;
C.图乙中可知,两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最低。则为等量的负电荷;M从a点运动到b点的过程中电场力先做正功后做负功,故电势能先减小后增大,C正确;
D.M从a经过b点的过程,由动能定理知 ,解得 ,M运动到b点时克服电场力做功的功率为 ,D正确。
故选CD。
20.
(多选)(2024·湖南长沙·二模)空间存在一电场,电场方向平行于轴,电场中沿轴各处的电势如图所示,一个带电粒子仅在电场力作用 下沿轴做周期性运动。若粒子的质量为、电荷量大小为,其在点的能量(包括电势能和动能)为。 下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.点左侧区域为匀强电场且电场强度的大小为
C.粒子在运动过程中到 点的最远距离为
D.粒子在运动过程中的最大速度大小为
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像
【详解】A.沿着电场的方向电势降低,则由图可知,在纵轴的左侧电场沿着轴的正方向,在纵轴的右侧电场沿着轴的负方向,要使带电粒子沿着轴做周期性运动,粒子只能带正电,故A正确;
B.在图像中,图像的斜率在数量上等于电场强度;点左侧区域内,图像是倾斜的直线,说明电场是匀强电场。根据电场强度和电势差之间的关系可得电场强度的大小为
,故B错误;
C.根据能量守恒定律,粒子速度为0的位置的电势能为,则该处电势为;根据图像可知,该处的坐标为,即粒子能运动到的最远距离为,故C错误;
D.根据图像可知,粒子的电势能最小为零,此时动能最大,速度最大,则有,解得,故D正确。故选AD。
21.
(多选)(25-26高三下·福建泉州·开学考试)如图所示,在轴上坐标原点和负半轴上的点各固定一个点电荷,点的坐标为,轴正半轴上各点的电势随变化规律如图所示,点的点电荷电荷量的绝对值为,点的点电荷电荷量的绝对值为。则下列判断正确的是( )
A.点的电荷带负电、点的电荷带正电
B.点的电荷带正电、点的电荷带负电
C.
D.
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像
【详解】AB.由于越靠近点正电势越高,因此点电荷一定带正电,由于右侧电势为负,因此点电荷一定带负电,A正确、B错误;
CD.由图像可知,在处电场强度为零,因此有,得,C错误、D正确。故选AD。
22.
(多选)(24-25高三上·湖南·开学考试)某空间相距固定放置两个点电荷A、B。如果以A电荷所在位置为原点,、连线为轴建立坐标系,如图甲所示,则轴上各点电势随坐标的变化的图像如图乙所示。如果取无穷远处为零电势点,则点电荷的电势公式为,其中为静电力常量、为场源点电荷的电荷量、为某点距场源点电荷的距离。则下列说法正确的是( )
A.点电势为零
B.与点场强方向相反
C.B的电荷量是A的电荷量的8倍
D.
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像
【详解】A.电荷所在位置为原点,根据图像,电荷周围的电势为正值,可知电荷带正电;电荷所在位置,根据图像,电荷周围的电势为负值,所以点电势不可能为零,A错误;
B.分析可知电荷带负电,两点电荷为异种电荷,在轴上的区域内,电势逐渐升高,电场强度沿轴负方向,在轴上的区域内,电势逐渐降低,电场强度沿轴正方向,即与点场强方向相反,B正确;
CD.图像中图线的斜率绝对值表示电场强度大小,则处的电场强度为零,有
,由题图可知、处的电势为零,根据电势公式有,,解得,,,C错误,D正确。故选BD。
23.
(多选)(2026·辽宁大连·二模)沿空间某直线建立轴,该直线上的静电场方向沿轴,其电势的随位置变化的图像如图所示,一电荷量为带负电的试探电荷,经过点时动能为,速度沿轴正方向若该电荷仅受电场力的作用,则其将( )
A.不能通过点 B.能通过点
C.在点两侧往复运动 D.在点两侧往复运动
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像、电势和电场线的关系、能量守恒定律的初步应用
【详解】带负电的试探电荷在处的动能为1.5eV,由可知,此时的电势能为,所以总能量为,顺着电场线的方向电势降低,则由题图可知,在区域电场的方向沿x轴负方向,在的右侧电场的方向沿x轴正方向。试探电荷从处向右运动的过程,在区域受到沿x轴正方向的静电力做加速运动,在处速度达到最大值,在的右侧区域受到沿x轴负方向的静电力做减速运动。当试探电荷在右侧速度减为零时,根据能量守恒可知,此时试探电荷的电势能为0.5eV,则由可知,试探电荷应运动到电势为-0.5V处时速度减为零。然后试探电荷开始向x轴负方向运动,当反向回到处其动能仍为1.5eV,继续向左运动,在电势为-0.5V处试探电荷的速度减为零,之后又向x轴正方向运动,所以试探电荷不会运动到处,应在点两侧往复运动。
故选BC。
24.
