习题课2 电场中的图像(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦静电场中的图像问题，系统讲解v-t、φ-x、Ep-x、E-x四种图像，通过回顾电场强度、电势等基础概念导入，以图像为支架连接物理量变化规律，构建知识脉络。 其亮点在于围绕科学思维与科学探究，通过知识精讲、例题解析及素养训练，引导学生分析图像斜率、面积等特征推导物理量关系，如v-t图像由斜率得加速度进而判断电场力。助力学生提升信息提取与推理能力，教师可高效实施素养导向教学。

习题课二　电场中的图像 第一章　静电场 1 素养目标 物理观念：认识电场中的v-t图像、φ-x图像、Ep-x图像和E-x图像。 科学思维：根据v-t图像、φ-x图像、Ep-x图像、E-x图像纵坐标随横坐标变 化的特点、曲线斜率的特点、面积的特点、图像的对称性分析电场强度、 电势、带电粒子的电势能变化规律。 科学探究：培养学生从图像中提取信息、提出解决问题的能力。 科学态度与责任：旨在引导学生认识到物理源于生活又服务于社会，体会 物理学家的思维方法，并养成严谨求实的科学态度。 2 目 录 CONTENTS 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 核心要点突破 目 录 4 要点一　电场中的v-t图像 　根据v-t图像中速度变化情况及图线切线斜率确定电荷所受合力的方向与 合力大小变化，进而确定电场的方向、电场强度的大小、电势高低及电势 能变化。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 〔多选〕如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放 一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A运动到B，其 速度随时间变化的规律如图乙所示，则（　AC　） A. 静电力FA＜FB B. 电场强度EA＝EB C. 电势φA＜φB D. 电势能EpA＜EpB AC 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：在v-t图像中切线的斜率表示加速度，由速度—时间图像看出，切线 的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受静电力增大，则静电力FA ＜FB，故A正确；电子所受静电力增大，电场强度也增大，所以电场强度 EA＜EB，故B错误；电子静止开始沿电场线从A运动到B，静电力做正功， 则静电力的方向从A到B，电子带负电，所以电场强度方向从B到A，根据顺 着电场线电势降低可知，电势φA＜φB，故C正确；由速度—时间图像看 出，电子的速度增大，静电力做正功，电子的电势能减小，则电势能EpA＞ EpB，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　〔多选〕如图甲所示，光滑绝缘水平面 上有一沿水平方向的电场，MN是其中的 一条直线，线上有A、B、C三点，一带电 荷量为＋2×10－3 C、质量为1×10－3 kg的小物块从A点由静止释放（t＝0），沿MN做直线运动，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处的切线斜率最大（图中标出了该切线），C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块电荷量保持不变，则下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点电势差UAB＝－4 V B. 小物块从B点到C点电场力做的功W＝10－2 J C. B点为AC间电场强度最大的点，场强大小E＝1 V/m D. 由A到C的过程中小物块的电势能先减小后增大 √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 小物块从A到B的过程，由动能定理有qUAB＝m，解得UAB ＝4 V，选项A错误；小物块从B点到C点电场力做的功WBC＝m－ m＝10－2 J，选项B正确；在B点的加速度最大，则所受的电场力最 大，由题图乙可知a＝＝ m/s2＝2 m/s2，由Eq＝ma，解得E＝1 V/m， 选项C正确；由A到C的过程中小物块的动能一直增大，电场力一直做正 功，则电势能一直减小，选项D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点二　电场中的φ-x图像 1. 电场强度的大小等于φ-x图像切线的斜率大小，电场强度为零处，φ-x图 像存在极值，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，然后做出判断。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化 关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在静电力作用 下沿x轴正向穿过该电场区域，则该质子（　C　） A. 在－x0～0区间一直做加速运动 B. 在0～x0区间受到的静电力一直减小 C. 在－x0～0区间电势能一直增加 D. 