36个高考物理热点排查练 热点17 电场中的图象问题

热点17电场中的图象问题(建议用时：15分钟)1.(多选)(2020·石嘴山市4月模拟)如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN是其中的一条直线，线上有A、B、C三点。一电荷量为＋2×10－3C、质量为1×10－3kg的小物块从A点静止释放，沿MN做直线运动，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处的切线斜率最大(图中标出了该切线)，C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块电荷量保持不变，则下列说法正确的是()A．AB两点电势差UAB＝－4VB．B点为AC间电场强度最大的点，电场强度大小E＝1V/mC．由A到C的过程中小物块的电势能先减小后变大D．小物块从B点到C点电场力做的功W＝10－2J2．(多选)(2020·临沂市下学期一模)如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点O对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个电场强度最强的点A、A′，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为正确的是()A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置C．如图(2)，若在yOz平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点O。直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置D．如图(3)，若在yOz平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点O，直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置3.(2020·深圳市第二次统测)一个带负电的粒子从x＝0处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方向运动，加速度a随位置变化的关系如图所示，x2－x1＝x3－x2，可以得出()A．从x1到x3过程中，电势先升高后降低B．在x1和x3处，电场强度相同C．粒子经x1和x3处，速度等大反向D．粒子在x2处，电势能最大4.(2020·东丽区等级考试模拟)某电场中x轴上电势φ随x变化的图象如图所示，一个带电粒子仅受电场力作用在x＝0处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过x＝x2处，则下列说法正确的是()A．粒子从x＝0到x＝x2过程中，电势能先增大后减小B．粒子从x＝0到x＝x2过程中，加速度先减小后增大C．x1和x2处的电场强度均为零D．x1和x2之间的电场强度方向不变5．(多选)(2020·泰安市一轮检测)一电荷量为－1.0×10－8C的带电粒子P，只在电场力作用下沿x轴运动，运动过程中粒子的电势能Ep与位置坐标x的关系图象如图曲线所示，图中直线为曲线的切线，切点为(0.3，3)交x轴于(0.6，0)。曲线过点(0.7，1)，则下列说法正确的是()A．在x＝0.3m处电场强度大小为103N/CB．在x＝0.3m处电场强度大小为109N/CC．x＝0.3m处的电势比x＝0.7m处的电势高D．x＝0.3m与x＝0.7m间电势差的绝对值是200V6．(多选)(2020·密云区上学期期末)两个电荷量为q1、q2的正、负点电荷分别固定在x轴上的O、M两点，在两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中C点的电势最高。下列说法正确的是()A.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(q1))>eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(q2))B．A、N两点的电场强度均为零C．C点的电场强度为零D．将一正点电荷从D移到N的过程中，电场力先做正功后做负功

参考答案与解析1．解析：选BD。物块在A到B过程，根据动能定理得：qUAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)×1×10－3×(42－0)J＝8×10－3J，得：UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(8×10－3,2×10－3)V＝4V，故A错误；据v－t图线的斜率等于加速度，可得物块在B点的加速度最大为a＝eq\f(4,5－3)m/s2＝2m/s2，所受的电场力最大为F＝ma＝1×10－3×2N＝2×10－3N，则电场强度的最大值为E＝eq\f(F,q)＝eq\f(2×10－3,2×10－3)N/C＝1N/C，故B正确；由v－t图可知由A到C的过程中小物块的动能一直增大，则电势能一直减小，故C错误；物块从B点到C点电场力做的功W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×10－3×(62－42)J＝10－2J，故D正确。2．解析：选ABC。可以将每个点电荷(2q)看做放在同一位置的两个相同的点电荷(q)，既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上电场强度最大的点当然还是在A、A′两位置，A正确；由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上电场强度最大的点仍然在A、A′两位置，B正确；由A、B可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上电场强度最大的点都在A、A′两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上电场强度最大的点仍然还在A、A′两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上电场强度最大的点当然还在A、A′两位置，C正确；如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上电场强度最大的点就不再在A、A′两位置，则整个圆板的合电场在x轴上电场强度最大的点当然也就不再在A、A′两位置，D错误。3．解析：选A。由图可知，0～x2加速度方向沿x轴正方向，x2～x3加速度方向沿x轴负方向，由于粒子带负电，则0～x2电场强度方向沿x轴负方向，x2～x3电场强度沿x轴正方向，根据沿电场线方向电势降低可知，从x1到x3过程中，电势先升高后降低，在x1和x3处，电场强度方向相反，故A正确，B错误；a－x图象与坐标轴所围面积表示eq\f(v2,2)，由图象可知，粒子经x1和x3处，速度相同，故C错误；0～x2电场强度方向沿x轴负方向，x2～x3电场强度沿x轴正方向，则在x2处电势最高，负电荷的电势能最小，故D错误。4．解析：选B。粒子由x＝0处由静止沿x轴正向运动，表明粒子运动方向与电场力方向同向，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故A错误；由图线的切线斜率可知，从x＝0到x＝x2过程中电场强度先减小后增大，粒子所受的电场力先减小后增大，因此粒子的加速度先减小后增大，故B正确；φ－x图象的切线斜率越大，则电场强度越大，可知，x1和x2处的电场强度均不为零，故C错误；由切线斜率的正负可知，x1和x2之间的电场强度方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，故D错误。5．解析：选AD。根据W＝－ΔEp，可知Ep－x图象切线的斜率表示电场力，在x＝0.3m处的电场力大小为F＝k＝eq\f(ΔEp,Δx)＝eq\f(3×10－6,0.6－0.3)N＝1.0×10－5N，则可求得x＝0.3m处的电场强度大小为E＝eq\f(F,q)＝eq\f(1.0×10－5,1.0×10－8)N/C＝103N/C，故A正确，B错误；根据Ep＝qφ，可知在x＝0.3m处的电势为φ1＝eq\f(Ep1,q)＝eq\f(3×10－6,－1×10－8)V＝－300V，在x＝0.7m处的电势为φ2＝eq\f(Ep2,q)＝eq\f(1×10－6,－1×10－8)V＝－100V，所以x＝0.7m处的电势高于x＝0.3m处的电势，x＝0.3m与x＝0.7m间电势差的绝对值是U＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(φ1－φ2))＝200V，故D正确，C错误。6．解析：选AC。由图知无穷远处和A点的电势均为0，根据沿着电场线电势降低的性质，可得出：O点的电荷q1带正电，M点电荷q2带负电，又因为rOA＞rAM，根据点电荷的电势分布关系可知：eq\b\lc\