(多选)(25-26高三上·河南·期末)某空间轴上只存在沿此轴方向的静电场,轴上各点的电势分布如图所示。一带负电的粒子(电量为−q)仅在电场力作用下由轴上某点无初速释放,已知粒子沿轴运动过程中动能和电势能之和恒为零,则下列判断正确的是( )
A.粒子的运动区间是
B.运动过程中的最大动能为
C.若把此粒子在x轴上的左侧某处由静止释放,则粒子沿x轴向左运动
D.若把此粒子沿x轴从移动到,则粒子的电势能先增大后减小
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】ψ-x图像
【详解】A.由题意知粒子沿x轴运动过程中的总能量恒为零,粒子无初速释放,粒子初动能为0,可知释放时粒子电势能也为0,即释放粒子的位置电势为0,结合图像可知,粒子的运动区间是,A错误;
B.由图像可知电场力对粒子做正功最多为,根据动能定理可知粒子最大动能为,B正确;
C.由顺着电场线的方向电势逐渐降低,则左侧的电场方向沿x轴正向,粒子受到向左的电场力,则粒子沿x轴向左运动,C正确;
D.粒子沿x轴从到,根据电势能可知,粒子的电势能先减小后增大,再减小后增大,D错误。故选BC。
25. (2026·湖南怀化·三模)如图1所示,水平固定的绝缘光滑细杆上穿有一个质量为m、带电荷量为-q的小环(可视为点电荷),细杆正上方的P点固定一个带电荷量为Q的点电荷,将小环由静止释放,小环在细杆上做往复运动。选无限远处电势为0,以P点正下方的O点为坐标原点,水平向右为正方向建立x轴,小环运动过程中的电势能Ep随坐标x变化的图像如图2所示,图像在x=x0处的斜率最大,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.小环释放后向右运动的过程中,电场力先做负功再做正功
B.图2中Ep-x图像的切线斜率表示该位置处的电场强度
C.P点到细杆的距离为
D.小环的最大加速度为
【答案】D
【难度】0.55
【知识点】Ep-x图像
【详解】A.由图可知,小环释放后向右运动的过程中,电势能先减小后增大,则电场力先做正功后做负功,故A错误;
B.Ep-x图像的切线斜率表示该位置处小环所受电场力在x方向的分量,故B错误;
C.设P点到细杆的距离为h,则图线切线的斜率为,根据数学知识可得,当时,k′最大,则,所以,故C错误;
D.电场力最大时,加速度也最大,根据牛顿第二定律可得,故D正确。故选D。
26.
(多选)(2026·山东泰安·模拟预测)如图1所示,甲、乙两点电荷相距,以甲点电荷所处位置为坐标原点,以甲、乙两点电荷的连线为轴,在取无穷远处电势为零时,甲、乙两电荷连线上的电势随变化的关系图像如图2所示,图中处为图线的最低点,对应的电势为。已知在取无穷远处电势为零时,点电荷在空间某点的电势,式中为场源电荷的电荷量,为该点到点电荷的距离,为静电力常量。现将一带电荷量为()的试探电荷在处由静止释放,仅受静电力作用,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两点电荷其电荷量绝对值之比为
B.甲、乙两点电荷其电荷量绝对值之比为
C.试探电荷在两点电荷间运动过程中,其动能的最大值为
D.试探电荷在两点电荷间运动过程中,其动能的最大值为
【答案】AC
【难度】0.51
【知识点】ψ-x图像
【详解】AB.图像的斜率表示电场强度,可知处的场强为零,说明甲、乙两点电荷为同种电荷,结合,可知它们均带正电,且有,解得,故A正确,B错误;
CD.正试探电荷仅受电场力,动能在处达到最大值,设处电势为,则有,,解得,故试探电荷向左运动至处的动能满足,故C正确,D错误。故选AC。
27. (2026·江苏扬州·模拟预测)a、b是位于x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远电势为零),M、N、P为x轴上的三点,P点对应图线的最低点,a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发,仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A.P点处的电场强度最大
B.a和b一定是带等量同种电荷
C.质子在运动过程中速率先增大后减小
D.质子在运动过程中加速度先增大后减小
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】电场强度的叠加法则、ψ-x图像、电场力做功和电势能变化的关系
【详解】A.是图线最低点,切线斜率为0,因此点电场强度为,故A错误;
B.点合场强为,说明、在点的场强抵消,二者一定是同种电荷;根据点电荷场强公式,点满足,已知,因此,二者不是等量电荷,故B错误;
C.质子带正电,电势能,从到,电势降低,质子电势能减小,电场力做正功,速率增大;从到,电势升高,质子电势能增大,电场力做负功,速率减小。因此速率先增大后减小,故C正确;
D.从到,图线斜率绝对值逐渐减小到,场强逐渐减小;从到,斜率绝对值逐渐增大,场强逐渐增大。加速度,因此加速度先减小后增大,故D错误。故选C。
28. (2025·福建福州·模拟预测)绝缘光滑水平面上有ABO三点,以O点为坐标原点,向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴,A点坐标为-2m,B点坐标为2m,如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙,左侧图线为四分之一圆弧,右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m,电荷量为q的负点电荷,由A点静止释放,则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)( )
A.负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度
B.负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
C.负点电荷由A点运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
D.当负点电荷分别处于和时,电场力的功率相等
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】ψ-x图像、平均功率、比较电势能的大小
【详解】A.在电势随两点间距离的变化图线中,图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小,设C点的坐标值为,则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值,即此时电场强度大小相等,由牛顿第二定律可知,此时加速度大小相等,故A错误;
B.由于沿场强方向电势降低,所以AO段场强沿OA方向,OB段场强沿OB方向,负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动,在OB段做匀减速运动,由于B点电势等于A点电势,所以负点电荷在B点速度为零,则AO段的平均速度大于OB段的平均速度,所以AO段的运动时间小于OB段的运动时间,故B正确;
C.相等距离上电势能变化越快,说明该处电场力越大,即场强越大,由A到O点场强逐渐减小,所以电势能变化应越来越慢,故C错误;
D.当负点电荷分别处于和m时,电荷所受电场力相等,但处的速度大于m处的速度,所以电场力的功率不相等,故D错误。故选B。
题型四、Ep-x图像
29. (21-22高三上·福建厦门·阶段检测)M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点静止释放质子,仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位置变化的关系如图所示,则该电场分布可能正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、Ep-x图像
【详解】由图可知斜率表示电场力的大小,即,质子从M到N,电势能图线的斜率逐渐减小,则电场力逐渐减小,电场强度逐渐减小,所以,即从M到N电场线由密到疏;根据电势能与电势的关系,由于电势能逐渐降低,质子带正电,所以从M到N质子的电势逐渐降低,即电场线的方向由M指向N。故选A。
30.
