（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專題53 電場中的圖像問題加練半小時（含解析）

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1、電場中的圖像問題方法點撥在圖象問題中，一般從圖象的“點、線、面、斜”四個方向理解.x圖象中斜率表示場強(qiáng)；Ex圖象中面積表示電勢差.1.(多選)沿電場中某條直線電場線方向建立x軸，該電場線上各點電場強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖1所示，坐標(biāo)點O、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點相對應(yīng)，相鄰兩點間距相等.一個帶正電的粒子從O點由靜止釋放，運(yùn)動到A點的動能為Ek，僅考慮電場力作用，則()圖1A.從O點到C點，電勢先升高后降低B.粒子先做勻加速運(yùn)動，后做變加速運(yùn)動C.粒子在AB段電勢能變化量大于BC段的電勢能變化量D.粒子運(yùn)動到C點時動能小于3Ek2.(多選)(2018四川省成都市模擬)如圖2

2、所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢與坐標(biāo)x的關(guān)系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點(0.15,3)的切線.現(xiàn)有一個質(zhì)量為0.20kg、電荷量為2.0108C的滑塊P(可看做質(zhì)點)，從x0.10m處由靜止釋放，其與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.02.取重力加速度g10m/s2.則下列說法正確的是()圖2A.x0.15m處的場強(qiáng)大小為2.0106N/CB.滑塊運(yùn)動的加速度逐漸減小C.滑塊運(yùn)動的最大速度為0.1m/sD.滑塊最終在0.3m處停下3.(多選)(2018北京市海淀區(qū)統(tǒng)考)如圖3甲所示，在某電場中建立x坐標(biāo)軸，一個電子僅在電場

3、力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，經(jīng)過A、B、C三點，已知xCxBxBxA.該電子的電勢能Ep隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示.則下列說法中正確的是()圖3A.A點電勢低于B點電勢B.A點電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度C.A、B兩點電勢差UAB等于B、C兩點電勢差UBCD.電子經(jīng)過A點的速率小于經(jīng)過B點的速率4.在真空中的x軸上的原點處和x6a處分別固定一個點電荷M、N(圖中未標(biāo)出)，在x2a處由靜止釋放一個正點電荷P，假設(shè)點電荷P只在電場力作用下沿x軸方向運(yùn)動，得到點電荷P速度大小與其在x軸上的位置關(guān)系如圖4所示，則下列說法正確的是()圖4A.點電荷M、N一定都是負(fù)電荷B.點電荷P的電勢能一定是先增大后減小

4、C.點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為21D.x4a處的電場強(qiáng)度一定為零5.(多選)如圖5所示，在真空中固定有兩個等量異種點電荷，A、B、C、D是兩點電荷連線上的四個點，已知A、C兩點到正點電荷的距離與B、D兩點到負(fù)點電荷的距離均為L，O點是C、D兩點連線的中點，E、F是C、D兩點連線的中垂線上關(guān)于O點對稱的兩點，則下列說法正確的是()圖5A.A、B兩點的電場強(qiáng)度相同，電勢不相等B.C、D兩點的電場強(qiáng)度不同，電勢相等C.將正試探電荷從C點沿直線CE移到E點的過程中，電場力對電荷做正功D.一個負(fù)試探電荷在C點的電勢能大于它在F點的電勢能6.(2018廣東省茂名市模擬)真空中有一半徑為r0的帶電

5、金屬球殼，若取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，通過其球心的一直線上各點的電勢分布規(guī)律可用圖6中曲線表示，r表示該直線上某點到球心的距離，r1、r2分別是該直線上A、B兩點離球心的距離.下列說法中正確的是()圖6A.該球殼帶負(fù)電B.A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度C.若r2r1r1r0，則AB0AD.將電子沿直線從A點移到B點，電場力做正功7.(多選)(2018福建省龍巖市期末)一帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖7所示，其中0x2區(qū)間是關(guān)于直線xx1對稱的曲線，x2x3區(qū)間是直線，在0、x1、x2、x3處電勢分別為0、1、2、3，則下列說法正確的是()圖7A.x1

