《新高考物理一轮复习刷题练习第50讲 电场中的图像（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理一轮复习刷题练习第50讲 电场中的图像（含解析）（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第50讲 电场中的图像1（安徽）一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示，下列图象中合理的是（）A电场强度与位移关系B粒子动能与位移关系C粒子速度与位移关系D粒子加速度与位移关系【解答】解：粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：F|，即Epx图象上某点的切线的斜率表示电场力；A、Epx图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据E，故电场强度也逐渐减小；故A错误；B、根据动能定理，有：FxEk，故Ekx图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小
2、，与B图矛盾，故B错误；C、题图vx图象是直线，相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾，故C错误；D、粒子做加速度减小的加速运动，故D正确；故选：D。（多选）2（江苏）空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有（）AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【解答】解：在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B
3、点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看作匀强电场有，可见EBxECx，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。故选：AD。一.必备回顾1.几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表（下面均以无穷远处为零电势点）孤立的正点电荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。E离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。等势面以场源电荷为球
4、心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。孤立的负点电荷电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。E离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。等量同种负点电荷电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。每点电势为负值。连线上E以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。由连线的一端到另一端先升高再降低，中
5、点电势最高不为零。中垂线上E以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。电势每点电势为正值。连线上E以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。中垂线上E以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷
6、远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。等量异种点电荷E大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。连线E以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。中垂线上E以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。中垂面是一个等势面，电势为零2.常见场强分布图3.常见电势分布
7、图4. 常见电场电场、电势图像正电荷电势负电荷电势EY5.图像的物理意义及应用（1）vt图像：根据电荷在电场中运动的vt图像的速度变化、斜率变化(即加速度变化)，确定电荷所受静电力的方向与静电力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化。（2）x图像：电场强度的大小等于x图线的斜率的绝对值，电场强度为零处x图线存在极值，其切线的斜率为零在x图象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在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断在x图象中可以判断电场类型，如下图所示，如果图线是曲线，则表示电场强度的
8、大小是变化的，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，则表示电场强度的大小是不变的，电场为匀强电场图8在x图象中可知电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向（3）Ex图像：Ex图象反映了电场强度随位移变化的规律，E0表示电场强度沿x轴正方向；E0表示电场强度沿x轴负方向在给定了电场的Ex图象后，可以由图线确定电场强度、电势的变化情况，Ex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，“面积”的正负表示始末两点电势的高低。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、电势能变化等情况在
9、这类题目中，还可以由Ex图象画出对应的电场，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（4）Epx图像：由Epx图像可以判断某一位置电势能的大小，进而确定电势能的变化情况，根据电势能的变化可以判断静电力做功情况，结合带电粒子的运动可以确定静电力的方向。Epx图像的斜率kF静电，即图像的斜率绝对值和正负分别表示静电力的大小和方向。二.典型例题：题型1vt图象（多选）例1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。一带电量为+2103C、质量为1103kg的小物块从A点静止释放，沿MN做直线运动，其运动的vt图象如图乙所示，其
10、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量保持不变，则下列说法中正确的是（）AAB两点电势差UAB4VBB点为AC间电场强度最大的点，场强大小E2V/mC由A到C的过程中小物块的电势能先减小后变大D小物块从B点到C点电场力做的功W102J【解答】解：A、物块在A到B过程电场力做功为WAB，根据动能定理得：WABqUABm1103（420）J8103J，得：UABV4V，故A正确；B、据vt图的斜率等于加速度，可得物块在B点的加速度最大为am/s22m/s2，所受的电场力最大为 Fma11032N2103N，则电场强度的最大值为 E1N/C，故B错误
11、；C、由vt图可知由A到C的过程中小物块的动能一直增大，则电势能一直减小，故C错误；D、物块从B点到C点电场力做的功Wm103（6242）J102J，故D正确。故选：AD。题型2x图象例2两电荷量分别为q1和q2的点电荷分别固定在x轴上的A、B两点，两点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xAPxPB，则（）Aq1和q2都是正电荷Bq1的电荷量大于q2的电荷量C一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小D在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大【解答】解：A、由 A到P的电势升高，从P到B电势降低，因为沿电场线电
12、势降低，所以电场线方向由P到A，再从P到B，则q1和q2是同种电荷，且一定是负电荷，故A错误。B、x图线切线斜率大小等于电场强度大小，在P点切线斜率为零，则P点的电场强度大小为零，说明q1和q2两点电荷在P点产生的场强大小相等，方向相反，由公式Ek，因为 xAPxPB，故q1的电荷量小于q2的电荷量，故B错误。C、图线切线斜率为场强的大小，从P点到B点斜率越来越大，故场强越来越大，电场力越来越大，故加速度越来越大，故C错误。D、负电荷从P点左侧移到右侧，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，故D正确。故选：D。题型3Ex图象（多选）例3空间内有一沿x轴分布的电场，其电场强度E随x变化的
13、图象如图所示。x1、x1、x2、x3是x轴上的四个点，图象关于坐标原点O中心对称，规定沿x轴的正方向为场强E的正方向，下列说法中正确的是（）Ax1处的电势与x1的电势相等B将一负电荷由x1移到x2，电势能先增大后减小C将一负电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，则运动到O点时电势能最小D将一正电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，则先做加速再做减速运动【解答】解：A、根据题意，电场关于x轴对称分布作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O电势最高，从图线看出，电场强度关于原点O对称，则x轴上关于O点对称位置的电势相等。则x1处的电势与x1处的电势相等，故A正确；B、由A选项分析，若将负电
14、荷由x1移到x2，即负电荷从低电势到高电势，再到低电势，那么其电势能先减小，后增大，故B错误；C、由B选项分析，可知，将一负电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，其电势能先减小后增大，运动到O点时电势能最小，原因是负电荷没过O点时，电场力做正功，当负电荷越过O点后，电场力做负功，故C正确；D、当过O点后，电场线方向与x轴同向，当将一正电荷由x1处由静止释放，若只受电场力作用，负电荷受到的电场力与速度同向，则其一直做加速运动，故D错误；故选：AC。题型4Epx图象例4将两个点电荷A、B分别固定在水平面上x轴的两个不同位置上，将一正试探电荷在水平面内由A点的附近沿x轴的正方向移动到B点附近的过程中，该试探电荷的电势能随位置变化的图象如图所示，已知xACxCB，图中的水平虚线在C点与图线相切，两固定点电荷的电荷量分别用qA、qB表示。则下列分析正确的是（）A两固定点电荷都带负电，且qAqBBC点的电场强度最小但不等于零C如果将试探电荷改为负电荷，则该电荷在C点的电势能最大DA、B两点间沿x轴方向的电场强度始终向右【解答】解：B、由图可知：C点处电势能斜率为零，故电势变
