電場(chǎng)中的相關(guān)圖像應(yīng)用

1、 電場(chǎng)中的圖象問(wèn)題研究高中物理靜電場(chǎng)中的圖像類(lèi)型可以分為如下幾種基本類(lèi)型，1. 場(chǎng)強(qiáng)隨坐標(biāo)軸變化的函數(shù)圖像：即圖像；2. 電勢(shì)隨坐標(biāo)軸變化的函數(shù)圖像：圖像，3. 電勢(shì)能隨坐標(biāo)軸變化的圖像：圖像。4. 速度隨坐標(biāo)軸變化的圖像： 圖像。5. 電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像： 圖像6. 速度隨時(shí)間變化的圖像： 圖像7. 場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的圖像： 圖像8. 電容與極板之間距離變化的圖象： 圖像 場(chǎng)源可能是點(diǎn)電荷，也可能是電偶極子，還可能是帶電平板等，解答該類(lèi)型題關(guān)鍵是要讀懂圖像的電學(xué)意義，即坐標(biāo)軸，坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率，交點(diǎn)坐標(biāo)等的物理意義，同時(shí)結(jié)合題意，讀懂已知條件，以與提出的問(wèn)題，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和電勢(shì)的基本公

2、式解決問(wèn)題。一、電場(chǎng)中的E-x圖象1（2009高考）兩帶電量分別為q和q的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為L(zhǎng)，能正確反映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小E與x關(guān)系的是圖（ ）ABCD2（2010高考）空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示。下列說(shuō)確的是（）AO點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高Cx1和-x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等3空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示，下列說(shuō)確的是()AO點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Cx2和x2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx2點(diǎn)的電勢(shì)低于x3點(diǎn)的電勢(shì)4（2012二模）真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，以連線中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)

3、，以它們的中垂線為x軸，下圖中能正確表示x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度情況的是（ ）5（2012三模）兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于x軸上，關(guān)于原點(diǎn)O呈對(duì)稱(chēng)分布，下列能正確描述電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化規(guī)律的圖是（ ）6.2013高考(12分)半徑為R，均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ(chēng)的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖所示，圖中E0已知，Er曲線下OR部分的面積等于R2R部分的面積。(1)寫(xiě)出Er曲線下面積的單位；(2)己知帶電球在rR處的場(chǎng)強(qiáng)EkQr2，式中k為靜電力常量，該均勻帶電球所帶的電荷量Q為多大?(3)求球心與球表面間的電勢(shì)差U；(4)質(zhì)量為m，電荷量為q的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動(dòng)到2R處?二、

4、電場(chǎng)中的-x圖象7有一靜電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于x軸其電勢(shì)隨坐標(biāo)x的改變而變化，變化的圖線如圖1所示，則圖2中正確表示該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線是(設(shè)場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)取正值)()圖1圖28（錫常鎮(zhèn)2012二模）某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與x軸重合，其電勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示。在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子僅受電場(chǎng)力的作用，則在- x0x0區(qū)間（ ）A該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B該靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)C電子將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小D電子將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸增大9如圖甲所示，一條電場(chǎng)線與Ox軸重合，取O點(diǎn)電勢(shì)為零，Ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x變化的情況如圖乙所示，若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電

5、子僅受電場(chǎng)力的作用，則()A電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng) B電子的電勢(shì)能將增大C電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定 D電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大10（2011高考）兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，正確描述電勢(shì)隨位置x變化規(guī)律的是圖（ ）11（2009高考）空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在軸上分布如圖所示，軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說(shuō)法中正確的有（ ） AEBx的大小大于ECx的大小 BEBx的方向沿x軸正方向 C電荷在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在方向上的分量最大 D負(fù)電荷沿軸從移到的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功12.（2012百校聯(lián)考）兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上

6、的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，則（ ）AC點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零CNC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向D將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功13真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼，通過(guò)其球心的一直線上各點(diǎn)的電勢(shì)分布如圖，r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離，r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離.下列說(shuō)法中正確的是()AA點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向BCA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D正電荷沿直線從A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功14(2012模擬)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)

7、在x軸上分布如圖所示，A、B、C、D是x軸上的四點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度在x軸方向上的分量大小分別是EA、EB、EC、ED，則()AEAEBBECEDCA、D兩點(diǎn)在x軸方向上的場(chǎng)強(qiáng)方向相反D同一負(fù)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能15（2011高考）靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中0和d為已知量。一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為A（0<A<q0）。忽略重力。求：0-ddxO（1）粒子所受電場(chǎng)力的大小；（2）粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間；（3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期。16粗糙絕緣的水平面附近存

