2024高考物理一轮复习-电场中的图像问题(v-t、φ-x、Ep-x、E-x四类图像)

电场中的图像问题几种常见的图像及性质特点1、v­t图象根据v­t图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化2、φ-x图像（1）电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零。（2）在φ-x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。（3）在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。3、Ep-x图像（1）根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负,电势能减少,电场力做正功:电势能增加,电场力做负功。（2）根据ΔEp=-W=-Fx,图像Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小。4、E-x图像（1）E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律,E>0表示电场强度沿x轴正方向;E<0表示电场强度沿x轴负方向。（2）在给定了电场的E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。（3）在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。二、针对练习1、(多选)如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合．一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m＝10g的带正电的小球，小球所带电荷量q＝5.0×10－4C．小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的v－t图像如图乙所示．小球运动到B点时，速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是()A．由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大B．由C到A电势逐渐降低C．C、B两点间的电势差UCB＝0.9VD．在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E＝1.2V/m2、如图甲所示，在真空中，两个带电荷量均为q＝1×10－3C的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，将该平面上一质量m＝10g、电荷量为1×10－3C的带正电小球(视为质点)从a点由静止释放，小球沿两电荷连线的中垂线运动到两电荷连线的中点O，其从a点运动到O点的v－t图像如图乙中实线所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，如图中虚线所示，则下列分析正确的是()A．在两电荷的连线上，O点的电场强度最小，电势最低B．b点的电场强度大小为10V/mC．a、b两点间的电势差为45VD．在从a点运动到O点的过程中，小球受到电荷P的作用力先增大后减小3、如图所示，a、b为等量同种点电荷Q1、Q2连线的三等分点，重力不计的带电粒子从a点由静止释放，沿ab方向运动。则带电粒子从a运动到b的过程中，其速度随时间变化的图像可能正确的是()4、（多选）在轴上有两个固定异种点电荷，其中放置在点，两点电荷产生的静电场的电势在轴上的分布如图所示。下列说法正确的是（

）A．处的电场强度为零B．放置在点的左侧C．所带的电荷量小于D．将带负电的试探电荷从处移到处，其电势能增加5、空间内存在沿轴的电场，轴上各点电势随坐标变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A．在处电场强度最大B．在间只有一点电场强度的大小为C．将电子由处移到处的过程中，电场力做负功D．质子在处电势能为零，受到的电场力也为零6、（多选）空间某一静电场的电势φ在x轴的分布如图5所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED，则()A．EA＜EBB．EC＜EDC．A、D两点在x方向上的场强方向相反D．同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能7、（多选）竖直方向上无限大且均匀带电的平板上有一小孔O，平板右侧过点O且垂直于平板的x轴上的电势随距离x的变化如图所示。一个电荷量质量的带电粒子从O点以初速度沿x轴正方向运动，忽略粒子所受的重力。下列说法中正确的是（

）A．该电场处的场强大小为B．该电场处的场强方向沿x轴负方向C．粒子在该电场中运动到处时的加速度大小为D．粒子向右运动最远点的位置为8、某静电场的电场线与x轴平行，电势φ随x坐标变化的关系图像如图4所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中A、B两点的x坐标分别为10mm、30mm，则()A．该带电粒子一定带负电荷B．该电场为匀强电场，电场强度大小为1000V/mC．该粒子沿x轴从A点到B点的过程中，电势能一直增大D．在x轴上从A点到B点电场的方向先沿x轴正方向后沿负方向9、如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图，一个带电粒子从坐标原点O处静止释放，仅在静电力作用下从坐标原点O沿x轴正方向运动，则()A．粒子一定带负电B．粒子在x1与x3两点的加速度相等C．粒子从x1运动到x3，电势能先减小后增大D．粒子释放后将在x轴正方向某一范围内做往复运动10、（多选）如图所示为沿x轴方向的电场中的电势与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点的切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为的滑块P（可视作质点），从处由静止释放，其与水平地面间的动摩擦因数为0.02，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。则下列说法正确的是（）A．电场强度方向沿x轴正方向且电场强度逐渐减小B．全过程滑块减少的电势能等于滑块与水平地面间摩擦产生的热量C．滑块运动的最大速度约为0.1m/sD．滑块先做加速度逐渐增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动，最终静止11、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是()A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2＝φ0>φ1D．x2～x3段的电场强度大小、方向均不变12、如图甲，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能。如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=lm处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，。则（）A．x=3m处的电势最低 B．滑块向右运动过程中，动能一直减小C．滑块运动至x=3m处时，速度最大 D．滑块向右一定能经过x＝4m处的位置13、(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示，则下列说法正确的是()A．粒子从x1处运动到x2处的过程中电场力做正功B．x1、x2处电场强度方向沿x轴正方向C．x1处的电场强度大小大于x2处的电场强度大小D．x1处的电势比x2处的电势低14、（多选）以点电荷A、B的连线为轴，以点电荷B为坐标原点建立如图所示的坐标系，点电荷A、B带电荷量分别为，间距为。一电子以一定的初速度进入该电场，由靠近坐标原点的位置沿轴正方向运动，其电势能的变化如图中实线所示。图线与轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为，则下列判断正确的是（）A．A电荷带负电，B电荷带正电 B．之间电场强度沿轴负方向C． D．15、（多选）如图甲所示，斜面AC的倾角为30°，以B点为界，AB部分光滑，BC部分粗糙，BC=2AB=2L。在BC间存在一平行于斜面的匀强电场，一质量为m，电荷量为+q物体（可视为质点）从斜面顶端A由静止开始下滑，到达底端C时速度恰好为零，其在BC间的电势能随距B的距离x的变化关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（