(多选)(24-25高三上·福建福州·阶段检测)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能随位置坐标x变化的关系如图所示,其中段是关于直线对称的曲线,段是直线,其中,则下列说法正确的是( )
A.段的电场强度逐渐减小
B.粒子在段做匀变速运动,段做匀速直线运动
C.处电势的关系为
D.与两点间的电势差等于与两点间的电势差
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】判断非匀强电场中等距的两点电势差大小、电场强度的定义和单位、Ep-x图像
【详解】A.根据电势能与电势的关系,场强与电势差的关系,得,由数学知识可知图像切线的斜率等于,段的斜率逐渐减小,电场强度逐渐减小,故A正确;
B.由图看出在段图像切线的斜率不断减小,由上式知场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动,段图像切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动,段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力不变,做匀变速直线运动,故B错误;
C.根据电势能与电势的关系,粒子带负电,即,可知电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有,故C正确;
D.与两点间距与与两点间距相等,但是图线的斜率不一样,故而电场强度不一样,由,可知与两点间的电势差与与两点间的电势差不相等,故D错误。故选AC。
31.
(25-26高三上·福建福州·阶段检测)如图(i)所示,真空中两正点电荷A、固定在轴上,其中位于坐标原点。一质量为、电量为(电量远小于A、B)的带正电小球a仅在电场力作用下,以大小为的初速度从处沿轴正方向运动。取无穷远处电势能为零,a在A、间由于受A、的电场力作用而具有的电势能随位置变化关系如图(ii)所示,图中、均为已知,且在处受到的电场力为零。下列说法正确的是( )
A. A、B两电荷电场在与两点间的电势差
B.A、B两电荷电量
C.A、B两电荷电量
D.a在A、B间运动过程中最大速度
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电场强度的叠加法则、动能定理的初步应用、电场力做功和电势能变化的关系、静电力做功与电势差的关系、Ep-x图像
【详解】A.根据功能关系得,解得,故A错误;
BC.由图(ii)可知,处的电场力为零,所以处的电场强度为零,由点电荷的场强公式得,由图(ii)可知,所以,故B错误,C正确;
D.a在与之间电场力对小球做正功,又因为在处小球受到的电场力为零,所以小球在位置时速度最大,由能量守恒定律得,解得,故D错误。故选C。
32.
(2024·河北·二模)空间存在沿x轴方向的电场,从O点沿x轴正方向释放一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子只在电场力作用下刚好运动到处,粒子在运动过程中电势能随位置变化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图可知,粒子在x1处受到的电场力最大
B.电场中x2点的电势低于x1点
C.粒子释放时的动能为
D.粒子经过x2处的动能为
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】Ep-x图像
【详解】A.图像的斜率表示,由于x1处的斜率为零,则粒子在x1处受到的电场力为零,故A错误;
B.粒子带正电,粒子在电势高处电势能大,因为,故,故B错误;
CD.粒子运动过程中能量守恒,解得粒子释放时的动能为
,粒子经过x2处的动能为,故D正确,C错误。故选D。
33. (多选)(25-26高三上·福建福州·阶段检测)绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场,带负电滑块(可视为质点)在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,g取10m/s²,则( )
A.电场中x=3m处的电势最低
B.滑块沿x轴正方向运动过程中,速度先增加后减少
C.滑块运动至x=3m处,速度大小为2m/s
D.滑块不可能到达x=4m处
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】Ep-x图像
【详解】A.滑块在x=3m处电势能最小,根据,且滑块带负电,可知x=3m处的电势最高,故A错误;
C.滑块从x=1m处运动到x=3m处,根据功能关系可得
解得滑块运动至x=3m处,速度大小为,故C正确;
B.根据图像斜率的绝对值,由题图可知,从x=1m处到x=3m处,滑块受到的电场力逐渐减小,且滑块从x=1m处运动到x=3m处,电场力做功等于克服摩擦力做功,所以电场力先大于摩擦力后小于摩擦力,则滑块沿x轴正方向运动过程中,合力先做正功,后做负功,根据动能定理可知,滑块的速度先增加后减少,故B正确;
D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,滑块从x=1m处到x=4m处,需要克服摩擦力做功,可知滑块不可能到达x=4m处,故D正确。故选BCD。
34.
