2024高考物理一輪復(fù)習(xí)-電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題(v-t、φ-x、Ep-x、E-x四類圖像)

電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題幾種常見(jiàn)的圖像及性質(zhì)特點(diǎn)1、v-t圖象根據(jù)v-t圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化，確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化2、φ-x圖像（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率的絕對(duì)值,電場(chǎng)強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極值,其切線的斜率為零。（2）在φ-x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小,并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。（3）在φ-x圖像中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后作出判斷。3、Ep-x圖像（1）根據(jù)電勢(shì)能的變化可以判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù),電勢(shì)能減少,電場(chǎng)力做正功:電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功。（2）根據(jù)ΔEp=-W=-Fx,圖像Ep-x斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大小。4、E-x圖像（1）E-x圖像反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律,E>0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向;E<0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向。（2）在給定了電場(chǎng)的E-x圖像后,可以由圖線確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況,電勢(shì)的變化情況,E-x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差,兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定。在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中,可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況。（3）在這類題目中,還可以由E-x圖像畫出對(duì)應(yīng)的電場(chǎng),利用這種已知電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布、等勢(shì)面分布或場(chǎng)源電荷來(lái)處理相關(guān)問(wèn)題。二、針對(duì)練習(xí)1、(多選)如圖甲所示，有一絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，圓環(huán)平面與豎直平面重合．一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過(guò)圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m＝10g的帶正電的小球，小球所帶電荷量q＝5.0×10－4C．小球從C點(diǎn)由靜止釋放，其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，速度圖像的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線)．則下列說(shuō)法正確的是()A．由C到A的過(guò)程中，小球的電勢(shì)能先減小后變大B．由C到A電勢(shì)逐漸降低C．C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCB＝0.9VD．在O點(diǎn)右側(cè)桿上，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝1.2V/m2、如圖甲所示，在真空中，兩個(gè)帶電荷量均為q＝1×10－3C的負(fù)點(diǎn)電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上，將該平面上一質(zhì)量m＝10g、電荷量為1×10－3C的帶正電小球(視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)由靜止釋放，小球沿兩電荷連線的中垂線運(yùn)動(dòng)到兩電荷連線的中點(diǎn)O，其從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的v－t圖像如圖乙中實(shí)線所示，其經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的圖線切線斜率最大，如圖中虛線所示，則下列分析正確的是()A．在兩電荷的連線上，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，電勢(shì)最低B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10V/mC．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為45VD．在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中，小球受到電荷P的作用力先增大后減小3、如圖所示，a、b為等量同種點(diǎn)電荷Q1、Q2連線的三等分點(diǎn)，重力不計(jì)的帶電粒子從a點(diǎn)由靜止釋放，沿ab方向運(yùn)動(dòng)。則帶電粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，其速度隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是()4、（多選）在軸上有兩個(gè)固定異種點(diǎn)電荷，其中放置在點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的電勢(shì)在軸上的分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（

）A．處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．放置在點(diǎn)的左側(cè)C．所帶的電荷量小于D．將帶負(fù)電的試探電荷從處移到處，其電勢(shì)能增加5、空間內(nèi)存在沿軸的電場(chǎng)，軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨坐標(biāo)變化的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．在處電場(chǎng)強(qiáng)度最大B．在間只有一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為C．將電子由處移到處的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功D．質(zhì)子在處電勢(shì)能為零，受到的電場(chǎng)力也為零6、（多選）空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸的分布如圖5所示，A、B、C、D是x軸上的四點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量大小分別是EA、EB、EC、ED，則()A．EA＜EBB．EC＜EDC．A、D兩點(diǎn)在x方向上的場(chǎng)強(qiáng)方向相反D．同一負(fù)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能7、（多選）豎直方向上無(wú)限大且均勻帶電的平板上有一小孔O，平板右側(cè)過(guò)點(diǎn)O且垂直于平板的x軸上的電勢(shì)隨距離x的變化如圖所示。一個(gè)電荷量質(zhì)量的帶電粒子從O點(diǎn)以初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，忽略粒子所受的重力。下列說(shuō)法中正確的是（

）A．該電場(chǎng)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為B．該電場(chǎng)處的場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向C．粒子在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到處時(shí)的加速度大小為D．粒子向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)點(diǎn)的位置為8、某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線與x軸平行，電勢(shì)φ隨x坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖4所示。若將一帶電的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，在僅受電場(chǎng)力的作用下，該粒子在x軸上沿著軸線的正方向運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的x坐標(biāo)分別為10mm、30mm，則()A．該帶電粒子一定帶負(fù)電荷B．該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1000V/mC．該粒子沿x軸從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能一直增大D．在x軸上從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)的方向先沿x軸正方向后沿負(fù)方向9、如圖所示為某靜電場(chǎng)中x軸上各點(diǎn)電勢(shì)φ的分布圖，一個(gè)帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處?kù)o止釋放，僅在靜電力作用下從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則()A．粒子一定帶負(fù)電B．粒子在x1與x3兩點(diǎn)的加速度相等C．粒子從x1運(yùn)動(dòng)到x3，電勢(shì)能先減小后增大D．粒子釋放后將在x軸正方向某一范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)10、（多選）如圖所示為沿x軸方向的電場(chǎng)中的電勢(shì)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(guò)點(diǎn)的切線?，F(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg、電荷量為的滑塊P（可視作質(zhì)點(diǎn)），從處由靜止釋放，其與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度取。則下列說(shuō)法正確的是（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向且電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小B．全過(guò)程滑塊減少的電勢(shì)能等于滑塊與水平地面間摩擦產(chǎn)生的熱量C．滑塊運(yùn)動(dòng)的最大速度約為0.1m/sD．滑塊先做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終靜止11、一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是關(guān)于直線x＝x1對(duì)稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說(shuō)法正確的是()A．x1處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，但不為零B．粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．在0、x1、x2、x3處電勢(shì)φ0、φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ3>φ2＝φ0>φ1D．x2～x3段的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不變12、如圖甲，粗糙、絕緣的水平地面上，一質(zhì)量m=1kg的帶負(fù)電小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在x=1m處以初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。整個(gè)區(qū)域存在沿水平方向的電場(chǎng)，滑塊在不同位置所具有的電勢(shì)能。如圖乙所示，P點(diǎn)是圖線最低點(diǎn)，虛線AB是經(jīng)過(guò)x=lm處的切線，并且AB經(jīng)過(guò)（0，3）和（3，0）兩點(diǎn)，。則（）A．x=3m處的電勢(shì)最低 B．滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能一直減小C．滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，速度最大 D．滑塊向右一定能經(jīng)過(guò)x＝4m處的位置13、(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x的變化關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．粒子從x1處運(yùn)動(dòng)到x2處的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功B．x1、x2處電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向C．x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小D．x1處的電勢(shì)比x2處的電勢(shì)低14、（多選）以點(diǎn)電荷A、B的連線為軸，以點(diǎn)電荷B為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的坐標(biāo)系，點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為，間距為。一電子以一定的初速度進(jìn)入該電場(chǎng)，由靠近坐標(biāo)原點(diǎn)的位置沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能的變化如圖中實(shí)線所示。圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，圖線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為，則下列判斷正確的是（）A．A電荷帶負(fù)電，B電荷帶正電 B．之間電場(chǎng)強(qiáng)度沿軸負(fù)方向C． D．15、（多選）如圖甲所示，斜面AC的傾角為30°，以B點(diǎn)為界，AB部分光滑，BC部分粗糙，BC=2AB=2L。在BC間存在一平行于斜面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，電荷量為+q物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端A由靜止開始下滑，到達(dá)底端C時(shí)速度恰好為零，其在BC間的電勢(shì)能隨距B的距離x的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（

）A．BC間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向?yàn)橛葿指向CB．BC間的勻強(qiáng)電場(chǎng)大小為C．物體在BC間運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2.5m/s2D．物體與斜面BC部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為16、(多選)如圖所示，空間中存在沿x軸的靜電場(chǎng)，x1、x2、x3、x4是x軸上的四個(gè)點(diǎn)，質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子(不計(jì)重力)，以初速度v0從O點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，在粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其電勢(shì)能Ep沿x軸的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．粒子在x2點(diǎn)的速度為v0B．從O點(diǎn)到x3點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)的電勢(shì)先升高再降低再升高C．若粒子能到達(dá)x4處，則v0的大小至少應(yīng)為eq\r(\f(2Ep0,m))D．若v0＝2eq\r(\f(Ep0,m))，則粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為2Ep017、（多選）空間中存在一靜電場(chǎng)，一電子從處以一定的初速度沿軸方向射出，僅在電場(chǎng)力作用下在x軸上做直線運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能隨位置x變化的關(guān)系如圖所示。則下列判斷正確的是（）A．處電場(chǎng)強(qiáng)度比處電場(chǎng)強(qiáng)度大B．處電勢(shì)最大、電場(chǎng)強(qiáng)度最小C．處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向D．電子在處的速度大于處的速度18、空間有沿x軸正方向的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E與位置x的關(guān)系如圖所示，圖中、為已知量。取處的電勢(shì)為零，一質(zhì)量為m、電荷量為的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．該粒子在到的過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)B．處的電勢(shì)為C．該粒子在處的動(dòng)能為D．該粒子在到的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功為19、（多選）沿電場(chǎng)中某條電場(chǎng)線方向建立x軸，該電場(chǎng)線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示，x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E的正方向，坐標(biāo)軸上的點(diǎn)O、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，相鄰兩點(diǎn)間距相等．一個(gè)帶正電的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的動(dòng)能為Ek，僅考慮靜電力作用，則下列說(shuō)法正確的是()A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)，電勢(shì)先升高后降低B．粒子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做變加速運(yùn)動(dòng)C．粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大于3EkD．粒子在AB段電勢(shì)能減少量大于BC段電勢(shì)能減少量20、如圖，為方向沿軸的某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像，其中在負(fù)半軸上的圖像是直線。一電子從軸上的處由靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，電子電荷量絕對(duì)值為（），下列說(shuō)法正確的是（

）A．電子從到過(guò)程動(dòng)能增量大于從到過(guò)程動(dòng)能增量B．電子在處與處的電勢(shì)能相等C．電子從處運(yùn)動(dòng)到處過(guò)程中，電勢(shì)能減小了D．電子在處具有的電勢(shì)能最大21、（多選）空間中存在沿x軸正方向的電場(chǎng)，x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨x的變化情況如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（

）A．兩處電勢(shì)相同B．電子在處電勢(shì)能小于在處的電勢(shì)能C．x=0處于處兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為D．電子沿x軸從處運(yùn)動(dòng)到處，電場(chǎng)力一直做負(fù)功22、如圖所示，真空中有一半徑為R、電荷量為＋Q的均勻帶電球體，以球心為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿半徑方向建立x軸．理論分析表明，x軸上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖乙所示，則 ()x2處場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(kQ,x\o\al(2,2))B．球內(nèi)部的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)C．x1、x2兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同23、（多選）某靜電場(chǎng)中x軸正半軸上電場(chǎng)強(qiáng)度隨x軸上位置變化規(guī)律如圖所示，x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度正方向，x軸負(fù)方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度負(fù)方向，一個(gè)帶電粒子在O點(diǎn)由靜止釋放，剛好能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到處，不計(jì)粒子的重力，則下列判斷正確的是（

）粒子運(yùn)動(dòng)到處時(shí)速度最大粒子從到的過(guò)程中，先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)粒子從到的過(guò)程中，加速度一直減小O點(diǎn)和之間電勢(shì)差絕對(duì)值與和之間電勢(shì)差絕對(duì)值相等24、（多選）如圖甲所示，以等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)作為原點(diǎn)，沿中垂線建立x軸，x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）處電勢(shì)等于處電勢(shì)處電場(chǎng)強(qiáng)度與處電場(chǎng)強(qiáng)度相同將電子從x軸上處由靜止釋放，僅在靜電力作用下電子從處運(yùn)動(dòng)到處的過(guò)程中，電子做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)將電子從x軸上處由靜止釋放，僅在靜電力作用下電子從處運(yùn)動(dòng)到處的過(guò)程中，電子做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)25、(多選)靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖7所示，x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)