资源简介 电场中的图象【原卷】1.在x轴上关于O点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷。关于在两电荷连线上场强和电势的分布,下列说法正确的是(规定x轴正方向为电场强度的正方向、无穷远的电势为零)()A.甲图为两个等量正点电荷的E?x图象B.乙图为两个等量负点电荷的φ?x图象C.丙图为两个等量异种点电荷的E?x图象D.丁图为两个等量正点电荷的φ?x图象2.如图10所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们是一个四边形的四个顶点,ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,电场方向与四边形所在平面平行.已知a点电势为24V,b点电势为28V,d点电势为12V.一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0,方向与bc成45°,一段时间后经过c点,则下列说法正确的是( )A.c点电势为20VB.质子从b运动到c所用的时间为C.场强的方向由a指向cD.质子从b运动到c电场力做功为8eV3.(多选)如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,△ABC是圆的内接直角三角形,∠BAC=63.5°,O为圆心,半径R=5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达B点的粒子动能为12eV,到达C点的粒子电势能为-4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用,sin53°=0.8。下列说法正确的是()A.圆周上A、C两点的电势差为16VB.圆周上B、C两点的电势差为-4VC.匀强电场的场强大小为100V/mD.当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有6eV的电势能,且同时具有6eV的动能4.如图所示,菱形的顶角、边长为,有一匀强电场与菱形所在平面平行,将的试探电荷从点移到点,再从点移到点,电场力做的功均为。若点的电势为,则下列说法正确的是( )A.电荷在点电势能为,点电势为B.电荷在点电势能为,点电势为C.电荷在点电势能为,点电势为D.匀强电场的大小为,方向平行向右5.如图所示,菱形处于一匀强电场中,已知点的电势为,点的电势为,对角线的交点的电势为,则、两点的电势差为( )A.B.C.D.6.如图所示,一圆心为O、半径为R的圆中有两条互相垂直的直径AC和BD,电荷量分别为+Q、-Q的点电荷放在圆周上,它们的位置关系关于AC对称,+Q与O点的连线和OC间夹角为60°。两个点电荷的连线与AC的交点为P,取无穷远电势为零,则下列说法正确的是( )A.P点的场强为0,电势也为0B.A点电势低于C点电势C.点电荷+q沿直线从A到C的过程中电势能先减小后增大D.点电荷-q在B点具有的电势能小于在D点具有的电势能7.A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平行。已知A点的电势为2V,B点的电势为4V,D点的电势为-4V,如图。由此可知C点的电势为( )A.4VB.-4VC.-2VD.2V8.如图所示,空间有一等边三角形OAB,C为AB的中点,E为OA的中点,F为AE的中点,在顶点O处固定一负的点电荷,下列说法正确的是A.E、A两点的电场强度大小之比为2:1B.F点的电势比C点电势低C.将一正的试探电荷从A点沿直线移到B点,其电势能先增大后减小D.若A点电势为φ1,E点电势为φ2,则F点的电势为9.(多选)a、b是位于x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远电势为零),M、N、P为x轴上的三点,P点对应图线的最低点,a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发,仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点,则下列说法正确是()A.P点处的电场强度为0B.a和b一定是带电荷量相等的同种电荷C.质子在运动过程中速率先增大后减小D.质子在运动过程中加速度先增大后减小10.(多选)某电场沿x轴上各点的电场强度大小变化如下图所示:场强方向与x轴平行,规定沿x轴正方向为正,一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动,到达xl位置时速度第一次为零,到达x2位置时速度第二次为零,不计粒子的重力.下列说法正确的是( )A.点电荷从xl运动到x2的过程中,速度先保持不变,然后均匀增大再均匀减小B.点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中,加速度先均匀增大再均匀减小C.