重難點03 電場圖像與電容器(原卷版)

專項三電場與磁場重難點03電場圖像與電容器【考點一】電場圖像【典例1】在坐標(biāo)－x0到x0之間有一靜電場，x軸上各點的電勢φ隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示，一電荷量為e的質(zhì)子從－x0處以一定初動能僅在電場力作用下沿x軸正向穿過該電場區(qū)域。則該質(zhì)子()A．在－x0～0區(qū)間一直做加速運動B．在0～x0區(qū)間受到的電場力一直減小C．在－x0～0區(qū)間電勢能一直減小D．在－x0～0區(qū)間電勢能一直增加【典例2】(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能Ep隨位移x的變化關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是()A．粒子從x1處運動到x2處的過程中電場力做正功B．x1、x2處電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向C．x1處的電場強(qiáng)度大小大于x2處的電場強(qiáng)度大小D．x1處的電勢比x2處的電勢低【典例3】(多選)某靜電場中x軸上電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，設(shè)x軸正方向為電場強(qiáng)度的正方向。一帶電荷量大小為q的粒子從坐標(biāo)原點O沿x軸正方向運動，結(jié)果粒子剛好能運動到x＝3x0處，假設(shè)粒子僅受電場力作用，E0和x0已知，下列說法正確的是()A．粒子一定帶負(fù)電B．粒子的初動能大小為eq\f(3,2)qE0x0C．粒子沿x軸正方向運動過程中電勢能先增大后減小D．粒子沿x軸正方向運動過程中最大動能為2qE0x0【典例4】在x軸上有兩個點電荷q1和q2（q1在q2的左邊），x正半軸上各點處電勢隨著x變化的關(guān)系如圖所示，當(dāng)時，電勢為0；當(dāng)時，電勢有最小值，則A．q1和q2為同種電荷B．q2可能在0和x3之間C．電荷量大小滿足D．在x1處釋放一帶正電粒子，則粒子在x3【典例5】(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，如圖所示，一個電荷量為2×10－3C、質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從C點靜止釋放，其運動的v－t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()A．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)E＝100V/mC．由C點到A點電勢逐漸降低D.B、A兩點間的電勢差UBA＝5V【典例6】(多選)靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正向為場強(qiáng)正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷()A．在x2和x4處電勢能相等B．由x1運動到x3的過程中電勢能增大C．由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小D．由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大【訓(xùn)練1】(多選)(2017·全國卷Ⅰ)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Weq\a\vs4\al(ab)、Weq\a\vs4\al(bc)和Weq\a\vs4\al(cd)。下列選項正確的是()A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1C．Weq\a\vs4\al(ab)∶Weq\a\vs4\al(bc)＝3∶1 D．Weq\a\vs4\al(bc)∶Weq\a\vs4\al(cd)＝1∶3【訓(xùn)練2】(多選)如圖甲所示，光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場，MN是其中的一條直線，線上有A、B、C三點，一帶電荷量為＋2×10－3C、質(zhì)量為1×10－3kg的小物塊從A點由靜止釋放，沿MN做直線運動，其運動的v－t圖象如圖乙所示，其中B點處的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線)，C點處的切線平行于t軸，運動過程中小物塊電荷量保持不變，則下列說法中正確的是()A．A、B兩點電勢差UAB＝－4VB．小物塊從B點到C點電場力做的功W＝10－2JC．B點為AC間電場強(qiáng)度最大的點，場強(qiáng)大小E＝1V/mD．由A到C的過程中小物塊的電勢能先減小后變大【訓(xùn)練3】(多選)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的A、B兩點，兩點電荷連線上各點電勢φ隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象如圖所示，其中P點電勢最高，且xAP<xPB，則()A．q1和q2都是負(fù)電荷B．q1的電荷量大于q2的電荷量C．在A、B之間將一負(fù)點電荷沿x軸從P點左側(cè)移到右側(cè)，電勢能先減小后增大D．一點電荷只在電場力作用下沿x軸從P點運動到B點，加速度逐漸變小【訓(xùn)練4】(多選)空間內(nèi)有一沿x軸分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示．－x1、x1、x2、x3是x軸上的四個點，圖象關(guān)于坐標(biāo)原點O中心對稱，下列說法中正確的是()A．－x1處的電勢比x1的電勢高B．將正電荷由－x1移到x2，電勢能先增大，后減小C．將一負(fù)電荷由－x1處由靜止釋放，若只受電場力作用，它將在－x1和x1之間往復(fù)運動D．負(fù)電荷在4個點中位于x2處電勢能最大【訓(xùn)練5】將兩個點電荷A、B分別固定在水平面上x軸的兩個不同位置上，將一帶負(fù)電的試探電荷在水平面內(nèi)由A點的附近沿x軸的正方向移動到B點附近的過程中，該試探電荷的電勢能隨位置變化的圖象如圖所示，已知xAC>xCB，圖中過C點的水平虛線與圖線相切，兩固定點電荷帶電荷量的多少分別用qA、qB表示．則下列分析正確的是()A．兩固定點電荷都帶正電，且qA>qBB．在AB連線內(nèi)，C點的電場強(qiáng)度最小但不等于零C．因試探電荷的電勢能始終為正值，可知A、B兩點間沿x軸方向的電場強(qiáng)度始終向右D．如果將試探電荷的電性改為正電，則該電荷在C點的電勢能最大【考點二】電容器動態(tài)分析【典例1】(多選)如圖所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與恒壓電源相連，在距離兩板等距的M點有一個帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點上方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是()A．液滴將向下加速運動B．M點電勢升高，液滴在M點的電勢能將降低C．M點的電場強(qiáng)度變小了D．在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同【典例2】研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示．下列說法正確的是()A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C．實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大D．實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大【訓(xùn)練1】如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角．若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則()A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不變C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變【訓(xùn)練2】(多選)如圖所示，A、B為兩塊平行帶電金屬