1、考点36对电场图像问题的考查例 a、b是x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图1中曲线所示,P点处电势最低,而且a、P之间的距离大于P、b之间的距离从图中可看出以下说法中正确的是()图1Aa、P间和P、b间各点的电场方向都指向P点Ba和b一定是同种电荷,但是不一定是正电荷C电势最低的P点的电场强度最大D把带负电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中,电场力对该电荷先做正功后做负功审题突破x图线的切线斜率表示电场强度的大小,所以P处场强为零,从a到b电势先减小后增大,根据电场力方向与运动方向的关系判断电场力是做正功还是负功根据点电荷场强公式,得到Q1的电荷
2、量一定大于Q2的电荷量;根据场强方向得出两电荷一定是正电荷解析根据顺着电场线电势降低可知,P点的左侧电场方向向右,P点的右侧电场方向向左,则a、P间和P、b间各点的电场方向都指向P点,故A正确; P点切线斜率为零,而x图线的切线斜率表示电场强度的大小,则P点的电场强度为零两电荷在P点的合场强为零,P点距离Q1较远,根据点电荷的场强公式知,Q1的电量大于Q2的电量从a到b电势先减小后增大,因为沿电场线方向电势逐渐降低,知Q1和Q2一定是同种电荷,且都为正电荷,故B错误;由图像切线的斜率表示电场强度的大小,就知道P处场强为零,且电势最低,故C错误;把带负电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中,电场力
3、先向左后向右,电场力先做负功再做正功,故D错误答案A图22(2015安徽17)一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其电势能Ep与位移x的关系如图2所示,下列图象中合理的是()答案D解析带电粒子在电场中运动时,其电势能的变化规律是非线性的A:由Epx图象知,带电粒子的电势能不是均匀变化的,电场力不能为恒力,故选项A错误;B:带电粒子仅受静电力作用,故电势能和动能相互转化,电势能的减少量等于动能的增加量,即动能增加得越来越慢,故选项B错误;C:由于静电力不是恒力,加速度a应该越来越小,故选项C错误,选项D正确3静电场方向平行于x轴,其电势随x
4、的分布可简化为如图3所示的折线一质量为m、带电量为q的粒子(不计重力),以初速度v0从O点(x0)进入电场,沿x轴正方向运动下列叙述正确的是()图3A粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小B粒子从x1运动到x3的过程中,电势能先减小后增大C要使粒子能运动到x4处,粒子的初速度v0至少为2 D若v02 ,粒子在运动过程中的最大速度为答案AD解析粒子从O运动到x1的过程中,电势升高,场强方向沿x轴负方向,粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向,粒子做减速运动,故A正确粒子从x1运动到x3的过程中,电势不断降低,根据正电荷在电势高处电势能越大,可知,粒子的电势能不断减小,故B错误根据电场力和运动的对称性
5、可知:粒子如能运动到x1处,就能到达x4处,当粒子恰好运动到x1处时,由动能定理得q(00)0mv,解得v0 ,所以要使粒子能运动到x4处,粒子的初速度v0至少为 ,故C错误若v02 ,粒子运动到x3处电势能最小,动能最大,由动能定理得q0(0)mvmv,解得最大速度为vm ,故D正确电场中的图像类型可以分为如下几种基本类型,场强随坐标轴变化的函数图像:即Ex图像,电势随坐标轴变化的函数图像:x图像,电势能随坐标轴变化的图像:Epx图像场源可能是点电荷,也可能是电偶极子,还可能是带电平板等,解答该类型题关键是要读懂图像的电学意义,即坐标轴、坐标原点、斜率、交点坐标等的物理意义,同时结合题意,读
6、懂已知条件,以及提出的问题,根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题强化练习4某带电物体所在空间形成一个电场,沿x轴方向其电势的变化如图4所示电子从O点以v0的初速度沿x轴正方向射出,依次通过a、b、c、d点则下列关于电子运动的描述正确的是()图4A在Oa间电子做匀加速直线运动B电子在Od之间一直在做减速直线运动C要使电子能到达无穷远处,粒子的初速度v0至少为 D在cd间运动时电子的电势能一定增大答案CD解析由题图知Oa和bc间的电势不变,则Oa和bc间的电场强度为零,电子不受电场力,做匀速直线运动,故A、B错误由于电子在Od运动时电场力做负功,所以其电势能增大,动能减小;电场力做功:We
7、e0,所以要使电子能到达无穷远处,由动能定理得:W0mv,所以粒子的初速度v0至少为 ,故C正确电子在cd间运动时电子受到的电场力做负功,电子的电势能一定增大,故D正确5如图5所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图像一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)()图5答案D解析圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,
8、则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后到达A点,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小,故A正确;小球从A到圆环中心的过程中,重力势能Epmgh,小球穿过圆环后,Epmgh,重力势能与高度是线性变化的,故B正确;小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故C正确;由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,故D错误版权所有:高考资源网()