(2026·河北衡水·模拟预测)在某电场中建立x坐标轴,一个电子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动,该电子的电势能随坐标x变化的关系如图所示(其中处对应曲线最低点)。下列说法中正确的是( )
A.处的电势低于处的电势
B.电子在处的加速度大于处的加速度
C.电子从处到处电场力先做正功后做负功
D.若具有一定初速度的质子仅在电场力作用下从O点沿x轴运动到,则质子的动能一直在增加
【答案】C
【难度】0.62
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、Ep-x图像
【详解】A.根据,结合电子的电势能随坐标x变化的图像可知,处的电势高于处的电势,故A错误;
B.图像斜率的绝对值表示电场力的大小,由图像可知电子在处的加速度小于处的加速度,故B错误;
C.根据图像可知电子从处到处电势能先减小后增加,所以电场力先做正功后做负功,故C正确;
D.根据图像可知O点到处的电场线沿x轴的负方向(向左),质子受到的电场力向左,质子向右运动过程中电场力做负功,电势能一直在增加,动能一直在减小,故D错误。
故选C。
35.
(多选)(2026·陕西咸阳·二模)如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿x轴正方向运动,其电势能随位置x的变化图线已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力,下列说法正确的是( )
A.x正半轴上,处的电势最高
B.点电荷带负电、带正电
C.试探电荷从运动至的过程中,电场力先减小后增大
D.试探电荷从运动至的过程中,电场力先做正功后做负功
【答案】AB
【难度】0.4
【知识点】Ep-x图像
【详解】A.试探电荷带正电,根据可知电势越高,电势能越大,处电势能最大,故处电势最高,A正确;
B.沿电场线方向电势逐渐降低,根据可知沿电场线方向,正电荷的电势能逐渐减少,可得从到电场线方向向左,因此点电荷带负电;由图线斜率知处电场强度为0,所以带正电,B正确;
C.图线的斜率表示电场力,试探电荷从运动至的过程中,电场力一直减小,C错误;
D.试探电荷从运动至的过程中,电势能一直增大,电场力一直做负功,D错误。
故选 AB。
36.
(多选)(2025·广东深圳·模拟预测)绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场,带负电滑块(可视为质点)在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量,取,则( )
A.电场中处的电势最低
B.滑块沿x轴正方向运动过程中,动能先增加后减少
C.处与处的场强大小相等
D.滑块运动至处,速度大小为m/s
【答案】BD
【难度】0.45
【知识点】能量守恒定律的初步应用、比较电势能的大小、Ep-x图像
【详解】A.由图可知,处的电势能最小,滑块带负电,所以处的电势最高,故A错误;
B.由题图可知,滑块沿x轴正方向运动过程中电势能先减小后增加,根据能量守恒定律可知动能先增加后减少,故B正确;
C.场强大小满足与图像斜率绝对值成正比。从图中可知处斜率绝对值更小,处斜率更大,因此两处场强大小不等,故C错误;
D.水平面光滑,滑块从处运动到处只有电场力做功,动能和电势能守恒有,代入数据解得,故D正确。故选BD。
题型五、电场中的其他图像
37.
(2025·云南昆明·模拟预测)一带负电粒子在电场中的点由静止释放后沿直线运动,该过程粒子速度的平方随位移变化情况如图所示,粒子运动过程仅受电场力作用,则此电场的电场线分布可能为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电场中的其他图像问题
【详解】将粒子的图像与匀变速直线运动的图像比对,根据匀变速直线运动,可得图像的斜率恒定。由图中斜率变化可知,粒子的加速度逐渐减小,可知粒子向着场强减小的方向运动,即向着电场线较稀疏的方向运动,又带负电粒子受电场力方向与电场线方向相反,所以D答案符合题意。
故选D。
38. (2026·安徽阜阳·模拟预测)如图甲所示,OABC是某电场中的一条电场线,且OA=AB=BC=d。一个带电荷量为+q的粒子,从O点由静止释放后,仅在电场力作用下运动,带电粒子的动能随带电粒子离O点距离x的变化规律如图乙所示(其中OA段为向下凸的曲线,AB段为直线,BC段为向上凸的曲线,AB段在A、B两点分别与OA段曲线和BC段曲线相切)。则下列说法正确的是( )
A.电场线上从O点到A点,电场强度越来越大
B.电场线上从A点到B点,电场强度越来越大
C.粒子在OA段的电势能减少量可能等于在AB段的电势能减少量
D.B点的电场强度大小为
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、Ep-x图像
【详解】AB.带电粒子只在电场力作用下运动,图乙中图线的斜率表示带电粒子所受的电场力的大小,由题意知,从O点到A点电场强度逐渐增大,而从A点到B点电场强度不变,A正确,B错误;
C.由于带电粒子在AB段运动时受到的电场力大于在OA段运动时受到的平均电场力,故粒子在OA段运动时电场力做的功小于在AB段运动时电场力做的功,则粒子在OA段的电势能减少量小于在AB段的电势能减少量,C错误;
D.对AB段运动过程,有,解得,D错误。故选A。
39.