6、處電場強(qiáng)度大小為零B.3201C.3201D.粒子在0x2段做勻變速運(yùn)動，x2x3段做勻速直線運(yùn)動8.(2019河北省邯鄲市質(zhì)檢)一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，其動能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖象如圖8所示，則下列說法正確的是()圖8A.x1處電場強(qiáng)度最小，但不為零B.粒子在0x1段做加速運(yùn)動，x1x2段做勻減速運(yùn)動C.0x1之間一定有一處電場強(qiáng)度大小與x2處相同D.在O、x1、x2、x3處電勢的關(guān)系為01239.(多選)兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點，如圖9甲所示，一個電荷量為2103C、質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從C點靜止釋放，

7、其運(yùn)動的vt圖象如圖乙所示，其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說法正確的是()圖9A.由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大B.B點為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點，場強(qiáng)E100V/mC.由C點到A點電勢逐漸降低D.B、A兩點間的電勢差UBA5V10.(2018安徽省滁州市、鳳陽市三校聯(lián)考)絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷的位置坐標(biāo)如圖10甲所示，已知A處電荷的電荷量為Q.圖乙是A、B連線之間的電勢與位置x之間的關(guān)系圖象，圖中xL點對應(yīng)圖線的最低點，x2L處的縱坐標(biāo)20，x2L處的縱坐標(biāo).若在x2L處的C點由靜止釋放一個質(zhì)量

8、為m、電荷量為q的帶電物塊(可視為質(zhì)點)，物塊隨即向右運(yùn)動(假設(shè)此帶電物塊不影響原電場分布).圖10(1)求固定在B處的電荷的電荷量QB；(2)小物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為多大，才能使小物塊恰好到達(dá)x2L處；(3)若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，小物塊運(yùn)動到何處時速度最大？答案精析1.CD由O點到C點，沿電場線方向，電勢逐漸降低，則A項錯誤；帶正電的粒子所受電場力與速度方向一致，所以粒子一直做加速直線運(yùn)動，在0x1段電場強(qiáng)度逐漸變大，帶電粒子所受電場力逐漸變大，做加速度增大的變加速直線運(yùn)動，B項錯誤；Ex圖象中圖線與橫軸圍成的圖形“面積”代表電勢差，AB段的電勢差大于BC段的電勢差，故電場

9、力做功WABWBC，由電場力做功與電勢能變化的關(guān)系得，粒子在AB段電勢能變化量大于BC段的電勢能變化量，C項正確；由Ex圖象中圖線與橫軸圍成的圖形“面積”代表電勢差，UOAE0x1，UACE02x1，得2UOAUAC，由動能定理qUEk，得qUOAEk0，qUACEkCEk，知粒子運(yùn)動到C點時動能小于3Ek，D項正確.2.AC在x圖象中，某一點切線斜率表示該點的場強(qiáng)，所以x0.15m處的場強(qiáng)大小等于題圖中切線的斜率絕對值，即E2.0106N/C，A項正確；由題圖圖象可知，x軸上場強(qiáng)E隨x增大不斷減小.由牛頓第二定律有：EqFfma，加速度逐漸減小，滑塊做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)qEFf時，

10、加速度為0，然后加速度反向，由FfqEma知加速度反向增大，滑塊做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，直至停止，所以滑塊向右滑動的過程中，加速度先減小后增大，B項錯誤；由動能定理可知，合外力做正功最多時，滑塊動能最大，此時電場力減小到與摩擦力恰好相等，即Eqmg，解得E2.0106N/C，即x0.15m.滑塊由靜止釋放至運(yùn)動到x0.15m處過程中，q(0.100.15)mg(0.15m0.10m)mvm2，代入已知條件解得：vm0.1m/s，C項正確；若滑塊可以運(yùn)動到0.3m處，則電場力做功6103J，而克服摩擦力需做功Wf8103J，所以滑塊不可能運(yùn)動到0.3m處，D項錯誤.3.AD沿x軸正方向，電勢

11、能逐漸減小，說明電場力做正功，電場強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向，所以A正確；Ee，所以A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度，B錯誤；由于A、B間的電場強(qiáng)度大于B、C間的電場強(qiáng)度，由UEd可知，A、B兩點電勢差UAB大于B、C兩點電勢差UBC，C錯誤；由A到B電場力做正功，動能增大，電子經(jīng)過A點的速率小于經(jīng)過B點的速率，D正確.4.D根據(jù)題圖可知，點電荷的速度先增大后減小，說明電場力對點電荷P先做正功，后做負(fù)功，則M、N一定都是正電荷，且點電荷P的電勢能一定是先減小后增大，所以選項A、B錯誤；由于在x4a處速度最大，說明點電荷M、N在此處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0，則有，所以QMQN41，選項C錯誤，D正確.5.A

