1、1静电场电场电势图像一、电场中的 E-x 图象1 （ 2009 上海高考）两带电量分别为 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 关系的是图（ ）A B C D2（2010 江苏高考）空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图象如图所示。下列说法正确的是（ ）AO 点的电势最低Bx 2 点的电势最高C x 1 和-x 1 两点的电势相等Dx 1 和 x3 两点的电势相等3空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图象如图所示，下列说法正确的是( ) A O 点的电势最低B x1和 x3两点的电势相等
2、C x2和 x2两点的电势相等D x2点的电势低于 x3点的电势4 （ 2012 盐城二模）真空中有两个等量异种点电荷，以连线中点 O 为坐标原点，以它们的中垂线为 x 轴，下图中能正确表示 x 轴上电场强度情况的是（ ）5 （ 2012 盐城三模）两个等量正点电荷位于 x 轴上，关于原点 O 呈对称分布，下列能正确描述电场强度 E 随位置 x 变化规律的图是（ ）6.【2013 上海高考 】 (12 分)半径为 R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中 E0 已知，Er 曲线下 OR 部分的面积等于 R2R部分的面积。(1)写出 Er 曲线下面积的单位
3、；(2)己知带电球在 rR 处的场强 EkQr 2，式中 k 为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大?(3)求球心与球表面间的电势差U；2(4)质量为 m， 电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到 2R 处?二、电场中的 -x 图象7有一静电场，其电场强度方向平行于 x 轴其电势 随坐标 x 的改变而变化，变化的图线如图 1 所示，则图 2 中正确表示该静电场的场强 E 随 x 变化的图线是(设场强沿 x 轴正方向时取正值)( )图 1图 28 （苏锡常镇 2012 二模）某静电场中的一条电场线与 x 轴重合，其电势的变化规律如图所示。在 O 点由静止释放一电
4、子，电子仅受电场力的作用，则在- x0x 0 区间内（ ）A该静电场是匀强电场B该静电场是非匀强电场C电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐减小D电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐增大9如图甲所示，一条电场线与 Ox 轴重合，取 O 点电势为零， Ox 方向上各点的电势 随 x变化的情况如图乙所示，若在 O 点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则( )A电子将沿 Ox 方向运动 B电子的电势能将增大C电子运动的加速度恒定 D电子运动的加速度先减小后增大310（2011 上海高考）两个等量异种点电荷位于 x 轴上，相对原点对称分布，正确描述电势 随位置 x 变化规律的是图（ ）11 （
5、 2009 江苏高考）空间某一静电场的电势 在 轴上分布如图所示， 轴上两点 B、Cxx点电场强度在 方向上的分量分别是 EBx、E Cx，下列说法中正确的x有（ ）AE Bx 的大小大于 ECx 的大小BE Bx 的方向沿 x 轴正方向C电荷在 点受到的电场力在 方向上的分量最大OD负电荷沿 轴从 移到 的过程中，电场力先做正功，后做负功12. （2012 江苏百校联考）两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷放在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势 随 x 变化的关系如图所示，其中 A、N 两点的电势为零，ND 段中 C点电势最高，则（ ）AC 点的电场强度大小为零BA 点的电
6、场强度大小为零C NC 间场强方向向 x 轴正方向D将一负点电荷从 N 点移到 D 点，电场力先做负功后做正功13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 分布如图，r 表示该直线上某点到球心的距离，r 1、r 2 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( )AA 点的电势低于 B 点的电势BA 点的电场强度方向由 A 指向 BC A 点的电场强度小于 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14 (2012 淮安模拟 )空间某一静电场的电势 在 x 轴上分布如图所示，A 、B、C、D 是 x 轴上的四点，电场强
7、度在 x 轴方向上的分量大小分别是 EA、E B、E C、E D，则( )AE AE BBE CE DC A、D 两点在 x 轴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15 （ 2011 北京高考）静电场方向平行于 x 轴，其电势 随 x 的分布可简化为如图所示的折线，图中 0 和 d 为已知量。一个带负电的粒子在电场中以 x=0 为中心，沿 x 轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为 m、电量为-q，其动能与电势能之和为 A（0BC负电荷 q 在 A、 B 两点的电势能大小是 ABD此电场一定是负电荷形成的电场22图甲所示有向线段表示电场中的一根电场线，质
8、量为 m、电荷量为-q 的带电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动，经过 A 点时速度为 v0，一段时间后到达与 A 相距为 d 的B 点，速度减为 0，粒子运动的 v-t 图象如图乙所示，下列判断正确的是（ ）A该电场为匀强电场，可以求出电场强度大小BA 点电势一定高于 B 点电势，可以求出 AB 电势差C A 点电势一定高于 B 点电势，可以求出 A 点电势D电荷在 A 点的电势能一定大于 B 点的电势能，可以求出 A 到 B 过程中电场力做的功23一正电荷仅在电场力作用下，从 A 点运动到 B 点，速度大小随时间变化的图象如图所示下列关于 A、 B 两点电场强度 E 的大小和电势 的高低