电势差Uoxl<Uox2D.在整个运动过程中,点电荷在xl、x2位置的电势能最大11.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点,其速度—时间图象如图所示.分析图象后,下列说法正确的是()A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零B.A处的电场强度大于C处的电场强度C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差12.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变化关系如图乙所示,则( )A.x1处场强大小为B.x2处场强大小为C.球内为匀强电场D.E-x图线与x轴所围的面积表示电势差13.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.O点的电势最低B.x1和x3两点的电势相等C.x2的电势最高D.x2和-x2两点的电势相等14.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随X变化的图象如图所示.下列说法正确的是(??)A.O点的电势最高B.X2点的电势最高C.X1和﹣X1两点的电势相等?D.X1和X3两点的电势相等15.(2020·广东高三期末)真空中有一半径为r0的带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示。图中x1、x2、x3分别表示该直线上A、B、C三点到球心的距离,根据φ-x图象,下列说法正确的是( )A.B点的电场强度小于C点的电场强度B.该金属球带正电C.A点的电场强度方向由A指向BD.电荷量为q的正电荷从B移到C的过程中,电场力做功W=q(φ2-φ3)16.位于某电场中的?x?轴上的电势φ随位置x?变化的图象如图所示,x=x1和?x=-x1处,图象切线的斜率绝对值相等且最大,则在x?轴上( )A.和?两处,电场强度相同B.和?两处,电场强度最小C.?处电场强度大小为零D.正电荷从?运动到?过程中,电势能逐渐减小17.一静电场的电势与位移的变化关系如图甲所示,则电场强度与位移关系,下列图象可能正确的是( )A.B.C.D.18.一带正电的粒子仅在电场力作用下从点经运动到点,其图象如图所示。分析图象后,下列说法正确的是( )A.处的电场强度一定小于处的电场强度B.粒子在处的电势能一定大于在处的电势能C.间各点电场强度和电势都为零D.两点间的电势差等于两点间的电势差电场中的图象1.在x轴上关于O点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷。关于在两电荷连线上场强和电势的分布,下列说法正确的是(规定x轴正方向为电场强度的正方向、无穷远的电势为零)()A.甲图为两个等量正点电荷的E?x图象B.乙图为两个等量负点电荷的φ?x图象C.丙图为两个等量异种点电荷的E?x图象D.丁图为两个等量正点电荷的φ?x图象【答案】A【解析】甲图中,根据场强的叠加,知两个等量负点电荷的中点场强为零,两侧场强方向是相反的,不可能相同,故A正确;两个等量负点电荷的周围的电势为负值,则φ?x图象应该位于横轴下方,选项B错误;丙图中,根据场强的叠加,知两个等量负正点电荷的中点场强不为零,两侧场强方向是相同,故C错误;两个等量正点电荷周围的电势均为正值,则φ?x图象应该位移x轴上方,选项D错误;故选A.2.如图10所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们是一个四边形的四个顶点,ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,电场方向与四边形所在平面平行.已知a点电势为24V,b点电势为28V,d点电势为12V.一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0,方向与bc成45°,一段时间后经过c点,则下列说法正确的是( )A.c点电势为20VB.质子从b运动到c所用的时间为C.场强的方向由a指向cD.质子从b运动到c电场力做功为8eV【答案】ABD【解析】三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,如图所示,bM=bN=bd,已知a点电势为24V,b点电势为28V,d点电势为12V,且ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,因此根据几何关系,可得M点的电势为24V,与a点电势相等,从而连接aM,即为等势面;三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线中点N的电势与c相等,为20V,A项正确;质子从b→c做类平抛运动,沿初速度方向分位移为l,此方向做匀速直线运动,则t=,B项正确;Nc为等势线,其垂线bd为场强方向,b→d,C项错误;电势差Ubc=8V,则质子从b→c电场力做功为8eV,D项正确.3.