(25-26高三上·山西临汾·期末)如图甲所示,某电场中的一条电场线与x轴所在直线重合,M、N两点关于O点对称。一个电子从M点由静止释放,仅在电场力的作用下到达N点时速度恰好为零,其v-t图像如图乙所示。规定O点的电势为零,取x轴正方向为电场的正方向,则关于M、N之间电场强度E、电势随坐标x变化的图像中可能正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】E-x图像、ψ-x图像
【详解】AB.图像的斜率代表加速度,由图像可知,电子的加速度先减小后增大;因为电子仅在电场力的作用下运动,根据牛顿第二定律有,解得,所以电场强度E也应该先减小后增大,电子从M点由静止释放,向N点运动,速度先增大,说明电子先做加速运动,电场力方向与运动方向相同,即沿方向;后来速度减小,做减速运动,电场力方向与运动方向相反,即沿方向;由于电子带负电,所以电场强度方向与电场力方向相反,故电场强度先沿方向,后沿方向。因为规定沿+x方向为电场强度的正方向,所以在O点左侧且逐渐减小,在O点右侧且逐渐增大,故AB错误;
CD.沿电场线方向电势逐渐降低,在O点左侧,电场强度沿方向,所以电势沿方向升高;在O点右侧,电场强度沿方向,所以电势沿方向降低,故C正确,D错误。
故选C。
40. (2026·湖北·高考真题)一带正电粒子仅受静电力作用,从静止开始沿直线运动,0 ~ 4t0时间内,其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是( )
A.b点的电势比a点的高
B.b点的电场强度比a点的大
C.粒子在a、c两点的电势能相等
D.粒子在a、c两点受到的电场力大小相等
【答案】C
【难度】0.45
【知识点】电势和电场线的关系、比较电势能的大小、电场中的其他图像问题
【详解】A.在0 ~ 2t0内,粒子做匀加速运动,加速度,电场方向与运动方向相同。沿电场线方向电势降低,则点电势比点低,故A错误。
B.在内加速度恒定,点与点电场强度大小相等,故B错误。
C.在时刻,速度,在时刻,处于的匀减速阶段,加速度
速度,则a、c两点动能相等,由能量守恒知电势能相等,故C正确。
D.设粒子质量为m,则点电场力大小,点电场力大小,两者不相等,故D错误。故选C。
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一轮复习专题——电容器和电场图像问题
· 电容器的动态分析
· 平行板电容器动态的分析思路
· 平行板电容器的动态分析问题的两种情况
(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:U不变(始终与电源相连)
分析思路:根据C==先分析电容的变化,再分析Q的变化;根据E=分析场强的变化;根据UAB=E·d分析某点电势变化(,Q=U·C=,)。
(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:Q不变(充电后与电源断开)
分析思路:根据C==先分析电容的变化,再分析U的变化;根据E==分析场强变化(,,)。
题型一、电容器的动态分析
1.
(25-26高三上·福建福州·阶段检测)如图,平行板电容器与一直流电源连接,下极板接地,静电计金属球与电容器上极板连接,静电计开始时所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关,将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A.带电油滴向下运动 B.静电计指针的张角保持不变
C.点电势变小 D.带电油滴的电势能变小
2. (24-25高三下·福建泉州·开学考试)平行板电容器两极板水平放置,与电源、电阻R及开关S组成如图所示的电路,闭合开关,待电容器充电结束后,将一带电油滴置于两板之间,油滴处于静止状态。接着进行三步操作:第一步,断开开关;第二步,将M板向上平移一小段距离;第三步,再闭合开关S。关于三步操作过程及操作后的现象,下列说法正确的是( )
A.第一步操作后,R中有向右的电流 B.第二步操作过程中,油滴会向下运动
C.第三步操作后,油滴会向上运动 D.第三步操作后,R中有向左的电流
3. (24-25高三上·福建漳州·期末)如图,平行板电容器的可动极板M、固定极板N水平放置,触压M时M会下凹。P为两极板间一固定点,未触压M时,一带电灰尘恰好悬停在P处。若电源电动势保持不变,则触压M使M缓慢下凹过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表G中有从a到b的电流 B.P点的电场强度变小
C.P点的电势降低 D.该灰尘向上运动,电势能增大
4. (24-25高三上·福建福州·期末)某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪,原理如图所示.电容器上极板固定,下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动,闭合开关S,若材料热胀冷缩,下列说法中正确的是( )
A.材料温度升高,极板所带电荷量增大
B.滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压
C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,说明材料温度降低
D.检测结束,断开开关,灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
5. (2026·福建龙岩·二模)如图所示为某智能手机内部微机电系统(MEMS)加速度计的俯视图,M、N为电容器的两极板,M极板固定在手机上,N极板通过两个完全相同、劲度系数为k的水平弹簧与手机相连,电容器充电后与电源断开。手机静止时,M、N两极板间距为d0,电压传感器示数为U0,不计一切摩擦,N极板的质量为m。若手机以加速度a垂直N、M两极板方向水平运动时,两极板间距减小为d1,则( )
A.电容器的电容减小
B.M、N两极板间的电场强度变大
C.手机的加速度大小
D.电压传感器的示数
6. (多选)(2025·福建福州·三模)如图所示,平行板电容器两极板水平放置,上极板带正电,与静电计相连。静电计外壳与下极板接地。一带电微粒以一初速度平行于极板射入,恰能沿直线穿过电容器。带电静电计的内部空间分布电场,等势面分布如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.微粒带负电
B.P点和Q点电势相同