在0～x0区间电势能一直增加 C 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：该图像为电势随坐标x的变化图像，切线斜率代表了电场强度，故在 0～x0区间，电场强度先增大再减小，故静电力也先增大再减小，B错误； －x0～0区间电势一直增加，该质子电势能一直增加，0～x0区间电势一直 减小，该质子电势能也一直减小，C正确，D错误；在－x0～0区间，电势 能增加，该质子仅受静电力作用，动能转化为电势能，动能减小，速度减 小，做减速运动，A错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　〔多选〕（2026·成都锦江嘉祥外国语10月月考）有一静电场，其电势φ 随x坐标的改变而改变，变化的图像如图所示。若将一带负电的粒子（重力 不计）从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的横坐标分别为1 mm、 4 mm，下列说法正确的是（　　） A. 粒子将沿x轴正方向一直向前运动 B. 粒子在P点加速度大于Q点加速度， 方向相反 C. 粒子经过P点与Q点时，动能相等 D. 粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等 √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据顺着电场线方向电势降低可知，0～2 mm内，电场线沿x 轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向做加速运动，在2～6 mm内 电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x轴负方向做减速运动，6 mm处粒子的速度为零，然后粒子向左先做加速运动后做减速运动。即在 0～6 mm间做往复运动，故A错误；φ-x图像的斜率大小等于场强E，则知P 点的场强大于Q点的场强，则粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，加 速度方向相反，故B正确；粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能 相等，由能量守恒知动能相等，故C正确；粒子经过P点与Q点时，速率相 等，但电场力不同，则电场力做功的功率不等，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点三　电场中的Ep-x图像 1. Ep-x图像反映了电势能随位置变化的规律。 2. 图线的切线斜率大小等于静电力大小。 3. 由电势能的变化进一步判断电场强度、动能、加速度等随位移的变 化情况。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 〔多选〕如图甲所示A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点 电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度沿直线运动到B点，其电势能 Ep随位移x的变化关系如图乙所示，则从A到B过程中，下列说法正确的是 （　BD　） BD A. 点电荷的速度先增大后减小 B. 电荷所受电场力先减小后增大 C. 从A到B各点的电势先降低后升高 D. 从A到B各点的电势先升高后降低 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：当只有电场力做功时，动能和电势能之和不变，由电势能Ep随位移x 的变化关系可知，电势先增大后减小，所以动能先减小后增大，点电荷的 速度先减小后增大，正电荷在电势能大的地方，电势高，所以从A到B各点 的电势先升高后降低，故A、C错误，D正确；电势能Ep随位移x的变化关 系图线的切线斜率表示电场力，由图可知，Ep-x图线的切线斜率的绝对值 先减小，后增大，所以电荷所受电场力先减小后增大，故B正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　〔多选〕一带负电的粒子仅在静电力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep 随位移x变化的关系如图所示，其中O～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直 线，则下列说法正确的是（　　） A. x1处电场强度为零 B. 在x1、x2、x3处的电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3 C. 粒子在O～x2段做变速运动，在x2～x3段做匀速直线运动 D. 在x2～x3段该带负电的粒子速度减小 √ √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据电势能与电势的关系Ep＝qφ，电场强度与电势的关系E ＝，可得电场强度E＝·，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零， A正确；电势能与电势的关系Ep＝qφ，粒子带负电，可知电势能越大，粒 子所在处的电势越低，所以有φ1＞φ2＞φ3，B正确；在x2～x3段，图线斜率 为非零定值，表明电场强度为非零定值，因此粒子在x2～x3段做匀变速直 线运动。