高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專(zhuān)題48 電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題

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電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題 1．考點(diǎn)及要求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)(Ⅱ)；(2)電勢(shì)能和電勢(shì)隨位置變化的特點(diǎn)(Ⅱ)． 1．兩個(gè)不等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，a帶正電，b帶負(fù)電，|qa|>|qb|.a、b相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)位置對(duì)稱(chēng)．取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零．下列各圖正確描述x軸上的電勢(shì)φ隨位置x變化規(guī)律的是(　　) 2. (多選)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖1所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，下列說(shuō)法不正確的是(　　) 圖1 A．q1為正電荷，q2為負(fù)電荷 B．|q1|<|q2| C．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 D．將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功 3.如圖2所示，無(wú)限大均勻帶正電薄板豎直放置，其周?chē)臻g的電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)．光滑絕緣細(xì)管垂直于板穿過(guò)中間小孔，一個(gè)視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)．以小孔為原點(diǎn)建立x軸，規(guī)定x軸正方向?yàn)榧铀俣萢、速度v的正方向，下圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)φ、小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖像，其中正確的是(　　) 圖2 4．(多選)某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場(chǎng)，其中豎直的一條電場(chǎng)線如圖3甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場(chǎng)中從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿電場(chǎng)線豎直向下運(yùn)動(dòng)．以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙所示，則(不考慮空氣阻力)(　　) 圖3 A．電場(chǎng)強(qiáng)度大小恒定，方向沿x軸負(fù)方向 B．從0到x1的過(guò)程中，小球的速率越來(lái)越大，加速度越來(lái)越大 C．從0到x1的過(guò)程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場(chǎng)力做的功越來(lái)越大 D．到達(dá)x1位置時(shí)，小球速度的大小為 5．電場(chǎng)中某一直線上電勢(shì)φ隨著位置x變化規(guī)律的曲線如圖4所示，曲線圖關(guān)于φ軸對(duì)稱(chēng)，且與坐標(biāo)原點(diǎn)相切，A、B、C、D四點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電勢(shì)相等，UBO為B、O兩點(diǎn)間電勢(shì)差，UOC是O、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差，則(　　) 圖4 A．UBO＝UOC B．從B到C靜電力對(duì)電荷一定先做負(fù)功再做正功 C．A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 D．O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零 6．(多選)如圖5甲所示，Q1、Q2為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷，a、b是它們連線的延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)．現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下以一定的初速度從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度時(shí)間圖像如圖乙所示．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．Q1一定帶正電 B．Q1的電量一定小于Q2的電量 C．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零 D．粒子由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的電勢(shì)能先減小后增大 7．一個(gè)外半徑為R、內(nèi)半徑為r的帶正電空心金屬球殼，球心在x軸上的O點(diǎn)，金屬球殼在周?chē)臻g產(chǎn)生靜電場(chǎng)，則其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E在x軸上的分布情況是圖中的(　　) 答案解析 1．D　[在不等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，負(fù)點(diǎn)電荷附近電勢(shì)小于零，C項(xiàng)錯(cuò)；電勢(shì)φ－x圖像上，各點(diǎn)切線斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大小，兩電荷連線中，場(chǎng)強(qiáng)具有最小值的點(diǎn)靠近電荷量較小的b點(diǎn)電荷，故電勢(shì)為零的點(diǎn)靠近b點(diǎn)電荷，D項(xiàng)正確．] 2．BD　[由φ－x圖像可知從O到M的過(guò)程中，電勢(shì)逐漸降低，且不對(duì)稱(chēng)，A點(diǎn)離M點(diǎn)較近，故q1為正電荷，q2為負(fù)電荷，且|q1|>|q2|，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在φ－x圖像中，圖線的斜率大小等于場(chǎng)強(qiáng)E的大小，C點(diǎn)是ND段的電勢(shì)最高點(diǎn)，該點(diǎn)切線水平，其斜率為0，故C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C正確；由Ep＝qφ，帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大，故電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 3．D 4．BD　[小球的機(jī)械能變化是由電場(chǎng)力做功引起的，由圖乙可知0到x1機(jī)械能在減小，即電場(chǎng)力做負(fù)功，又因?yàn)樾∏驇д?，故?chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向，E－x圖線的斜率為電場(chǎng)力，由圖像可知，0到x1斜率在減小，F(xiàn)電在減小，即場(chǎng)強(qiáng)減小，故A錯(cuò)誤．由牛頓第二定律mg－F電＝ma可知a在增大，故B正確．因?yàn)殡妶?chǎng)力逐漸減小，故相等位移內(nèi)，小球克服電場(chǎng)力做功越來(lái)越小，C錯(cuò)誤.0到x1由動(dòng)能定理mv2＝mgx1－(E0－E1)得v＝ ，所以D選項(xiàng)正確．] 5．D　[B點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)，而O點(diǎn)電勢(shì)小于C點(diǎn)，故UBO＝－UOC，故A錯(cuò)誤；從B到C對(duì)正電荷先做正功再做負(fù)功；而對(duì)負(fù)電荷是先做負(fù)功再做正功，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電勢(shì)的變化可知，A、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)方向相反，故C錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知，左右兩邊的電場(chǎng)線均指向O點(diǎn)，故O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為0；故D正確．] 6．CD　[從速度圖像上看，可見(jiàn)a到b做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在b點(diǎn)時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為零，則電場(chǎng)力為零，所以該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，Q1正負(fù)不能判斷，故A錯(cuò)誤，C正確；b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，可見(jiàn)兩點(diǎn)電荷在b點(diǎn)對(duì)負(fù)電荷的電場(chǎng)力相等，根據(jù)F＝k，b到Q1的距離大于到Q2的距離，所以Q1的電量大于Q2的電量，故B錯(cuò)誤；整個(gè)過(guò)程動(dòng)能先增加后減小，根據(jù)能量守恒電勢(shì)能先減小后增大，故D正確．] 7．D