2025版高考物理一轮复习微专题小练习静电场专题49电场中的图像问题

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(多选)一电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v­t图像如图所示．则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是选项中的( )
答案：CD
解析：根据v­t图像可知电荷的加速度逐渐增大，即电荷所受电场力逐渐增大，又根据电场线越密集电场强度越大可知，从A到B电场线逐渐密集，由于题干没说明是带正电还是带负电，故电荷所受电场力方向与电场强度方向可能相同、可能相反，综上所述可知，A、B错误，C、D正确．
2．在真空中某区域有一电场，其中一条电场线如图甲所示，O、A、B为电场线上间距相等的三个点，这一条电场线上各点的电势φ分布如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．O点的电势小于A点的电势
B．O点的电场强度小于A点的电场强度
C．将正电荷沿该直线从A移到B的过程中，电场力做负功
D．O、A两点间的电势差大于A、B两点间的电势差
答案：D
解析：根据乙图可知，O点的电势大于A点的电势，故A错误；电势变化越快的地方场强越大，根据图线斜率可以得出，O点的电场强度大于A点的电场强度，故B错误；将正电荷沿该直线从A移到B的过程中，电场力做正功，故C错误；O、A两点间的电势差大于A、B两点间的电势差，故D正确．
3.
[2024·江苏省南通市教学质量调研]真空中有一静止、半径为r0的均匀带正电的球体，场强E沿半径r方向分布情况如图所示，图中E0、r0、r1、r2以及静电力常量k都是已知量，下列说法中正确的是( )
A．r0处电势最高
B．r1、r2两处的电场强度方向相反
C．r1、r2两处的电势差等于E0(r2－r1)
D．利用已知量可求出球体所带的电荷量
答案：D
解析：由图可知，场强E沿半径r方向始终大于0，r1、r2两处的电场强度方向相同，电势沿着场强方向逐渐降低，故r0处不是电势最高处，可知球心处的电势最高，A、B错误；在E­r图像中，曲线与坐标轴所围成的面积表示电势差的大小，故可得r1、r2两处的电势差大于E0(r2－r1)，C错误；根据r2处的场强为E0，有E0＝k eq \f(Q,r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ) ，解得Q＝ eq \f(E0r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,k) ，D正确．
4.
(多选)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O～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线．下列说法正确的是( )
A．x1处电场强度为零
B．从x2到x3，电场强度逐渐增大
C．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3
D.粒子在0～x2段做匀变速运动，在x2～x3段做匀速直线运动
答案：AC
解析：Ep­x图像的斜率表示电场力(也是合外力)，图线在x1处的斜率为零，则电场力为零，电场强度为零，A正确；从x2到x3，斜率不变，电场力不变，电场强度不变，B错误；由φ＝ eq \f(Ep,－q) ，由图像得0＜Ep1＜Ep2＜Ep3，联立解得0＞φ1＞φ2＞φ3，C正确；在0～x2段，粒子受到的电场力变化，加速度变化，不是匀变速运动；x2～x3段，电场力恒定，做匀变速直线运动，D错误．
5．[2024·甘肃省甘南期中考试](多选)空间中某一静电场方向平行于x轴，电势φ随x变化情况如图所示．一质量为4.0×10－20kg、电荷量为2.0×10－10C的带负电粒子(不计重力)从x轴上x＝－2 cm处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴做往复运动，下列说法正确的是( )
A．在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场
B．在－2 cmC．在0D．该粒子运动过程中经过x＝0速度最大，最大速度是4×105m/s
答案：ABD
解析：由φ­x图像的斜率表示电场强度可知，在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场，A正确；在－2 cm≤x＜0区域内电场强度大小E1＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Δφ1,d1))) ＝ eq \f(16,2×10－2) V/m＝800 V/m，方向沿x轴负方向，B正确；在0＜x≤4 cm区域内电场强度大小E2＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Δφ2,d2))) ＝ eq \f(16,4×10－2) V/m＝400 V/m，C错误；粒子在－2≤x＜0 cm沿x轴正向做匀加速运动，则0＜x≤4 cm区域内沿x轴正向做匀减速运动，可知粒子经过x＝0处时速度最大，粒子从x＝－2 cm运动到x＝0的过程，由动能定理可得qU＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ，其中U＝16 V，代入数值可得vm＝4×105m/s，D正确．
6．空间存在一静电场，电场中x轴上的电势φ随x坐标的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )
A.x＝4 m处的电场强度为零
B．x＝4 m处电场方向一定沿x轴正方向
C．电荷量为e的负电荷沿x轴从O点移动到6 m处，电势能增大8 eV
D．若电荷只在电场力作用下沿x轴正方向移动，加速度先增大后减小
答案：C
解析：图像的斜率等于电场强度，则x＝4 m处的电场强度不为零，A错误；从0到x＝4 m处电势不断降低，但问题中没有说明电场线是否与x轴平行，则x＝4 m处的电场方向不一定沿x轴正方向，故B错误；负电荷沿x轴正方向移动，电势降低，电势能增大的量为ΔEp＝－e·(－4 V－4 V)＝8 eV，C正确；根据牛顿第二定律qE＝ma，加速度与电场强度成正比，由图像可知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，即加速度先减小后增大，D错误．
7．空间中存在一静电场，一电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位置x的变化关系如图所示，则电子从x1向x3运动的过程中，下列说法正确的是( )
A．在x1处电子速度最大
B．在x2处电子加速度最大
C．在x3处电场强度最大
D．在x2处电势最高
答案：C
解析：电子仅在电场力作用下运动，动能与电势能之和是恒定的，则电子从x1向x3运动的过程中，在x3处的电势能最小，则动能最大，速度最大，A错误；Ep­x图像的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在x2处图像的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；电子从x1向x3运动的过程中，x3处的图像斜率绝对值最大，则电场力最大，电场强度最大，C正确；电子从x1向x3运动的过程中，电子在x2处电势能最大，但由于电子带负电，故在x2处电势最低，D错误．