又由于粒子的动能与电势能之和保持不变，x2～x3段粒子电势能 不断增大，因此动能不断减小，粒子做匀减速直线运动，C错误，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点四　电场中的E-x图像 1. E-x图像反映了电场强度随位置变化的规律； 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（　C　） 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的过程中静电力先增大后减小 D. 由x1运动到x4的过程中静电力先减小后增大 C 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：由图像可知，在0～x1之间，电场强度E是正的，是沿x轴正方向的； 在x1～x4之间，电场强度E是负的，是沿x轴负方向的，故由x2到x4是逆着电 场线的方向，所以x4处的电势要大于x2处的电势，点电荷在两处的电势能 不等，A错误；由x1运动到x3的过程中，是逆着电场线方向的，静电力对负 电荷做正功，所以电势能减小，B错误；由x1运动到x4的过程中，x3处的电 场强度的大小是最大的，故电荷在该点受到的静电力也应该是最大的，根 据F＝qE可知静电力是先增大后减小，C正确，D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　一静电场在x轴上各点的电场强度E随x的变化关系图像如图所示，电场 强度方向与x轴平行，以x轴正方向为电场强度的正方向。一电荷量为－q的 粒子从x＝2x0点由静止释放，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子经过x0和－x0两点时的加速度大小相等， 方向相反 B. 粒子将沿x轴在2x0～－2x0之间往复运动 C. 原点O与x0之间和x0～2x0之间的电势差相等 D. 粒子由x＝2x0运动到x＝－2x0的过程中电势能逐渐减小 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由图像可知，x0和－x0两点的电场强度大小相等，方向相同，受 到的静电力大小相等，方向相同，粒子经过x0和－x0两点时的加速度大小 相等，方向相同，A错误；电场方向均沿x轴正方向，带负电的粒子受力沿 x轴负方向，粒子始终沿x轴负方向加速，B错误；E-x图线与x轴所围的面积 表示电势差，原点O与x0之间的电势差小于x0～2x0之间的电势差，C错误； 粒子由x＝2x0运动到x＝－2x0的过程中，静电力做正功，电势能逐渐减小， D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 教学效果检测 目 录 25 1. 一正电荷在电场中仅受静电力作用，从A点运动到B点，速度随时间变 化的图像如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法 中正确的是（　　） A. A处的电场强度一定小于B处的电场强度 B. A处的电势一定低于B处的电势 C. 电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D. 从A到B的过程中，静电力对电荷做正功 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由图像知A处的加速度大于B处的加速度，A处的电场强度一定 大于B处的电场强度，A错误；根据电荷的电性，能判断电场线的方向，也 就能判断电势的高低，即A处的电势一定低于B处的电势，B正确；由功能 关系及动能和电势能之和守恒知C、D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. （2026·七中高新9月月考）空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情 况如图所示，其中OA＝OB，则（　　） A. 若为E-x图像，则φA＝φB B. 若为E-x图像，则将一电子由A沿x轴移向B，电场力先做 负功再做正功 C. 若为φ-x图像，则EA、EB相同 D. 若为φ-x图像，在A自由释放一质子，其仅在电场力作用下运动到B，加速度先变小后增大 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 若为E-x图像，由图像知，A到B电场强度一直是负值，表明电场 方向一直是沿x轴负方向，沿电场线方向电势逐渐降低，因此A到B电势是 升高的，则φA＜φB，A、B之间电场方向一直是沿x轴负方向，电子受到的 电场力方向指向x轴正方向，所以电场力一直做正功，故A、B错误；若为 φ-x图像，其斜率代表电场强度，则A、B两点电场强度大小相等，但方向 相反，故C错误；若为φ-x图像，A到O电势降低，电场方向指向x轴正方 向，在A点静止释放质子，其所受电场力方向指向x轴正方向，将向x轴正 方向运动，由图像斜率变化可知电场强度先变小，在O点为零，O到B过程 电场强度反向逐渐变大，所以质子的加速度先变小后变大，故D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. （2026·树德中学10月月考）沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场 方向沿x轴，其电势随位置x变化的图像如图所示，一电子从x3点静止释 放，该电子仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A. 0和x1之间电场方向沿x轴负方向 B. x2和x5之间的电场强度大小先增加后减小 C. 