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1、
電場中的圖像問題
1.考點及要求:(1)電場強度、點電荷的場強(Ⅱ);(2)電勢能和電勢隨位置變化的特點(Ⅱ).
1.兩個不等量異種點電荷位于x軸上,a帶正電,b帶負電,|qa|>|qb|.a、b相對坐標原點位置對稱.取無限遠處的電勢為零.下列各圖正確描述x軸上的電勢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的點電荷固定在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖1所示,其中A、N兩點的電勢為零,ND段中C點電勢最高,下列說法不正確的是( )
圖1
A.q1為正電荷,q2為負電荷
B.|q1|<|q2|
C.C點
2、的電場強度為零
D.將一帶負電的檢驗電荷從N點移到D點,電場力先做負功后做正功
3.如圖2所示,無限大均勻帶正電薄板豎直放置,其周圍空間的電場可認為是勻強電場.光滑絕緣細管垂直于板穿過中間小孔,一個視為質(zhì)點的帶負電小球在細管內(nèi)運動.以小孔為原點建立x軸,規(guī)定x軸正方向為加速度a、速度v的正方向,下圖分別表示x軸上各點的電勢φ、小球的加速度a、速度v和動能Ek隨x的變化圖象,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,其中豎直的一條電場線如圖3甲所示,一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球,在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運動.以O為坐標原點,取
3、豎直向下為x軸的正方向,小球的機械能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.電場強度大小恒定,方向沿x軸負方向
B.從0到x1的過程中,小球的速率越來越大,加速度越來越大
C.從0到x1的過程中,相等的位移內(nèi),小球克服電場力做的功越來越大
D.到達x1位置時,小球速度的大小為
5.電場中某一直線上電勢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軸對稱,且與坐標原點相切,A、B、C、D四點所對應的電勢相等,UBO為B、O兩點間電勢差,UOC是O、C兩點間電勢差,則( )
圖4
A.UBO=UOC
B.從B到C靜電力對電荷一定先做負功
4、再做正功
C.A、D兩點場強相同
D.O點場強等于零
6.(多選)如圖5甲所示,Q1、Q2為兩個被固定的點電荷,a、b是它們連線的延長線上的兩點.現(xiàn)有一帶負電的粒子只在電場力作用下以一定的初速度從a點開始經(jīng)b點向遠處運動,粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為va、vb,其速度時間圖象如圖乙所示.下列說法正確的是( )
圖5
A.Q1一定帶正電
B.Q1的電量一定小于Q2的電量
C.b點的電場強度一定為零
D.粒子由a點經(jīng)b點向遠處運動過程中,粒子的電勢能先減小后增大
7.一個外半徑為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,金屬球殼在周圍空間產(chǎn)生靜電場,則其電
5、場強度的大小E在x軸上的分布情況是圖中的( )
答案解析
1.D [在不等量異種點電荷的電場中,負點電荷附近電勢小于零,C項錯;電勢φ-x圖象上,各點切線斜率表示場強大小,兩電荷連線中,場強具有最小值的點靠近電荷量較小的b點電荷,故電勢為零的點靠近b點電荷,D項正確.]
2.BD [由φ-x圖象可知從O到M的過程中,電勢逐漸降低,且不對稱,A點離M點較近,故q1為正電荷,q2為負電荷,且|q1|>|q2|,選項A正確,選項B錯誤;在φ-x圖象中,圖線的斜率大小等于場強E的大小,C點是ND段的電勢最高點,該點切線水平,其斜率為0,故C點的電場強度為零,選項C正確;由Ep=qφ,帶負
6、電的檢驗電荷從N點移到D點,電勢能先減小后增大,故電場力先做正功后做負功,選項D錯誤.]
3.D
4.BD [小球的機械能變化是由電場力做功引起的,由圖乙可知0到x1機械能在減小,即電場力做負功,又因為小球帶正電,故場強方向沿x軸負方向,E-x圖線的斜率為電場力,由圖象可知,0到x1斜率在減小,F(xiàn)電在減小,即場強減小,故A錯誤.由牛頓第二定律mg-F電=ma可知a在增大,故B正確.因為電場力逐漸減小,故相等位移內(nèi),小球克服電場力做功越來越小,C錯誤.0到x1由動能定理mv2=mgx1-(E0-E1)得v= ,所以D選項正確.]
5.D [B點電勢高于O點,而O點電勢小于C點,故UBO=-
7、UOC,故A錯誤;從B到C對正電荷先做正功再做負功;而對負電荷是先做負功再做正功,故B錯誤;根據(jù)電勢的變化可知,A、D兩點的電場方向相反,故C錯誤;根據(jù)題圖可知,左右兩邊的電場線均指向O點,故O點的場強應為0;故D正確.]
6.CD [從速度圖象上看,可見a到b做加速度減小的加速運動,在b點時粒子運動的加速度為零,則電場力為零,所以該點場強為零,Q1正負不能判斷,故A錯誤,C正確;b點場強為零,可見兩點電荷在b點對負電荷的電場力相等,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錯誤;整個過程動能先增加后減小,根據(jù)能量守恒電勢能先減小后增大,故D正確.]
7.D
4