第1章 专题强化练2 静电场中的图像问题（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（粤教版）

**基本信息** 聚焦静电场图像问题，通过提炼图像斜率、面积等关键方法，系统构建场强、电势、电势能的概念联系，强化科学推理与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |E-x图像|2题|场强正负判断、特殊点场强计算|点电荷场强叠加→场强分布规律| |φ-x图像|3题|斜率表场强、电势变化判断|电场线方向→电势高低→电势能变化| |Ep-x图像|2题|斜率表电场力、电势比较|电势能与电势关系→电场力做功分析| |a-x图像|1题|面积表速度平方关系|牛顿第二定律→电场力→电势能变化|

第一章　静电场的描述 专题强化练2　静电场中的图像问题 1.(2025四川成都月考)真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点,在它们的连线上场强E与x的关系如图所示(取x轴正方向为场强正方向),以下判断正确的是 (　　) A.Q1带负电,Q2带正电 B.Q2的电荷量是Q1的2倍 C.x轴上x=a处的电势比x=2a处的高 D.带负电的试探电荷从x=a处移到x=2a处电场力做正功 2.(多选题)(2024广西玉林十一中月考)如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子,且电子仅受电场力的作用,则 (　　) A.电场的方向沿Ox正方向 B.电子沿Ox正方向运动 C.电子加速度先减小,后保持不变 D.电子的电势能将增大 3.(多选题)(2024广东广州五校期末)静电场在x轴上的场强E随x变化的关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷 (　　) A.在x2和x4处受的电场力相等 B.由x2运动到x4的过程中电势能保持不变 C.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 D.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 4.(2025辽宁开学考试)如图为某电场在x轴上的电势随位置坐标变化的图像,将一电子从x轴上A点移到B点,A、B关于原点O对称,则电子的电势能Ep随x变化的关系图像是(　　) 　　　　　　 5.(2025四川成都月考)在甲、乙电场中,试探电荷-q(q>0)具有的电势能Ep沿x方向变化的图像分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是(　　) 　　 A.图甲中,试探电荷在O点受到的电场力为零 B.图甲中,电场强度沿x轴负方向 C.图乙中,x1处的电场强度小于x2处的电场强度 D.图乙中,x1处的电势高于x2处的电势 6.(2024广东广州期中)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,则由此可以得出 (　　) 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.粒子经过x1和x3处时的速度等大反向 D.粒子在x2处电势能最大 7.(多选题)(2025河南开封开学考试)如图所示,A、B两个等量正点电荷固定放置,O为A、B连线的中点,P点在A、B连线的垂直平分线上,在P点由静止释放一个负的点电荷,该点电荷仅在电场力作用下运动,取P点电势为零,在该点电荷从P点运动到O点过程中,速度随时间、电势能随位移变化的关系图像可能正确的是 (　　) 　　　　　　　　　 8.(2025山西吕梁月考)如图甲所示,在匀强电场中,虚线为电场线,与Ox轴成θ=37°角,Ox轴上有a、b、c三点,Oa=bc=ab=2 cm,Ox轴上各点的电势φ的变化规律如图乙所示。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)电场线方向和场强大小; (2)c点的电势和电子在a点的电势能(用eV表示)。 答案与分层梯度式解析 1.C 2.BC 3.AD 4.B 5.D 6.B 7.BC 1.C　由题图可知x=a处的场强为零,在0~a范围内场强方向沿x轴负方向,在a~3a范围内场强方向沿x轴正方向,所以两个点电荷均带负电,选项A错误;x=a处的场强为零,根据点电荷场强公式有=,可得Q2=4Q1,选项B错误;由题图可知,在a~2a范围内场强方向沿x轴正方向,沿电场线方向电势逐渐降低,所以在x轴上x=a处的电势比x=2a处的高,选项C正确;由上面的分析可知,在a~2a范围内场强方向沿x轴正方向,带负电的试探电荷受电场力方向与场强方向相反,即沿x轴负方向,所以带负电的试探电荷从x=a处移到x=2a处电场力做负功,选项D错误。 2.BC　由于沿电场线方向电势逐渐降低,可知电场方向沿Ox负方向,选项A错误;电子所受电场力方向与场强方向相反,电子沿Ox正方向运动,选项B正确;由φ-x图线的斜率表示场强,可知场强E的大小逐渐减小为零,电子加速度先减小,后保持为零,选项C正确;电场力做正功,电势能逐渐减小,选项D错误。 3.AD　由题图可知,x2和x4处电场强度相同,根据F=qE,可知点电荷在x2和x4处受的电场力相等,选项A正确;由图可知x2至x4范围内电场强度为负方向,故正电荷由x2运动到x4的过程中电场力做负功,电势能增加,选项B错误;由图可知从x1至x4电场强度先增大后减小,所以点电荷所受电场力先增大后减小,选项C错误,D正确。 4.B　由题图可知,由A到B,电势先逐渐降低再逐渐升高,且电子带负电,根据Ep=qφ可知电势能为负,且由A到B,电势能先逐渐升高,再逐渐降低,所以电子的电势能Ep随x变化的关系图像是B。 5.D　由W电=Fx=-ΔEp,可知Ep-x图线的斜率的绝对值表示电荷受到的电场力大小,由题图甲可得试探电荷在O点受到的电场力不为零,故A错误;在题图甲中,负的试探电荷沿x轴正方向的电势能在增大,可知沿x轴正方向电势是降低的,所以场强方向可能沿x轴正方向,也可能与x轴正方向的夹角为锐角,故B错误;Ep-x图线的斜率的绝对值表示电场力的大小,由题图乙可知,x1处的斜率的绝对值比x2处的大,故粒子在x1处所受的电场力大于在x2处的,又因为试探电荷一定,所以题图乙中,x1处的电场强度大于x2处的,故C错误;试探电荷带负电,故电势能越小的位置电势越高,所以题图乙中x1处的电势高于x2处的电势,故D正确。 6.B　因为qE=ma且粒子带负电,所以在x1和x3处,电场强度大小相等,方向相反,故A错误;根据图像可知,从x1到x3过程中,粒子先加速后减速,所以电场力先做正功,后做负功,电势能先减小后增大,到x2处,电势能最小,根据Ep=qφ,由于粒子带负电,所以电势先升高后降低,故B正确,D错误;根据v2=2ax可知,a-x图线与x轴所围的面积表示,所以粒子经过x1和x3处时速度大小相等,方向相同,故C错误。 7.BC　v-t图像中图线的斜率表示加速度,根据等量同种正点电荷产生的电场的分布规律可知,P、O间的电场强度可能一直减小,也可能先增大后减小,根据a==可知,如果电场强度一直减小,则电场力一直减小,加速度一直减小,如果电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,加速度先增大后减小,故A错误,B正确;根据电场力做功与电势能变化的关系W电=Fx=-ΔEp可知,Ep-x图像中图线的斜率的绝对值表示电场力的大小,由前面分析可知,电场力可能一直减小,也可能先增大后减小,故C正确,D错误。 8.答案　(1)方向斜向下　1 000 V/m　(2)-16 V　-32 eV 解析　(1)由题图乙可知沿x正方向电势降低,所以电场线方向斜向下;φ-x图线的斜率表示电场强度沿x方向的分量,由题图乙可知Ex=800 V/m,所以E==1 000 V/m。 (2)由题得O点的电势为48 V,O、c间的距离为Oc=8 cm=0.08 m,所以O、c间的电势差为UOc=E·Oc·cos 37°=1 000×0.08×0.8 V=64 V,由于UOc=φO-φc,将UOc=64 V、φO=48 V代入得φc=-16 V。O、a间的电势差为UOa=E·Oa·cos 37°=1 000×0.02×0.8 V=16 V,由于UOa=φO-φa,将UOa=16 V、φO=48 V代入得φa=32 V,所以电子在a点的电势能为Ep=-eφa=-32 eV。 6 学科网（北京）股份有限公司 $