该电子运动到x4点时的动能为1 eV D. 该电子可能到达x5点 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　沿电场线方向电势降低，则0和x1之间电场方向沿x轴正方向，故 A错误；φ-x图像上某点切线斜率的绝对值表示电场强度，根据图像，在x4 处，切线斜率为0，即电场强度为0，则x2和x5之间的电场强度大小先减小 到0后增大，故B错误；从x3到x4，根据动能定理有－e（φ3－φ4）＝Ek4－ Ek3，解得Ek4＝1 eV，故C正确；根据图像可知，x5位置的电势为φ5＝0 V， 假设试探电荷能够到达该位置，根据动能定理有－e（φ3－φ5）＝Ek5－ Ek3，解得Ek5＝－1 eV，动能不符合要求，可知假设不成立，即试探电荷 不能够到达x5位置，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 电荷量为q1和q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远 处电势为零，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关 系如图所示。其中，试探电荷在B、D两点处的电势能均为零；在DJ段中H 点处电势能最大，则（　　） A. q1的电荷量小于q2的电荷量 B. G点处电场强度的方向沿x轴正方向 C. 若将一带负电的试探电荷自G点释放，仅在电场力 作用下一定能到达D点 D. 若将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由Ep＝qφ知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同。由题 意知无穷远处的电势为0，由题图知B点的电势为零，由于沿着电场线电势 降低，所以O点的电荷q1带正电，C点电荷q2带负电，由于B点距离O比较远 而距离C比较近，所以q1电荷量大于q2的电荷量，选项A错误；沿着电场线 电势逐渐降低，可知G点的场强沿x轴负方向，选项B错误；带负电的试探 电荷在G点受沿x轴正方向的电场力，故沿x轴正向加速运动，选项C错误； 负电荷从D点到J点的电场力先沿x轴正向后沿x轴负向，故电场力先做正功 后做负功，选项D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 课时作业 目 录 34 1. （2026·成都列五中学高二段考）在某静电场中，电场方向沿x轴方向， 其电势φ随坐标x的分布如图所示（x＜－4 cm及x＞4 cm区域均无电场）， 一质量为2×10－10 kg、电荷量为2×10－11 C的带正电粒子（重力不计）， 以大小为6×103 m/s的初速度从x＝－4 cm处沿x轴正方向进入电场。下列判 断正确的是（　　） A. 该电场中，最大电场强度为120 V/m B. 粒子不可能到达x＝4 cm处 C. 粒子从x＝－4 cm处沿x轴正方向运动的 过程中，在x＝3 cm处的动能最大 D. 粒子从x＝－4 cm处沿x轴正方向运动的过程中，最小的动能为零 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　图像的斜率表示电场强度，根据图示可求得最大电场强度为 1.2×104 V/m，所以A错误；根据题意，粒子开始做匀减速运动，在x＝－ 3 cm处速度最小，设为v，由动能定理qU＝mv2－m，U为初始位置与x ＝－3 cm位置的电势差，解得v＞0；从x＝－3 cm开始，粒子做匀加速运 动，到x＝3 cm时速度达到最大，然后开始做匀减速运动，到x＝4 cm处时 速度与初始位置速度相等。所以，粒子从x＝－4 cm处沿x轴正方向运动的 过程中，在x＝3 cm处的动能最大，在整个运动过程中最小动能不为0，粒 子可以到达x＝4 cm，所以C正确，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. A和B两点在x轴上的坐标值为xA和xB， 一质子仅在静电力作用下沿x轴运动， 该质子的电势能Ep随其坐标x变化的关 系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 该电场可能是孤立点电荷形成的电场 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. 质子在A点的动能大于在B点的动能 D. 质子由A点运动到B点的过程中静电力对其所做的功W＝EpB－EpA √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： Ep-x图像的斜率表示静电力，由图像可知斜率恒定，所以质子在 该电场中受到恒定的静电力，所以该电场为匀强电场，不可能是孤立点电 荷产生的，A错误；在匀强电场中，各点的电场强度相等，所以EA＝EB，B 错误；由静电力做功等于电势能的减少量可得WAB＝EpA－EpB，因为EpA＜ EpB，所以WAB＜0，由动能定理可得WAB＝EkB－EkA＜0，所以EkA＞EkB，C 正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以 球心O为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场 强随x的变化关系如图乙所示。