电场中常见图像问题.docx
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电场中常见图像问题
电场中的常见图像问题
A 对点训练——练熟基础知识
电场中粒子运动的vt图像
1.一负电荷从电场中A点由静电释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图像如图7所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( ).
图7
2.如图8甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为0的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示.设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电势分别为φA、φB,则( ).
图8
A.EA>EBB.EA C.φA>φBD.φA<φB 3.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点,其vt图像如图9所示,则下列说法中正确的是( ). 图9 A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度 B.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C.CD间各点电场强度和电势都为零 D.AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差 4.如图10甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点,其中Q1带正电位于原点O,a、b是它们连线延长线上的两点,其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a,b两点时的速度分别为va、vb,其速度随坐标x变化的图像如图乙所示,则以下判断正确的是( ). 图10 A.Q2带负电且电荷量小于Q1 B.b点的场强一定为零 C.a点的电势比b点的电势高 D.粒子在a点的电势能比b点的电势能小 电场中的Ex图像问题 5.两带电荷量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图是( ). 6.两带电荷量分别为q1(q1>0)和q2的点电荷放在x轴上,相距为l,两电荷连线上电场强度E与x的关系如图11所示,则下列说确的是( ). 图11 A.q2>0且q1=q2 B.q2<0且q1=|q2| C.q2>0且q1>q2 D.q2<0且q1<|q2| 7.空间存在一沿x轴方向的静电场,电场强度E随x变化的关系如图12所示,图线关于坐标原点对称,A、B是x轴上关于原点对称的两点.下列说确的是( ). 图12 A.取无穷远处电势为零,则O点处电势为零 B.电子在A、B两点的电势能相等 C.电子在A、B两点的加速度方向相反 D.电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线 电场中的φ-x图像 8.真空中有一半径为r0的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图13所示,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离.下列说法中正确的是( ). 图13 A.A点的电势低于B点的电势 B.A点的电场强度小于B点的电场强度 C.A点的电场强度大于B点的电场强度 D.正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做负功 9.(2014·资阳测试)有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图14所示.若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,电场中P、Q两点的横坐标分别为1mm、4mm,则下列说确的是( ). 图14 A.粒子将沿x轴正方向一直向前运动 B.粒子经过P点与Q点时,加速度大小相等、方向相反 C.粒子经过P点与Q点时,动能相等 D.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等 10.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图15所示,x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx.下列说确的有( ). 图15 A.EBx的大小大于ECx的大小 B.EBx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 B 深化训练——提高能力技巧 11.图16中甲是匀强电场,乙是孤立的正点电荷形成的电场,丙是等量异种点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线上,且a位于连线的中点),丁是等量正点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线的中垂线,且a位于连线的中点).有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a点由静止释放,动能Ek随位移x变化的关系图像如图17中的①②③图线所示,其中图线①是直线.下列说确的是( ). 图17 图16 A.甲对应的图线是①B.乙对应的图线是② C.丙对应的图线是②D.丁对应的图线是③ 12.两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上,将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)的过程中,试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图18所示,则下列判断正确的是( ). 图18 A.M点电势为零,N点场强为零 B.M点场强为零,N点电势为零 C.Q1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小 D.Q1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较小 1.答案 C 2.解析 由图乙可知,电子做匀加速直线运动,故该电场为匀强电场,即EA=EB.电子受力方向与电场线的方向相反,故电场线的方向由B指向A,根据沿着电场线的方向是电势降低的方向,故φA<φB,选项D正确. 答案 D 3.解析 由题图可知粒子在A点的加速度大于在B点的加速度,因a= ,所以EA>EB,A对;粒子从A点到B点动能增加,由动能定理知电场力做正功,电势能减小,B对;同理由动能定理可知A、C两点的电势相等,UAB=UCB,D错;仅受电场力作用的粒子在CD间做匀速运动,所以CD间各点电场强度均为零,但电势是相对于零势点而言的,可以不为零,C错. 答案 AB 4.解析 由v-t图像知,粒子从a点向b点运动时速度减小,电场力做负功,从b点再向右运动速度又变大,电场力做正功,说明b点左右两侧电场方向相反,b点处场强为0,B项正确;粒子从a点到b点电场力做负功,电势能增加,D项正确.根据点电荷场强公式和电场的叠加知识得Q2带负电且电荷量小于Q1,A项正确;根据粒子受力方向知b点左侧场强向左,故a点电势比b点低,C项错. 答案 ABD 5 5.解析 越靠近两电荷的地方场强越大,两等量异种点电荷连线的中点处场强最小,但不是零,B、D错;两电荷的电荷量大小相等,场强大小关于中点对称分布,C错,应选A. 答案 A 6.解析 由题图知,当x= 时,E=0,则q1和q2必为同种电荷,且电荷量相等,故选项A正确. 答案 A 7.解析 由Ex图像特征可以假定图像是等量同种电荷连线上的电场强度的分布,取无穷远处电势为零,则O点处电势不为零,A错误;由于A、B是x轴上关于原点对称的两点,A、B两处电势相等,所以电子在A、B两点的电势能相等,B正确;A、B两点电场强度大小相等,方向相反,根据牛顿第二定律可知,电子在A、B两点的加速度方向相反,C正确;电子从A点由静止释放后的运动轨迹是直线,做往复运动,D错误. 答案 BC 8.解析 A点的电势高于B点的电势,选项A错误;A点的电场强度大于B点的电场强度,选项B错误、C正确;正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做正功,选项D错误. 答案 C 9.解析 根据题中φ-x图像,画出电场强度E随x的变化图像及粒子的v-t图像,如图所示,由图可知A错误;由牛顿第二定律知,粒子在P、Q两点时的加速度满足aP=2aQ,则B错误;由v-t图像知,粒子在P、Q两点时对应的时间分别是 t0和(3- )t0,其速度相等,则C正确;粒子在P、Q两点时的功率P=Eqv,因电场强度不相同,故功率不同,则D错误. 答案 C 10.解析 在φx图像中,图线斜率表示场强大小.结合题中图像特点可知EBx>ECx,EOx=0,故A项正确,C错误.根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知EBx沿x轴负方向,B项错误.负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负方向,在负x轴上受电场力沿x轴正方向,故可判断负电荷从B移到C的过程中,电场力先做正功后做负功,D项正确. 答案 AD 11.解析 正检验电荷仅在电场力作用下,由静止开始运动,其中甲、乙、丙中正检验电荷沿电场方向运动,丁中正检验电荷静止不动.电场力对正检验电荷做功改变其动能,有Eqx=Ek,动能Ek随x的变化率 ∝E,而电场强度E随x的变化情况是: 甲中E为常数,乙图中E减小,丙图中E增大,所以A、C选项正确,B、D选项错误. 答案 AC 12.解析 由Ep-x图像可知,由无穷远到N的过程中,电势能减小,电场力做正功,试探电荷为正,N点右侧场强方向向左,同理MN间场强方向向右,所以EN=0,而EpM=φMq=0,所以φM=0,故A正确,B错误.根据场强分布可知Q1带负电,Q2带正电,且|Q2|<|Q1|,故C正确,D错误. 答案 AC
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