(多选)如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,△ABC是圆的内接直角三角形,∠BAC=63.5°,O为圆心,半径R=5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达B点的粒子动能为12eV,到达C点的粒子电势能为-4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用,sin53°=0.8。下列说法正确的是()A.圆周上A、C两点的电势差为16VB.圆周上B、C两点的电势差为-4VC.匀强电场的场强大小为100V/mD.当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有6eV的电势能,且同时具有6eV的动能【答案】BCD【解析】 C点的电势:φC===-4V则UOC=φO-φC=0-(-4V)=4V根据匀强电场的特点可知:UAO=UOC=4V则:φA=O+UAC=4V粒子在A点的动能是8eV,在B点的动能是12eV,根据动能定理得:WAB=EKB-EKA=12eV-8eV=4eV所以:UAB===4V,选项A错误;φB=φA-UAB=4V-4V=0V,则UBC=φB-φC=0-(-4V)=4V,故B正确;由于B点的电势等于O点的电势等于0,所以O与B是等势点,连接OB,则OB为匀强电场的等势面,过A点做OB的垂线交OB与D点,则AD的方向就是该电场的场强方向,如图:O点是圆心,由几何关系可知:∠ABO=∠BAC=63.5°所以:∠AOB=180°-∠ABO-∠BAC=180°-63.5°-63.5°=53°所以:=Rsin53°=0.05×0.8m=0.04m由于OBD是等势面,所以:E==V/m=100V/m,故C正确。A点的电势为4V,所以粒子在A点的电势能:EpA=e·φA=4eV,粒子的总能量:E=EkA+EpA=8eV+4eV=12eV,所以当某个粒子经过圆周上某一位置时,若具有6eV的电势能,则同时具有6eV的动能,故D正确;故选BCD。4.如图所示,菱形的顶角、边长为,有一匀强电场与菱形所在平面平行,将的试探电荷从点移到点,再从点移到点,电场力做的功均为。若点的电势为,则下列说法正确的是( )A.电荷在点电势能为,点电势为B.电荷在点电势能为,点电势为C.电荷在点电势能为,点电势为D.匀强电场的大小为,方向平行向右【答案】B【解析】根据公式WAB=q(φA-φB)以及WBC=q(φB-φC)可以计算得出φA-φB=-200V,φB-φC=-200V已知φA=0V,故可以计算出φB=200V,φC=400VA.q在B点的电势能为故A错误;B.q在C点的电势能为故B正确;C.根据电场线与等势面之间的关系可知B、D电势相等,即满足所以电荷在D点具有的电势能和在B点具有的电势能一样,故C错误;D.因为AB与BC之间的电势差相等,所以他们跟电场线方向的距离也相等,所以电场线方向为平行AC向左,其场强大小为故D错误。故选B。5.如图所示,菱形处于一匀强电场中,已知点的电势为,点的电势为,对角线的交点的电势为,则、两点的电势差为( )A.B.C.D.【答案】C【解析】由于AD和BC是匀强电场中两平行的等长度的线段,则故选C。6.如图所示,一圆心为O、半径为R的圆中有两条互相垂直的直径AC和BD,电荷量分别为+Q、-Q的点电荷放在圆周上,它们的位置关系关于AC对称,+Q与O点的连线和OC间夹角为60°。两个点电荷的连线与AC的交点为P,取无穷远电势为零,则下列说法正确的是( )A.P点的场强为0,电势也为0B.A点电势低于C点电势C.点电荷+q沿直线从A到C的过程中电势能先减小后增大D.点电荷-q在B点具有的电势能小于在D点具有的电势能【答案】D【解析】A.+Q在P点产生的场强方向向右,-Q在P点产生的场强方向也向右,根据叠加原理可知P点的场强不为0,故A错误;B.AC连线是等量异种点电荷电场中一条等势线,故AC两点的电势相等,故B错误;C.AC连线是等量异种点电荷电场中一条等势线,点电荷+q从A到C的过程中电势能不变。故C错误;D.根据顺着电场线方向电势降低,结合电场线的分布情况可知,B点的电势高于D点电势,由电势能公式分析可知,点电荷-q在B点的电势能小于在D点具有的电势能。故D正确。故选D。7.A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平行。已知A点的电势为2V,B点的电势为4V,D点的电势为-4V,如图。由此可知C点的电势为( )A.4VB.-4VC.-2VD.2V【答案】C【解析】由于在匀强电场的同一条直线上,由U=Ed知在相等距离上的两点之间的电势差相等,即UBA=UCD即可得故选C。8.