则（　　） A. x2处场强大小为 B. 球内部的电场为匀强电场 C. x1、x2两点处的电势相同 D. 假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处和从R移到x2处电场力做功 相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　计算x2处的电场强度时，可把带电球体等效为位于原点O的 点电荷，则有x2处场强大小为E＝，故A正确；由E-x图像可知，球 内部由O到球表面区间电场强度均匀增大，所以内部电场为非匀强电 场，故B错误；x轴上O点右侧的电场方向始终是向右的，沿着电场的 方向电势逐渐降低，可知＞，故C错误；E-x图像与x轴所围面积 表示电势差，由题图乙可知两处面积不相等，所以x1处与球表面、球 表面与x2处的电势差不同，则将试探电荷沿x轴从x1移到R处和从R移到 x2处电场力做功不相同，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. （2026·成都外国语10月月考）空间存在某静电场，在x轴上各点的场强 E随坐标x的分布规律如图所示，规定x轴的正方向为电场强度E的正方向。 一个带电粒子在x轴上以坐标原点O点为对称中心做往复运动。已知粒子仅 受电场力作用，运动中电势能和动能的总和为A，且坐标原点O处电势为 零。则（　　） A. 该粒子可能带正电 B. 该粒子在坐标原点O两侧分别做匀变速直线运动 C. x＝x0处的电势为－E0x0 D. 若该粒子带电荷量的绝对值为q，则粒子运动区间为 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由图像可知在O点右侧的电场线水平向右，在O点左侧的电场线 水平向左，假设粒子带正电，则粒子在O点右侧向右运动时一直做加速运 动因此不会做往复运动，即粒子不可能带正电，当粒子带负电时向右侧运 动时做减速运动，减速到零反向加速过O点后继续减速运动，做的是往复 运动，因此粒子带负电，故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，因此不做匀变速直线运动，故B错误；E-x图像的面 积为电势差，沿着电场线方向电势降低，因此根据φ0＝0－E0x0得φ0＝－ E0x0，故C正确；粒子的总能量为A，且O点的电势能为零，则O点的动能为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） A，粒子向x轴正向运动到最远距离时速度为零，能量转化为该点的电势能，由能量守恒可知A＝q·x·x，得x＝，即粒子运动区间为[－，]，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 5. 〔多选〕光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上 有A、B、C三点，如图甲所示。一质量m＝1 kg的带正电小物块由A点静止 释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的 v-t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定 （　　） A. 中垂线上B点电场强度最大 B. 两点电荷是负电荷 C. B点是A、C连线的中点 D. UBC＞UAB √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据v-t图像的斜率表示加速度，可知小物块在B点的加速度最 大，所受的电场力最大，所以中垂线上B点电场强度最大，故选项A正确； 小物块从B到C动能增大，电场力做正功，且小物块带正电，可知两点电荷 是正电荷，故选项B错误；中垂线上电场线分布不均匀，不能确定B点是 A、C连线的中点，故选项C错误；小物块从A→B的过程中，根据动能定理 有qUAB＝m－m＝×1×42 J－0＝8 J，小物块从B→C的过程中， 根据动能定理有qUBC＝m－m＝×1×72 J－×1×42 J＝16.5 J， 对比可得UBC＞UAB，故选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 6. 〔多选〕电荷量大小分别为Q和9Q的两个点电荷A、B分别固定于x轴上 两处，且其中一个点电荷固定于x＝0处。在它们形成的电场中，有一个试 探电荷－q沿x轴从＋∞向坐标原点O运动，其电势能Ep随x的变化关系如图 所示，图线最低处对应的x轴坐标为x0。则可以确定的是（　　） A. A带正电且处于x＝0处 B. B带正电且处于x＝－2x0处 C. 在x＝x0处电场强度等于零 D. 在x轴上x＞x0范围内，电场方向向左 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　从图像可知在x＝0处的电势能大于零，故在此处应有一负电 荷，即－Q，A错误；在x＝x0处电势能最小，此处应为平衡位置，且Ep-x图 像的切线斜率表示静电力，即x＝x0处静电力为零，则电场强度等于零，C 正确；根据x＝x0处电场强度等于零，设＋9Q的横坐标为－x，则有 k＝k，解得x＝－2x0，B正确；在x轴上x＞x0的区域，试探电荷 －q沿x轴从＋∞向坐标原点O运动，其电势能Ep随x的减小而减小，可知静 电力做正功，根据负电荷所受静电力方向与电场方向相反，则电场方向向 右，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 7. 真空中固定一电荷量为Q的负点电荷，一电荷量为q、质量为m的试探电 荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经过A、B、C三点，其a-图 像如图所示，图中a为试探电荷的加速度，r代表试探电荷与负点电荷间的 距离，已知aC＝3aA＝1.5aB，则下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷带负电 B. A、B、C三点的电势关系φA＜φB＜φC C. A、B、C三点的电场强度关系EC＝3EA＝1.5EB D. 该图线的斜率代表负点电荷的电荷量与试探电荷质量的比值 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　因为试探电荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经过A、 B、C三点，结合题中图像可知，试探电荷离负点电荷越来越近，而固定点 电荷带负电，说明试探电荷带正电，A错误；沿着电场线方向电势降低， 所以A、B、C三点的电势关系φA＞φB＞φC，B错误；由于aC＝3aA＝1.5aB， 根据F＝qE＝ma，可知A、B、C三点电场强度关系EC＝3EA＝1.5EB，由 ＝ma可知a-图像的斜率k'＝，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 8. （2026·成都四十九中10月月考）等量同种 电荷Q、q固定在x轴上的O、D两点，两电荷 连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示， 则下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间场强方向沿x轴负方向 B. A、C两点间的场强大小沿x轴正方向先减小后增大 C. 将一负点电荷从C点移到A点，电场力先做正功后做负功 D. 将一正点电荷从A点移到C点，电势能先增大后减小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　沿x正方向从A到B的过程，电势降低，A、B两点间场强方向沿x 轴正方向，故A错误；φ-x图线的斜率表示电场强度，由题图可得A、C两点 间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大，故B正确；从C到A电势先降 低后升高，则负点电荷从C点移到A点，电势能先增大后减小，电场力先做 负功后做正功，故C错误；从A到C电势先降低后升高，将一正点电荷从C 点移到A点，电势能先减小后增大，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） 9. 反射式速调管是常用微波器之一，它利用电子团 在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过 程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x 的分布如图所示。一质量m＝2.0×10－20 kg，电荷量 q＝2.0×10－9 C的带负电的粒子从（－1，0）点由静止开始，仅在静电力作用下在x轴上往返运动。则 （1）x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比是多少？ 答案： 　 解析： 根据U＝Ed可知，左侧电场强度E1＝ V/m＝2.0×103 V/m，右侧电场强度E2＝ V/m＝4.0×103 V/m，所以＝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）粒子在0～0.5 cm区间运动过程中的电势能是 增加还是减少？ 答案： 增加　 解析：粒子带负电，故该粒子在0～0.5 cm区间运动过程中的电势 能增加。 （3）该粒子运动过程中电势能变化量的最大值是多少？ 答案： 4.0×10－8 J　 解析：该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为ΔEp＝ΔUq＝20×2.0×10－9 J＝4.0×10－8 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） （4）该粒子运动的周期T是多少？ 答案：3×10－8 s 解析：粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有qE1x＝Ekm，其中x ＝1.0×10－2 m，联立解得Ekm＝4.0×10－8 J，设粒子在原点左右两侧运动 的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有vm＝a1t1＝ t1，同理可知vm＝a2t2＝t2、Ekm＝m，而周期T＝2（t1＋t2），联 立解得T＝3.0×10－8 s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第三册（JK） $