C.将上极板向上平移,静电计指针张角增大
D.将上极板向上平移,将带电微粒从同一位置平行于极板射入,电势能可能增大
7. (多选)(2024·福建漳州·三模)如图,A、B为平行板电容器的两极板。初始时,电容器不带电,静电计的指针不张开。则( )
A.S闭合时,静电计的指针张角立即增大到某一角度后保持不变
B.S闭合,稳定后将电阻箱R的阻值逐渐增大,静电计的指针张角不变
C.S闭合,稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离,静电计的指针张角增大
D.S闭合,稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离,A、B两板间场强变小
8. (多选)(25-26高三上·山东聊城·阶段检测)如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是( )
A.若将A向左平移一小段位移,则油滴静止,G表中有b→a的电流
B.若S断开后将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中无电流
C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有a→b的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
9. (24-25高三上·福建泉州·期中)如图所示,平行板电容器与直流电源、理想二极管、电阻R连接,电源负极接地。初始电容器不带电,闭合开关稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.减小极板间的正对面积,带电油滴仍保持静止
B.贴着上极板插入金属板,则电阻R中有b流向a的电流
C.将下极板向上移动一小段距离,P点处的油滴的电势能增大
D.将开关断开,在两板间插入一陶瓷电介质,则油滴仍处于静止状态
10. (多选)(2025·广东清远·二模)2024年8月我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆。这种材料具有卓越的绝缘性能,即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄露,为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示,直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接,电容器A板接地。闭合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.该带电油滴带负电
B.B板下移,油滴将继续保持静止状态
C.减小极板间的正对面积,P点处的电势升高
D.若两板间插入人造蓝宝石,则电容器的电容增大
· 电场中的图像问题
· E-x图像
图像分析:
(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。
· φ-x图像(反映了电势随位移变化的规律)
图像分析:
(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)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,
Ep-x图像
图像分析:
(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。
题型二、E-x图像
11.
(25-26高三上·湖北武汉·阶段检测)在轴上的、两点分别固定两个点电荷,如图是轴上各点电场强度随位置变化的关系图像,图中图线关于点中心对称,轴上、两点关于点对称。规定轴正方向为电场强度正方向,下列说法正确的是( )
A.、两点电场强度不同,但电势相同
B.从点到点,电场强度逐渐减小,电势逐渐降低
C.、两点固定的是等量异种电荷
D.一正电荷从点自由释放,仅在电场力作用下运动到点过程中其电势能先增大后减小
12.
(2026·河南·三模)某静电场的电场强度E随x变化关系如图所示,规定沿x轴正方向为正,若点的电势为0,则处的电势为( )
A. B.
C. D.
13. (多选)(25-26高三上·河南·期末)如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律,x轴正方向为电场强度的正方向,则下列说法正确的是( )
A.沿x轴正方向区域内电势升高,区域内电势降低
B.区域内的电场为匀强电场
C.处与处的电势差为处与处电势差的2倍
D.若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动、初动能为时,电子到处的速度为0
14.
(多选)(2026·河南三门峡·三模)在的空间内存在沿x轴方向的电场,取x轴正方向为电场强度的正方向,电场强度E随坐标x的变化关系如图所示。将质量为、电荷量为的带正电粒子从处由静止释放,粒子仅在电场力的作用下开始运动,则下列说法正确的是( )
A.粒子从运动到的过程中,一直做加速运动
B.粒子运动到处时,速度刚好减为0
C.粒子经过处时的加速度大小为
D.粒子经过处时的动能为0.54 J
15.
(多选)(2024·福建漳州·三模)如图甲,电荷均匀分布的固定绝缘细圆环,圆心为O,轴线上的电场强度如图乙所示。现有一带正电粒子,以大小为的初速度沿轴线仅在电场力作用下由P点运动到Q点,。以x轴的正向为电场强度的正方向,则( )
A.细圆环带负电
B.OP两点间电势差等于OQ两点间电势差
C.该粒子将会在PQ两点之间做往复运动
D.该粒子由P点运动到Q点的过程,电势能先增大后减小
16.
(多选)(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)点电荷甲、乙分别固定在轴上处和坐标原点 O处 。在正半轴电场强度(以x轴正方向为场强的正方向)随坐标变化的关系如图,曲线与轴交点横坐标为、最高点对应横坐标为。一负试探电荷从之间某点静止释放后沿轴正方向移动,下列说法正确的是( )
A.甲带负电、乙带正电
B.甲、乙的电量大小之比为
C.负试探电荷在处电势能最小
D.负试探电荷在处电势能最小
17.
(25-26高三上·江西·阶段检测)如图,在真空中轴上有和分别固定着点电荷、,在两者连线上各点的电场强度随变化的关系曲线,设电场方向沿轴正方向时取正值,则( )
A.点电荷、为异种电荷
B.、所带电荷量之比为
C.处的电势一定为零
D.沿轴从到电势先降低再升高
题型三、φ-x图像
18.
