2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)靜電場專題49電場中的圖像問題

專題49電場中的圖像問題1.(多選)一電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示．則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布情況可能是選項(xiàng)中的()答案：CD解析：根據(jù)v-t圖像可知電荷的加速度逐漸增大，即電荷所受電場力逐漸增大，又根據(jù)電場線越密集電場強(qiáng)度越大可知，從A到B電場線逐漸密集，由于題干沒說明是帶正電還是帶負(fù)電，故電荷所受電場力方向與電場強(qiáng)度方向可能相同、可能相反，綜上所述可知，A、B錯(cuò)誤，C、D正確．2．在真空中某區(qū)域有一電場，其中一條電場線如圖甲所示，O、A、B為電場線上間距相等的三個(gè)點(diǎn)，這一條電場線上各點(diǎn)的電勢φ分布如圖乙所示，下列說法正確的是()A．O點(diǎn)的電勢小于A點(diǎn)的電勢B．O點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度C．將正電荷沿該直線從A移到B的過程中，電場力做負(fù)功D．O、A兩點(diǎn)間的電勢差大于A、B兩點(diǎn)間的電勢差答案：D解析：根據(jù)乙圖可知，O點(diǎn)的電勢大于A點(diǎn)的電勢，故A錯(cuò)誤；電勢變化越快的地方場強(qiáng)越大，根據(jù)圖線斜率可以得出，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤；將正電荷沿該直線從A移到B的過程中，電場力做正功，故C錯(cuò)誤；O、A兩點(diǎn)間的電勢差大于A、B兩點(diǎn)間的電勢差，故D正確．3.[2024·江蘇省南通市教學(xué)質(zhì)量調(diào)研]真空中有一靜止、半徑為r0的均勻帶正電的球體，場強(qiáng)E沿半徑r方向分布情況如圖所示，圖中E0、r0、r1、r2以及靜電力常量k都是已知量，下列說法中正確的是()A．r0處電勢最高B．r1、r2兩處的電場強(qiáng)度方向相反C．r1、r2兩處的電勢差等于E0(r2－r1)D．利用已知量可求出球體所帶的電荷量答案：D解析：由圖可知，場強(qiáng)E沿半徑r方向始終大于0，r1、r2兩處的電場強(qiáng)度方向相同，電勢沿著場強(qiáng)方向逐漸降低，故r0處不是電勢最高處，可知球心處的電勢最高，A、B錯(cuò)誤；在E-r圖像中，曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示電勢差的大小，故可得r1、r2兩處的電勢差大于E0(r2－r1)，C錯(cuò)誤；根據(jù)r2處的場強(qiáng)為E0，有E0＝keq\f(Q,req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)))，解得Q＝eq\f(E0req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),k)，D正確．4.(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中O～x2段是對(duì)稱的曲線，x2～x3段是直線．下列說法正確的是()A．x1處電場強(qiáng)度為零B．從x2到x3，電場強(qiáng)度逐漸增大C．x1、x2、x3處電勢φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1＞φ2＞φ3D.粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，在x2～x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：AC解析：Ep-x圖像的斜率表示電場力(也是合外力)，圖線在x1處的斜率為零，則電場力為零，電場強(qiáng)度為零，A正確；從x2到x3，斜率不變，電場力不變，電場強(qiáng)度不變，B錯(cuò)誤；由φ＝eq\f(Ep,－q)，由圖像得0＜Ep1＜Ep2＜Ep3，聯(lián)立解得0＞φ1＞φ2＞φ3，C正確；在0～x2段，粒子受到的電場力變化，加速度變化，不是勻變速運(yùn)動(dòng)；x2～x3段，電場力恒定，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．5．[2024·甘肅省甘南期中考試](多選)空間中某一靜電場方向平行于x軸，電勢φ隨x變化情況如圖所示．一質(zhì)量為4.0×10－20kg、電荷量為2.0×10－10C的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從x軸上x＝－2cm處由靜止釋放，僅在電場力作用下沿x軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．在x軸正、負(fù)半軸分布著方向相反的勻強(qiáng)電場B．在－2cm<x<0區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度大小為800V/mC．在0<x<4cm區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度大小為600V/mD．該粒子運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過x＝0速度最大，最大速度是4×105m/s答案：ABD解析：由φ-x圖像的斜率表示電場強(qiáng)度可知，在x軸正、負(fù)半軸分布著方向相反的勻強(qiáng)電場，A正確；在－2cm≤x＜0區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度大小E1＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(Δφ1,d1)))＝eq\f(16,2×10－2)V/m＝800V/m，方向沿x軸負(fù)方向，B正確；在0＜x≤4cm區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度大小E2＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(Δφ2,d2)))＝eq\f(16,4×10－2)V/m＝400V/m，C錯(cuò)誤；粒子在－2≤x＜0cm沿x軸正向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則0＜x≤4cm區(qū)域內(nèi)沿x軸正向做勻減速運(yùn)動(dòng)，可知粒子經(jīng)過x＝0處時(shí)速度最大，粒子從x＝－2cm運(yùn)動(dòng)到x＝0的過程，由動(dòng)能定理可得qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))，其中U＝16V，代入數(shù)值可得vm＝4×105m/s，D正確．6．空間存在一靜電場，電場中x軸上的電勢φ隨x坐標(biāo)的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A.x＝4m處的電場強(qiáng)度為零B．x＝4m處電場方向一定沿x軸正方向C．電荷量為e的負(fù)電荷沿x軸從O點(diǎn)移動(dòng)到6m處，電勢能增大8eVD．若電荷只在電場力作用下沿x軸正方向移動(dòng)，加速度先增大后減小答案：C解析：圖像的斜率等于電場強(qiáng)度，則x＝4m處的電場強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；從0到x＝4m處電勢不斷降低，但問題中沒有說明電場線是否與x軸平行，則x＝4m處的電場方向不一定沿x軸正方向，故B錯(cuò)誤；負(fù)電荷沿x軸正方向移動(dòng)，電勢降低，電勢能增大的量為ΔEp＝－e·(－4V－4V)＝8eV，C正確；根據(jù)牛頓第二定律qE＝ma，加速度與電場強(qiáng)度成正比，由圖像可知，斜率先減小后增大，則電場強(qiáng)度先減小后增大，即加速度先減小后增大，D錯(cuò)誤．7．空間中存在一靜電場，一電子僅在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位置x的變化關(guān)系如圖所示，則電子從x1向x3運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()A．在x1處電子速度最大B．在x2處電子加速度最大C．在x3處電場強(qiáng)度最大D．在x2處電勢最高答案：C解析：電子僅在電場力作用下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能與電勢能之和是恒定的，則電子從x1向x3運(yùn)動(dòng)的過程中，在x3處的電勢能最小，則動(dòng)能最大，速度最大，A錯(cuò)誤；Ep-x圖像的斜率絕對(duì)值表示電子受到