9、的判断，正确的是 ( )A EA EB， A BB EA EB， A B C EA EB， A BD EA EB， A B24平行板间有如图所示的周期性变化的电压重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 t0 时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况能正确定性描述粒子运动的速度图象的是( ) 四、电场中图象问题综合25在地面附近，存在着一有界电场，边界 MN 将某空间分成上下两个区域、，在区域中有竖直向上的匀强电场，在区域中离边界某一高度由静止释放一质量为 m 的带电小7球 A，如图甲所示，小球运动的 v t 图象如图乙所示，已知重力加速度为 g，不计空气阻力，则( )A在 t2.5 s 时，小球
10、经过边界 MNB小球受到的重力与电场力之比为 35C在小球向下运动的整个过程中，重力做的功与电场力做的功大小相等D在小球运动的整个过程中，小球的机械能与电势能总和先变大再变小26如图甲所示， Q1、 Q2为两个固定点电荷，其中 Q1带正电，它们连线的延长线上有a、 b 两 点一正试探电荷以一定的初速度沿直线从 b 点开始经 a 点向远处运动，其速度图象如图乙所示则 ( )A Q2带正电B Q2带负电C试探电荷从 b 到 a 的过程中电势能增大D试探电荷从 b 到 a 的过程中电势能减小27如图所示，交变电压加在平行板电容器 A、B 两极板上，开始 B 板电势比 A 板电势高，这时有一个原来静止
11、的电子正处在两板的中间，它在电场作用下开始运动设 A、B 两极板间的距离足够大，下列说法正确的是( )A电子一直向着 A 板运动B电子一直向着 B 板运动C电子先向 A 板运动，然后返回向 B 板运动，之后在 A、 B 两板间做周期性往复运动D电子先向 B 板运动，然后返回向 A 板运动，之后在 A、 B 两板间做周期性往复运动28如图所示，A 、B 为一对中间开有小孔的平行金属板，相距一定距离，A 板接地，现有一电子在 t0 时刻在 A 板小孔中由静止开始向 B 板运动，不计重力及阻力影响，使电子一定能从 B 板小孔射出，则 B 板电势 B 与时间 t 的变化规律是( )29如图所示为一只“
12、极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离 d 变化时，电容 C 便发 生变化，通过测量电容 C 的变化就可知道两极板之间距离 d 的变化的情况在下列图中能正确反映 C 与 d 之间变化规律的图象是( )30如图(甲)所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图(乙)所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法8正确的是( ) A从 t0 时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B从 t0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动C从 tT/4 时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D从 t3T/8
13、时刻释放电子，电子必将打到左极板上31.（2013 全国卷大纲版 25 （19 分）一电荷量为 q（q0 ） 、质量为 m 的带电粒子在匀强电场的作用下，在 t0 时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示。不计重力，求在 t0 到 tT 的时间间隔内（1）粒子位移的大小和方向；（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间。1. A 2.C 3.C 4.A 5. A 6 （ 1） V（伏特）（2 ） 02QEkR20Ek（3 ） 01“US（4 ）由动能定理 201mvqUR7. A 8.BC 9.AD 10.A 11. AD 12.A 13.B 14.BCD15.（ 1）由图知，0 与d（或-d
14、）的电势差为 0Et0.25T 0.5T 0.75T TE02E0E 02E 009电场强度的大小 0Ed电场力的大小 qF（2 ）设粒子在-x 0，x 0区间内运动，速率为v，由题意得 21mvqA由图可知 ，得0(1)d20()xmvqd因动能非负，有 ，得 即0()xqA0(1)0(1)xdq粒子运动区间 00(1)()ddq（3 ）考虑粒子从- x0处开始运动的四分之一周期，根据牛顿第二定律得粒子的加速度 0FEqamd由匀加速直线运动 ，代入解得02t 200(1)mdAtq因此粒子运动周期 004()dTtq16.（ 1）由数据表格和图像可得，电势 与 x 成反比关系，即 Vx41
15、05.（2 ）由动能定理得：W F+Wf=EK= 0设滑块停止的位置为 x2，有： )()(221mgq即 0)5.40.(xgq代入数据，解得 x2=0.225m（舍去 x2=0.1m） 。（3 ）先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动。即加速度先减小后增大。当它位于 x=0.15m 时，图像上该点的切线斜率表示场强大小 CNE/10.5.06滑块在该点的水平合力 Fx=qE mg=0，故滑块的加速度 a=Fx/m =017.AB 18.C 19.BC 20.B 21.ABD 22.B 23.B 24.A 25.BC 26.BC 27.D 28.AB 29.A 30.AC31
16、 （ 19 分）解法一：粒子在 0 、 、/4T/2 、 T 时间间隔内做匀变速运动，/2T3/4/设加速度分别为 a1、a 2、a 3、a 4，由牛顿第二定律得、 、 、 （每个式子 1 分）0qEm02q03qEma04a由此得带电粒子在 0T 时间间隔内运动的 at 图像如图（ a）所示（2 分） ，对应的vt0.25T 0.5T 0.75T Tv1v 10图（b）10vt 图像如图（b）所示（3 分） ，其中（1 分）014qETamv由图（b）可知，带电粒子在 t0 到 tT 时的位移为（2 分）1s联立解得 （2 分）206q它的方向沿初始电场正方向。 （1 分）（2）由图（b）可知，粒子在 t 到 t 内沿初始电场反方向运动，总的3/8T5/运动时间为（4 分）58t
