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电场中的φ-x图像问题是一种难度较大的问题,图像形状丰富多变。实际上这类图像有很多是典型电场φ-x图线的变形或者延伸。因此本专题将为大家介绍三种典型电场中的φ-x图像,来帮助大家举一反三。
一.经典例题
1. 两个点电荷位于x轴上,在它们形成的电场中,若取无限远处的电势为零,则在x轴正方向上各点的电势如图中曲线所示.由图线提供的信息可知不正确的是( )
A.x=x1处电场强度为零
B.x=x2处电场强度为零
C.带负电荷的电量较大
D.两个点电荷都不可能位于x轴正方向上
2. 空间有一平行于x轴方向的静电场,如图所示为x轴上各点的电势φ随x的变化图象.一带电量为﹣q的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴在区间[﹣x0,x0]内做周期性运动.若图中φ0、d和x0为已知量,则x=x0处的电势大小为 ;粒子运动过程中的最大动能为 ____ .
总结
(1) 匀强电场的φ-x图像
-x图像为倾斜直线,如下图:
需要注意的是该图像斜率的大小就等于场强的大小
(2) 孤立点电荷
根据点电荷电势公式很容易画出:
1. 正点电荷
2. 负点电荷
(3) 等量同种点电荷
以正点电荷为例
中垂线上:
两电荷连线上:
(4) 等量异种点电荷
以左正右负为例
中垂线上:
两电荷连线上:
二.相关练习题
1. 如图,在X轴上的0、M两点同定着两个电荷量分别为q1和q2的点电荷,两电荷连线上各点电势Φ随X的变化关系如图所示,其中A、B两点的电势均为零,BD段中的C点离X轴最远,则( )
A.Q1为负电荷、q2为正电荷
B.BD段中C点场强最大且沿X轴正方向
C.A点场强小于C点场强
D.将一负点电荷从B点移到D点,电场力先做正功后做负功
2. 在如图所示的电场中,一点电荷+q沿电场线方向运动,其电势能随位移变化的关系最接近于下图中的( )
A.
B.
C.
D.
3.(2011上海高考真题)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置x变化规律的是图( )
A.
B.
C.
D.
4. (2011北京高考真题)静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为﹣q,其动能与