电场中的图像问题 专项训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

作业大赛模板（通用版） 一、作品基础信息 项目 高中物理必修三电场中的图像问题 作品名称 【电场图像】 学段学科 【高中】【物理】 适用年级 【高一年级】 教材版本 【人教版】 对应内容 【必修三第十章】 作业类型 【课后作业】 完成时长 总时长60分钟 设计者 【胡春月】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应的学科核心素养是物理观念，需达成学业水平质量1学业质量标准 · 教材地位：本单元/课时承载的核心概念、方法、价值观是什么 核心概念：电场强度、电势能、电势 方法：高中物理图像求斜率和图像与坐标轴围成的面积进行处理、比值定义法 价值观：理解电场中各物理量的关系 · 教学重难点：场势关系、功能关系、图像处理 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学过功能关系、电场中的相关物理量 现有困惑 容易混淆电势、电场强度、电场相关知识很抽象 3. 设计意图（一段话讲清即可） 掌握电场中的所有相关图像问题 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 辨别E-x、φ-x、Ep-x电场图像，分清图像斜率、面积、截距的物理含义 物理观念 正确率、概念复述 能力运用 B 运用图像法、微元法、功能关系方法/策略解决电场图像综合分析问题 科学思维 过程记录、方法选用 思维发展 C 比较、概括、推理、评价、创新不同电场图像的分析思路，区分场强、电势、电势能变化规律 科学思维 论证思路、创意思维体现 情感态度 D 认同/体验物理文化/价值，形成严谨分析图像、规范推导意识或习惯 科学态度与责任 反思语、作品倾向 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 1 选择题 根据Ep-x图像判断电势高低、电场强度、正功负功 A 2 选择题 根据Ep-x图像判断电场线方向、加速度、动能变化 A 3 选择题 根据Ep-x图像判断电场线方向进而确定电场分布 B 4 选择题 根据-x图像判断加速度大小、动能变化 C 5 选择题 根据-x图像判断电场强度方向、电势能变化 B 6 选择题 根据-x图像判断正功负功、电场分布 A 7 选择题 根据E-x图像判断电场分布、电势高低、电场方向 C 8 选择题 根据E-x图像判断正负功、电势差 A 9 选择题 根据E-x图像判断电场分布、加速度大小 C 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 1．沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，一电荷量为e、带负电的试探电荷在水平外力作用下沿x轴正方向做匀速直线运动，其电势能Ep随位置x变化的图像如图所示。则该电荷（　　） A．在x1处电势比x2处低 B．在x1~x3过程中电场力一直做正功 C．在x0处水平外力向右 D．在x2处电场强度比x3处大 2. 空间中存在沿x轴方向的静电场，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处，电子仅受电场力，电子的电势能变化如图所示，已知电子在x1处电势能最大，则（        ） A．在x3处电场方向发生变化 B．在x1~x2过程，电势逐渐降低 C．在x3处电子的加速度方向发生变化 D．在O~x4过程，电子的动能先减小后增大 3. 两个点电荷分别固定于轴上，电量大小分别为和。在它们形成的电场中，有一个试探电荷沿轴从向坐标原点运动，其电势能随变化的关系如图中曲线所示。当时电势能；当时，电势能。根据图像提供的信息，下列说法错误的是（        ） A．在处电场强度为零 B．在轴上的点电场方向向右 C．可以判断出两个点电荷的电性 D．可以判断出两个点电荷在轴上的位置 4. 如图甲所示，一条电场线与轴重合，取O点电势为零，方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（　　）。 A．电子将沿轴负方向运动 B．电子的电势能将增大 C．电子运动的加速度逐渐增大 D．电子运动的加速度先减小后增大 5．两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势随坐标x变化的关系图象如图所示，其中P点电势最高，且，则（　　） A．和都是负电荷 B．的电荷量大于的电荷量 C．在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先增大后减小 D．一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变大 6. 电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，x轴上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法中正确的是（        ） A．q1为正电荷，q2为负电荷 B．q1的电量大于q2的电量 C．ND间场强方向向x轴正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 7. 空间中存在沿x轴方向的电场，x轴上各点的电场强度（以+x方向为正）随x的变化情况如图所示。下列中正确的是（　　）     A．、两处的电势相同 B．电子在处的电势能小于在处的电势能 C．处与处两点之间的电势差为 D．电子沿x轴从处运动到处，电场力一直做负功 8. 真空中两个点电荷、分别固定在x轴上、处，规定x轴正方向为电场强度正方向，x轴上与之间各点的电场强度E随位置x变化的图像如图所示。下列说法错误的是（　　） A．带负电荷，带正电荷 B．、的电荷量大小之比为 C．电子从移到，电势能增加 D．电子在O点静止释放先向x轴正方向运动，最终做往复运动 9. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，原点O到间的图线为直线，x轴正方向为电场强度正方向，一个电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则（　　） A．该粒子带正电 B．粒子在处的电势能小于处的电势能 C．粒子在处的动能为 D．O点到之间电势差大于到之间电势差 7、 答案与解析 1、 【A】 【详解】 A．试探电荷带负电，则。由电势定义可知，电势能​越大，负电荷对应的电势越低。从图中可见处电势能大于处，因此处电势比处低，故A正确； B．在过程中，试探电荷的电势能先减小后增大，根据，可知电场力先做正功、后做负功，故B错误； C．在处，图像切线斜率为负，由​可知，即电场力沿轴正方向。试探电荷做匀速运动，外力与电场力平衡，因此水平外力方向沿轴负方向，即外力水平向左，故C错误； D．图像切线斜率的绝对值对应电场力的大小，结合，斜率绝对值越大电场强度越大。由图可知处斜率绝对值小于处，因此处电场强度比处小，故D错误。 故选A。 2、 【D】 【详解】 A．图像的斜率的绝对值表示电场力大小，在处图像的斜率不为零，电子所受电场力不为零，电场强度不为零，电场方向没有发生变化；已知电子在处电势能最大，该处图像的斜率为零，电场力为零，电场方向可能发生变化，故A错误； B．由图像可知，在过程，减小，所以电场力做正功，电子所受电场力方向向右，电子带负电，电场线方向向左，沿电场线方向电势逐渐降低，因此从到电势逐渐升高，故B错误； C．在处电子的电势能为零，但该处图像的斜率不为零，所受电场力不为零，且斜率符号未变，电场力方向不变，加速度方向不变，故C错误； D．在过程，电势能先增大后减小，由于只有电场力做功，动能和电势能之和不变，电子的动能先减小后增大，故D正确。 故选D。 3、 【B】 【详解】 A．由可知，图像与图像相似。根据如图所示的图像，处切线的斜率，即场强为零，A正确； B．范围内顺着轴方向，电势升高，故电场方向向左，B错误； C．当时，，所以处固定着一个正电荷，如果在处还固定着一个正电荷或负电荷，则当趋向该电荷时，或，因此只能在处固定另一电荷；根据处场强的矢量和为零，原点处的正电荷离近，电量小，所以它带，另一个电荷带，C正确； D．由处电场强度为零可得 得 故－4Q电荷所处的坐标，D正确。 本题选择错误的选项，故选B。 4、 【D】 【详解】 A．由图看出，电势逐渐升高，则电场线方向沿Ox负方向，电子所受的电场力沿Ox正方向，则电子将沿Ox正方向运动。故A不符合题意； B．由静止释放后，电场力对电子做正功，电子的电势能将减小，故B错误； CD．φ-x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，则电子所受的电场力先减小后增大，电子运动的加速度先减小后增大，故C错误，D正确。 故选D。 5、 【AD】 【详解】 A．由图知，越靠近两电荷，电势越低，则和都是负电荷，故A正确； B．图象的斜率表示电场强度，则P点场强为零，据场强的叠加知两电荷在P处产生的场强等值反向，即 由可知，的电荷量小于的电荷量，故B错误； C．由图可知，在A、B之间沿x轴从P点左侧到右侧，电势先增加后减小，则负点电荷的电势能先减小后增大，故C错误； D．图象的斜率表示电场强度，则沿x轴从P点运动到B点场强逐渐增大。由可知，电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐增大，故D正确。 故选AD。 6、 【ABD】 【详解】 A．沿电场线方向电势降低，离正电荷越远电势越低，离负电荷越远电势越高，由图像可知q1为正电荷，q2为负电荷，故A正确； B．图像的斜率表示电场强度，由C点电势最高，可知C点电场强度为零，则 由，可得，所以q1的电量大于q2的电量，故B正确； C．沿电场方向，电势降低，从N到C电势升高，故NC间场强方向沿x轴负方向，C到D电势降低，故CD间场强方向沿x轴正方向，故C错误； D．从N点移到D点，电势先升高后降低，由Ep＝qφ可知，负点电荷从N点移到D点，其电势能先减小后增大，故电场力先做正功后做负功，故D正确。 故选ABD。 7、 【BD】 【详解】 A．沿电场方向电势降低，因为电场方向指向x轴正方向，故x轴相当于一条电场线，故 A错误； BD．电子受到的电场力方向和电场方向相反，故从到电场力做负功，电势能增大，电子在处的电势能小于在处的电势能，BD正确； C．因为从0到处的电场强度是均匀增大的，所以从0到处的电场强度平均值为，根据公式可得从0到处的电势差为 C错误。 故选BD。 8、 【ABD】 【详解】 A．在附近，电场强度趋近于正无穷大，说明从原点靠近时电场指向x正方向，因此​带负电；在处电场强度为0 ，说明、带同种电荷，因此带负电，故A错误； B．由图可知处电场强度为0，说明两个点电荷在该点的场强大小相等、方向相反：​到的距离为，到的距离为 根据点电荷场强公式可得 整理得，故B错误； C．电子从移到的过程中，由图可知电场强度E为正（沿x正方向），电子带负电，因此电子受到的电场力沿x负方向，与位移方向相反，电场力做负功，电子电势能增加，故C正确； D．在处电场强度沿x正方向，电子带负电，受力沿x负方向，因此将电子在O点静止释放后，电子会先向x轴负方向运动，故D错误。 本题要求选择错误选项，故选ABD。 9、 【AC】 【详解】 A．粒子在点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，故粒子先做加速运动后做减速运动；由图像可知，场强方向先沿轴正方向，后沿轴负方向，可知，受力方向与电场强度方向相同，粒子带正电，故A正确； B．粒子从到的过程中，电场力一直做正功，电势能减少，所以粒子在处的电势能大于处的电势能，故B错误； C．从点到处，图线与坐标轴所围的面积表示点到处的电势差；从点到处由动能定理得 故粒子在处的动能为，故C正确； D．设点到之间电势差为，到之间电势差为，由动能定理得 解得 故点到之间电势差等于到之间电势差，故D错误。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $