电场中的常见图像问题.doc

完整版)电场中的常见图像问题
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v ­t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

解析　由v－t图知,负电荷加速度越来越大,故负电荷应向电场线密集处运动,故C正确．
答案　C
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>EB B．EA．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差
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．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
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
　电场中的E 。x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(　　)．

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
6．两带电荷量分别为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，则下列说法正确的是(　　）．

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｜
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．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．下列说法正确的是（　　)．

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
解析　由E ­x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
　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
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．（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1 mm、4 mm，则下列说法正确的是（　　）．

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
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．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.下列说法正确的有(　　)．

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
解析　在φ ­x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
B　深化训练-—提高能力技巧
11．（2013·山东泰安质检，19）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．下列说法正确的是(　　）．

图17

图16
A．甲对应的图线是① B．乙对应的图线是②
C．丙对应的图线是② D．丁对应的图线是③
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．（2013·哈尔滨二模）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
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
. .专业知识分享. .