）A．BC间的匀强电场方向为由B指向CB．BC间的匀强电场大小为C．物体在BC间运动的加速度大小为2.5m/s2D．物体与斜面BC部分的动摩擦因数为16、(多选)如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，其电势能Ep沿x轴的变化如图所示，下列说法正确的是()A．粒子在x2点的速度为v0B．从O点到x3点的过程中，电场的电势先升高再降低再升高C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为eq\r(\f(2Ep0,m))D．若v0＝2eq\r(\f(Ep0,m))，则粒子在运动过程中的最大动能为2Ep017、（多选）空间中存在一静电场，一电子从处以一定的初速度沿轴方向射出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能随位置x变化的关系如图所示。则下列判断正确的是（）A．处电场强度比处电场强度大B．处电势最大、电场强度最小C．处的电场强度方向沿x轴正方向D．电子在处的速度大于处的速度18、空间有沿x轴正方向的电场，电场强度E与位置x的关系如图所示，图中、为已知量。取处的电势为零，一质量为m、电荷量为的粒子仅在电场力作用下从处由静止开始运动，下列说法正确的是（）A．该粒子在到的过程中做匀加速运动B．处的电势为C．该粒子在处的动能为D．该粒子在到的过程中克服电场力做功为19、（多选）沿电场中某条电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度E的正方向，坐标轴上的点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为Ek，仅考虑静电力作用，则下列说法正确的是()A．从O点到C点，电势先升高后降低B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动C．粒子运动到C点时动能大于3EkD．粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量20、如图，为方向沿轴的某电场的场强随位置坐标变化的关系图像，其中在负半轴上的图像是直线。一电子从轴上的处由静止释放，仅在电场力作用下运动，电子电荷量绝对值为（），下列说法正确的是（

）A．电子从到过程动能增量大于从到过程动能增量B．电子在处与处的电势能相等C．电子从处运动到处过程中，电势能减小了D．电子在处具有的电势能最大21、（多选）空间中存在沿x轴正方向的电场，x轴上各点的电场强度随x的变化情况如图所示，下列说法正确的是（

）A．两处电势相同B．电子在处电势能小于在处的电势能C．x=0处于处两点之间的电势差为D．电子沿x轴从处运动到处，电场力一直做负功22、如图所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴．理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则 ()x2处场强大小为eq\f(kQ,x\o\al(2,2))B．球内部的电场为匀强电场C．x1、x2两点处的电势相同23、（多选）某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（

）粒子运动到处时速度最大粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动粒子从到的过程中，加速度一直减小O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等24、（多选）如图甲所示，以等量正点电荷连线的中点作为原点，沿中垂线建立x轴，x轴上各点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）处电势等于处电势处电场强度与处电场强度相同将电子从x轴上处由静止释放，仅在静电力作用下电子从处运动到处的过程中，电子做加速度减小的加速运动将电子从x轴上处由静止释放，仅在静电力作用下电子从处运动到处的过程中，电子做加速度减小的加速运动25、(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图7所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点