(多选)(2025·福建·模拟预测)某电场中x轴上至之间的电势分布如图所示,一个质量为m、电荷量大小为q的带电粒子仅在电场力作用下从处沿x轴正向运动,粒子可以运动到处,在粒子从运动至处过程中,下列判断正确的是( )
A.若粒子带负电,粒子的电势能先增大后减小
B.粒子运动的加速度先减小后增大
C.若粒子带正电,粒子运动到处的速度可能为零
D.若粒子带负电,粒子运动到处的动能可能为
19.
(多选)(2025·福建三明·三模)如图甲,xOy坐标系中,y轴上固定有两个与原点O距离相同的等量同种点电荷Q,x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点,其电势分别为和,对应图线上的a'、b' 两点,这两点切线斜率的绝对值均为k。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放,M运动过程中仅受电场力作用,下列说法正确的是( )
A.a、b两点场强相同
B.M从a点运动到b点的过程中加速度先增大后减小
C.M从a点运动到b点的过程中电势能先减小后增大
D.M运动到b点时克服电场力做功的功率为
20.
(多选)(2024·湖南长沙·二模)空间存在一电场,电场方向平行于轴,电场中沿轴各处的电势如图所示,一个带电粒子仅在电场力作用 下沿轴做周期性运动。若粒子的质量为、电荷量大小为,其在点的能量(包括电势能和动能)为。 下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.点左侧区域为匀强电场且电场强度的大小为
C.粒子在运动过程中到 点的最远距离为
D.粒子在运动过程中的最大速度大小为
21.
(多选)(25-26高三下·福建泉州·开学考试)如图所示,在轴上坐标原点和负半轴上的点各固定一个点电荷,点的坐标为,轴正半轴上各点的电势随变化规律如图所示,点的点电荷电荷量的绝对值为,点的点电荷电荷量的绝对值为。则下列判断正确的是( )
A.点的电荷带负电、点的电荷带正电
B.点的电荷带正电、点的电荷带负电
C.
D.
22.
(多选)(24-25高三上·湖南·开学考试)某空间相距固定放置两个点电荷A、B。如果以A电荷所在位置为原点,、连线为轴建立坐标系,如图甲所示,则轴上各点电势随坐标的变化的图像如图乙所示。如果取无穷远处为零电势点,则点电荷的电势公式为,其中为静电力常量、为场源点电荷的电荷量、为某点距场源点电荷的距离。则下列说法正确的是( )
A.点电势为零
B.与点场强方向相反
C.B的电荷量是A的电荷量的8倍
D.
23.
(多选)(2026·辽宁大连·二模)沿空间某直线建立轴,该直线上的静电场方向沿轴,其电势的随位置变化的图像如图所示,一电荷量为带负电的试探电荷,经过点时动能为,速度沿轴正方向若该电荷仅受电场力的作用,则其将( )
A.不能通过点 B.能通过点
C.在点两侧往复运动 D.在点两侧往复运动
24.
(多选)(25-26高三上·河南·期末)某空间轴上只存在沿此轴方向的静电场,轴上各点的电势分布如图所示。一带负电的粒子(电量为−q)仅在电场力作用下由轴上某点无初速释放,已知粒子沿轴运动过程中动能和电势能之和恒为零,则下列判断正确的是( )
A.粒子的运动区间是
B.运动过程中的最大动能为
C.若把此粒子在x轴上的左侧某处由静止释放,则粒子沿x轴向左运动
D.若把此粒子沿x轴从移动到,则粒子的电势能先增大后减小
25. (2026·湖南怀化·三模)如图1所示,水平固定的绝缘光滑细杆上穿有一个质量为m、带电荷量为-q的小环(可视为点电荷),细杆正上方的P点固定一个带电荷量为Q的点电荷,将小环由静止释放,小环在细杆上做往复运动。选无限远处电势为0,以P点正下方的O点为坐标原点,水平向右为正方向建立x轴,小环运动过程中的电势能Ep随坐标x变化的图像如图2所示,图像在x=x0处的斜率最大,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.小环释放后向右运动的过程中,电场力先做负功再做正功
B.图2中Ep-x图像的切线斜率表示该位置处的电场强度
C.P点到细杆的距离为
D.小环的最大加速度为
26.
(多选)(2026·山东泰安·模拟预测)如图1所示,甲、乙两点电荷相距,以甲点电荷所处位置为坐标原点,以甲、乙两点电荷的连线为轴,在取无穷远处电势为零时,甲、乙两电荷连线上的电势随变化的关系图像如图2所示,图中处为图线的最低点,对应的电势为。已知在取无穷远处电势为零时,点电荷在空间某点的电势,式中为场源电荷的电荷量,为该点到点电荷的距离,为静电力常量。现将一带电荷量为()的试探电荷在处由静止释放,仅受静电力作用,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两点电荷其电荷量绝对值之比为
B.甲、乙两点电荷其电荷量绝对值之比为
C.试探电荷在两点电荷间运动过程中,其动能的最大值为
D.试探电荷在两点电荷间运动过程中,其动能的最大值为
27. (2026·江苏扬州·模拟预测)a、b是位于x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远电势为零),M、N、P为x轴上的三点,P点对应图线的最低点,a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发,仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A.P点处的电场强度最大
B.a和b一定是带等量同种电荷
C.质子在运动过程中速率先增大后减小
D.质子在运动过程中加速度先增大后减小
28. (2025·福建福州·模拟预测)绝缘光滑水平面上有ABO三点,以O点为坐标原点,向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴,A点坐标为-2m,B点坐标为2m,如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙,左侧图线为四分之一圆弧,右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m,电荷量为q的负点电荷,由A点静止释放,则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)( )
A.负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度
B.负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
C.负点电荷由A点运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
D.当负点电荷分别处于和时,电场力的功率相等
题型四、Ep-x图像
29. (21-22高三上·福建厦门·阶段检测)M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点静止释放质子,仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位置变化的关系如图所示,则该电场分布可能正确的是( )
A.B.C.D.