如图所示,空间有一等边三角形OAB,C为AB的中点,E为OA的中点,F为AE的中点,在顶点O处固定一负的点电荷,下列说法正确的是A.E、A两点的电场强度大小之比为2:1B.F点的电势比C点电势低C.将一正的试探电荷从A点沿直线移到B点,其电势能先增大后减小D.若A点电势为φ1,E点电势为φ2,则F点的电势为【答案】B【解析】A.根据点电荷的场强公式可知,由于所以E、A两点的电场强度大小之比为4:1,故A错误;B.由于F点比C点离负电荷更近所以F点电势更低,故B正确;C.从A点沿直线移到B点,电势先降低后升高,所以正电荷的电势能先减小后增大,故C错误;D.由于点电荷的电场为非匀强电场,则所以若A点电势为φ1,E点电势为φ2,则F点的电势不等于,故D错误。故选B。9.(多选)a、b是位于x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远电势为零),M、N、P为x轴上的三点,P点对应图线的最低点,a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发,仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点,则下列说法正确是()A.P点处的电场强度为0B.a和b一定是带电荷量相等的同种电荷C.质子在运动过程中速率先增大后减小D.质子在运动过程中加速度先增大后减小【答案】AC【解析】在φ-x图象中,斜率代表电场强度的大小,故在P点电场强度为零,A项正确;两电荷在P点的合电场强度为零,P点距离a较远,根据点电荷的电场强度公式知,电荷量Q1大于电荷量Q2,B项错误;P点的左侧电场方向向右,P点的右侧电场方向向左,知质子所受的电场力先向右后向左,电场力先做正功再做负功,故速率先增大后减小,C项正确;由图象可知,切线斜率表示电场强度的大小,斜率从左向右先减小后增大,故电场强度先减小后增大,则加速度先减小后增大,D项错误。10.(多选)某电场沿x轴上各点的电场强度大小变化如下图所示:场强方向与x轴平行,规定沿x轴正方向为正,一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动,到达xl位置时速度第一次为零,到达x2位置时速度第二次为零,不计粒子的重力.下列说法正确的是( )A.点电荷从xl运动到x2的过程中,速度先保持不变,然后均匀增大再均匀减小B.点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中,加速度先均匀增大再均匀减小C.电势差Uoxl<Uox2D.在整个运动过程中,点电荷在xl、x2位置的电势能最大【答案】BD【解析】点电荷从xl运动到x2的过程中,将运动阶段分成两段;点电荷从xl运动到O的过程中,初速度为0,根据牛顿第二定律:,电场强度E不变,所以加速度a不变,做匀加速运动.点电荷从O运动到x2的过程中,根据牛顿第二定律:,电场强度E先增大后减小,所以加速度a先增大再减小,速度不是均匀变化.故A错误.点电荷从O运动到x2的过程中,根据牛顿第二定律:,电场强度E先均匀增大后均匀减小,所以加速度a先均匀增大再均匀减小.故B正确.点电荷从O运动到xl的过程中,根据动能定理:点电荷从O运动到x2的过程中,根据动能定理:,以:电势差Uox1=Uox2,C错误.点电荷从O运动到xl的过程中,电场力做负功,电势能增大,点电荷在xl位置的电势能最大;点电荷从O运动到x2的过程中,电场力做负功,电势能增大,点电荷在x2位置的电势能最大.故D正确.故选BD.11.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点,其速度—时间图象如图所示.分析图象后,下列说法正确的是()A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零B.A处的电场强度大于C处的电场强度C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差【答案】BC【解析】试题分析:由B到D的过程中,速度越来越大,说明是电场力做正功,电势能转化为动能,由功能关系可知,此过程中电势能减少,正电荷在B点是电势能大于在D时的电势能,所以B、D两点的电势不可能都为零.故A错误.由运动的速度--时间图象可看出,带正电的粒子的加速度在A点时较大,根据牛顿第二定律得知在A点的电场力大,故A点的电场强度一定大于C点的电场强度,故B正确;由图可知.粒子在A点的速度大,所以在A点的动能大;只有电场力做功,粒子的动能与电势能的总量不变,所以粒子在A点的电势能小于C点的电势能,故C错误;A、D两点的速度相等,故粒子的动能相同,因此从A到B和从B到D电场力做功的绝对值相同,BD两点间的电势差等于AB两点间的电势差;A、C之间的动能的差小于AB之间的动能的差,所以A、C两点的电势差小于A、B两点间的电势差,即A、C两点的电势差小于B、D两点间的电势差.故D错误.故选B.12.