12、C根據(jù)等量異種點電荷電場線的分布特征可知，A、B兩點所在處的電場線疏密相同，故兩點的電場強(qiáng)度大小相等，方向向左，即A、B兩點的電場強(qiáng)度相同，同理，C、D兩點的電場強(qiáng)度相同，根據(jù)點電荷周圍區(qū)域的電勢分布規(guī)律及電勢疊加規(guī)律(電勢是標(biāo)量)可知，A、C兩點的電勢均大于零(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，B、D兩點的電勢均小于零，故AB，CD，A項正確，B錯誤；將正試探電荷從C點沿直線CE移到E點過程中，合電場力方向與正試探電荷運(yùn)動方向成銳角，電場力一定做正功，C正確；CF，負(fù)試探電荷在電勢高處的電勢能小，據(jù)此可知D錯誤.6.B根據(jù)題圖可知，從球殼向外電勢降低，由于電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，沿著電場線方向電

13、勢逐漸降低，故該球殼帶正電，故A錯誤；根據(jù)場強(qiáng)公式E知，圖象斜率大小表示場強(qiáng)大小，則A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度，故B正確；因為圖象斜率大小表示場強(qiáng)大小，從球殼到A再到B，電場強(qiáng)度逐漸減小，若r2r1r1r0，則AB0A，故C錯誤；電子沿直線從A點移到B點的過程中，電場力方向由B指向A，所以電場力做負(fù)功，故D錯誤.7.AB根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Epq，以及場強(qiáng)與電勢的關(guān)系E，得E，由數(shù)學(xué)知識可知Epx圖象切線的斜率表示電場力，x1處切線斜率為零，則x1處電場力為零，電場強(qiáng)度為零，故A正確；根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Epq，粒子帶正電，q0，則知粒子所在處的電勢能越大，電勢越高，所以有3201，

14、故B正確，C錯誤；由題圖看出在0x1段圖象切線的斜率不斷減小，知場強(qiáng)減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動；x1x2段圖象切線的斜率不斷增大，場強(qiáng)增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運(yùn)動；x2x3段斜率不變，場強(qiáng)不變，即電場強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運(yùn)動，故D錯誤.8.C由題圖可知動能逐漸增大，說明電場力做正功，電場強(qiáng)度的方向沿x方向，圖線斜率表示電場力，所以沿x方向，電場強(qiáng)度大小先增大后減小，A、B錯誤；由于場強(qiáng)的最小值在x0處，最大值在x1處，所以0x1之間一定有一處電場強(qiáng)度大小與x2處相同，C正確；由于電場強(qiáng)度的方向沿x方向，所

15、以在O、x1、x2、x3處電勢關(guān)系為0123，D錯誤.9.BC由C點到A點的過程中，由vt圖象可知物塊的速度增大，電場力做正功，電勢能減小，A錯誤；由vt圖象可知物塊在B點的加速度最大為2m/s2，所受的電場力最大為0.2N，由E知，B點的場強(qiáng)最大為100N/C，B正確；因兩個等量的同種正電荷其連線的中垂線上電場強(qiáng)度方向由O點沿中垂線指向外側(cè)，故由C點到A點的過程中電勢逐漸降低，C正確；由vt圖象得A、B兩點的速度，由動能定理得WBAmvA2mvB21J，電勢差UBA500V，D錯誤.10.(1)(2)(3)x0解析(1)由題圖乙得xL點為圖線的最低點，切線斜率為零，即合場強(qiáng)為0，所以kk，代入得QB.(2)物塊先做加速運(yùn)動再做減速運(yùn)動，到達(dá)x2L處速度v10，從x2L到x2L過程中，由動能定理得qU1mgs1mv120，即q(200)mg4Lmv120，當(dāng)v10時，解得.(3)小物塊運(yùn)動速度最大時，電場力與摩擦力的合力為零，設(shè)該位置離A點的距離為LA，則kkmg0，解得LA3L，即小物塊運(yùn)動到x0時速度最大.9