30.
(多选)(24-25高三上·福建福州·阶段检测)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能随位置坐标x变化的关系如图所示,其中段是关于直线对称的曲线,段是直线,其中,则下列说法正确的是( )
A.段的电场强度逐渐减小
B.粒子在段做匀变速运动,段做匀速直线运动
C.处电势的关系为
D.与两点间的电势差等于与两点间的电势差
31.
(25-26高三上·福建福州·阶段检测)如图(i)所示,真空中两正点电荷A、固定在轴上,其中位于坐标原点。一质量为、电量为(电量远小于A、B)的带正电小球a仅在电场力作用下,以大小为的初速度从处沿轴正方向运动。取无穷远处电势能为零,a在A、间由于受A、的电场力作用而具有的电势能随位置变化关系如图(ii)所示,图中、均为已知,且在处受到的电场力为零。下列说法正确的是( )
A. A、B两电荷电场在与两点间的电势差
B.A、B两电荷电量
C.A、B两电荷电量
D.a在A、B间运动过程中最大速度
32.
(2024·河北·二模)空间存在沿x轴方向的电场,从O点沿x轴正方向释放一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子只在电场力作用下刚好运动到处,粒子在运动过程中电势能随位置变化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图可知,粒子在x1处受到的电场力最大
B.电场中x2点的电势低于x1点
C.粒子释放时的动能为
D.粒子经过x2处的动能为
33. (多选)(25-26高三上·福建福州·阶段检测)绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场,带负电滑块(可视为质点)在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,g取10m/s²,则( )
A.电场中x=3m处的电势最低
B.滑块沿x轴正方向运动过程中,速度先增加后减少
C.滑块运动至x=3m处,速度大小为2m/s
D.滑块不可能到达x=4m处
34.
(2026·河北衡水·模拟预测)在某电场中建立x坐标轴,一个电子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动,该电子的电势能随坐标x变化的关系如图所示(其中处对应曲线最低点)。下列说法中正确的是( )
A.处的电势低于处的电势
B.电子在处的加速度大于处的加速度
C.电子从处到处电场力先做正功后做负功
D.若具有一定初速度的质子仅在电场力作用下从O点沿x轴运动到,则质子的动能一直在增加
35.
(多选)(2026·陕西咸阳·二模)如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿x轴正方向运动,其电势能随位置x的变化图线已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力,下列说法正确的是( )
A.x正半轴上,处的电势最高
B.点电荷带负电、带正电
C.试探电荷从运动至的过程中,电场力先减小后增大
D.试探电荷从运动至的过程中,电场力先做正功后做负功
36.
(多选)(2025·广东深圳·模拟预测)绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场,带负电滑块(可视为质点)在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量,取,则( )
A.电场中处的电势最低
B.滑块沿x轴正方向运动过程中,动能先增加后减少
C.处与处的场强大小相等
D.滑块运动至处,速度大小为m/s
题型五、电场中的其他图像
37.
(2025·云南昆明·模拟预测)一带负电粒子在电场中的点由静止释放后沿直线运动,该过程粒子速度的平方随位移变化情况如图所示,粒子运动过程仅受电场力作用,则此电场的电场线分布可能为( )
A.B.C.D.
38. (2026·安徽阜阳·模拟预测)如图甲所示,OABC是某电场中的一条电场线,且OA=AB=BC=d。一个带电荷量为+q的粒子,从O点由静止释放后,仅在电场力作用下运动,带电粒子的动能随带电粒子离O点距离x的变化规律如图乙所示(其中OA段为向下凸的曲线,AB段为直线,BC段为向上凸的曲线,AB段在A、B两点分别与OA段曲线和BC段曲线相切)。则下列说法正确的是( )
A.电场线上从O点到A点,电场强度越来越大
B.电场线上从A点到B点,电场强度越来越大
C.粒子在OA段的电势能减少量可能等于在AB段的电势能减少量
D.B点的电场强度大小为
39.
(25-26高三上·山西临汾·期末)如图甲所示,某电场中的一条电场线与x轴所在直线重合,M、N两点关于O点对称。一个电子从M点由静止释放,仅在电场力的作用下到达N点时速度恰好为零,其v-t图像如图乙所示。规定O点的电势为零,取x轴正方向为电场的正方向,则关于M、N之间电场强度E、电势随坐标x变化的图像中可能正确的是( )
A.B.C.D.
40. (2026·湖北·高考真题)一带正电粒子仅受静电力作用,从静止开始沿直线运动,0 ~ 4t0时间内,其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是( )
A.b点的电势比a点的高
B.b点的电场强度比a点的大
C.粒子在a、c两点的电势能相等
D.粒子在a、c两点受到的电场力大小相等
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