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变化关系如图乙所示,则( )A.x1处场强大小为B.x2处场强大小为C.球内为匀强电场D.E-x图线与x轴所围的面积表示电势差【答案】D【解析】球体内某点的电场强度,根据E=k与共同确定,所以x1处场强大小不是,故A错误;电荷量为+Q?的均匀带电球体,以球心为坐标原点,当作点电荷,则有x2处场强大小为,故B错误;由图象可知,球内部的电场为非匀强电场,由E=k与共同确定,则有E=x,不是匀强电场。故C错误;根据U=Ed,可知E-x图线与x轴所围的面积表示电势差,故D正确;故选D。13.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.O点的电势最低B.x1和x3两点的电势相等C.x2的电势最高D.x2和-x2两点的电势相等【答案】D【解析】AB.做出电场线如图所示:沿着电场线方向电势逐渐降低,可知O点的电势最高。x1的电势高于x3的电势。故AB错误。C.沿着电场线方向电势逐渐降低,故x2的电势不是最高的。故C错误。D.x2和-x2两点关于原点对称,由O点向两边电势都降低且电场强度的变化相同,则可知x2和-x2两点电势相等。故D正确。14.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随X变化的图象如图所示.下列说法正确的是(??)A.O点的电势最高B.X2点的电势最高C.X1和﹣X1两点的电势相等?D.X1和X3两点的电势相等【答案】C【解析】电势高低与场强大小无必然联系.O点场强为0,电势不一定最低,A错;x2点是场强正向最大的位置,电势不是最高,B错;将电荷从x1移到-x1可由题图知电场力做功为零,故两点电势相等,而把电荷从x1移到x3电场力做功不为零,C对,D错.15.(2020·广东高三期末)真空中有一半径为r0的带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示。图中x1、x2、x3分别表示该直线上A、B、C三点到球心的距离,根据φ-x图象,下列说法正确的是( )A.B点的电场强度小于C点的电场强度B.该金属球带正电C.A点的电场强度方向由A指向BD.电荷量为q的正电荷从B移到C的过程中,电场力做功W=q(φ2-φ3)【答案】BD【解析】A.φ-x图象的斜率的绝对值表示电场强度的大小,由图可知,B点处的斜率绝对值大于C点处的斜率绝对值,A错误;B.由图可知0到r0电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向,电势降低,可知金属球带正电,B正确;C.由于A点处于金属球壳内部,处于静电屏蔽状态,场强为0,C错误;D.电荷量为q的正电荷从B移到C的过程中,电场力做功为:D正确。故选BD。16.位于某电场中的?x?轴上的电势φ随位置x?变化的图象如图所示,x=x1和?x=-x1处,图象切线的斜率绝对值相等且最大,则在x?轴上( )A.和?两处,电场强度相同B.和?两处,电场强度最小C.?处电场强度大小为零D.正电荷从?运动到?过程中,电势能逐渐减小【答案】C【解析】根据知,在图象中,图线的斜率表示电场强度的大小和方向.由图可知,和两点的电场强度大小相等.方向相反,则电场强度不同.故A错误;x=0处图象的斜率为零,电场强度大小为零,电场强度最小,故B错误,C正确.从运动到过程中,电势逐渐升高,由可知,正电荷从运动到过程中,电势能逐渐增大.故D错误;选C.17.一静电场的电势与位移的变化关系如图甲所示,则电场强度与位移关系,下列图象可能正确的是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】由甲图可知,场强,又因为电势沿着电场线方向逐渐降低,所以0-d场强大小不变,方向为正,d-2d场强大小不变,方向为负。故选A。18.一带正电的粒子仅在电场力作用下从点经运动到点,其图象如图所示。分析图象后,下列说法正确的是( )A.处的电场强度一定小于处的电场强度B.粒子在处的电势能一定大于在处的电势能C.间各点电场强度和电势都为零D.两点间的电势差等于两点间的电势差【答案】BD【解析】A.由运动的速度--时间图象可看出,带正电的粒子的加速度在A点时较大,由牛顿第二定律得知在A点的电场力大,故A点的电场强度一定大于B点的电场强度,故A错误;B.由A到B的过程中,速度越来越大,说明是电场力做正功,电势能转化为动能,由功能关系可知,此过程中电势能减少,所以A点的电势能高于B点的电势能,故B正确。C.从C到D,粒子速度一直不变,故电场力做功为零,可知CD间各点电场强度为零,但电势不一定为零,故C错误;D.A、C两点的速度相等,故粒子的动能相同,因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同,AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差,故D正确。故选BD。35 展开更多...... 收起↑ 资源预览