8、在一個(gè)平行于水平面的電場(chǎng)，其中某一區(qū)域的電場(chǎng)線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢(shì)j與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示：123456789x/m0.050.100.150.200.250.300.350.400.45/105v9.004.503.002.251.801.501.291.131.00根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出jx圖像。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.10kg，電荷量為1.0´10-7C帶正電荷的滑塊（可視作質(zhì)點(diǎn)），其與水平面的動(dòng)摩擦因素為0.20。問(wèn)：（1）由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息，寫(xiě)出沿x軸的電勢(shì)j與x的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。（2）若將滑塊無(wú)初速地放在x=0.10m處，則滑塊最終停止在何處？（3）在

9、上述第（2）問(wèn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的加速度如何變化？當(dāng)它位于x=0.15m時(shí)它的加速度多大？三、電場(chǎng)中的v-t圖象17如圖所示，兩個(gè)帶等量的正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)，被固定在光滑的絕緣的水平面上，P、N是小球A、B的連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且POON.現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))，由P點(diǎn)靜止釋放，在小球C向N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列關(guān)于小球C的速度圖象中，可能正確的是()18在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如右圖所示，有一帶負(fù)電的微粒，從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣)，在如圖所示的速度時(shí)間圖象

10、中，符合粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況的是()19如圖所示，點(diǎn)電荷4Q與Q分別固定在A、B兩點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)將AB連線三等分，現(xiàn)使一個(gè)帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn)開(kāi)始以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子的重力，則該粒子在CD之間運(yùn)動(dòng)的速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能是()20.有一負(fù)電荷自電場(chǎng)中的A點(diǎn)自由釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖1所示，則A、B所在電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng)線分布可能是圖2中的() 圖-1 圖-221如圖(1)是某一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，A、B是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷q僅在電場(chǎng)力作用下以初速度v0從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中的速度圖線如圖(2)所示，則以下說(shuō)法中正確的是()AA、

11、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是EA<EBBA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是A>BC負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小是A>BD此電場(chǎng)一定是負(fù)電荷形成的電場(chǎng)22圖甲所示有向線段表示電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線，質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為v0，一段時(shí)間后到達(dá)與A相距為d的B點(diǎn)，速度減為0，粒子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是（ ）A該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，可以求出電場(chǎng)強(qiáng)度大小BA點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，可以求出AB電勢(shì)差CA點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，可以求出A點(diǎn)電勢(shì)D電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于B點(diǎn)的電勢(shì)能，可以求出A到B過(guò)程中電場(chǎng)力做的功23一正電荷僅在電場(chǎng)

12、力作用下，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度大小隨時(shí)間變化的圖象如圖所示下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電勢(shì)的高低的判斷，正確的是()AEAEB，ABBEAEB，AB CEAEB，ABDEAEB，AB24平行板間有如圖所示的周期性變化的電壓重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t0時(shí)刻開(kāi)始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)碰板情況能正確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是() 四、電場(chǎng)中圖象問(wèn)題綜合25在地面附近，存在著一有界電場(chǎng)，邊界MN將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域、，在區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在區(qū)域中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A，如圖甲所示，小球運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計(jì)空

13、氣阻力，則()A在t2.5 s時(shí)，小球經(jīng)過(guò)邊界MNB小球受到的重力與電場(chǎng)力之比為35C在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，重力做的功與電場(chǎng)力做的功大小相等D在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，小球的機(jī)械能與電勢(shì)能總和先變大再變小26如圖甲所示，Q1、Q2為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷，其中Q1帶正電，它們連線的延長(zhǎng)線上有a、b兩 點(diǎn)一正試探電荷以一定的初速度沿直線從b點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖乙所示則()AQ2帶正電BQ2帶負(fù)電C試探電荷從b到a的過(guò)程中電勢(shì)能增大D試探電荷從b到a的過(guò)程中電勢(shì)能減小27如圖所示，交變電壓加在平行板電容器A、B兩極板上，開(kāi)始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高，這時(shí)有一個(gè)原來(lái)靜止的電子正處在兩板的中

14、間，它在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大，下列說(shuō)確的是()A電子一直向著A板運(yùn)動(dòng)B電子一直向著B(niǎo)板運(yùn)動(dòng)C電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回向B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)D電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回向A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)28如圖所示，A、B為一對(duì)中間開(kāi)有小孔的平行金屬板，相距一定距離，A板接地，現(xiàn)有一電子在t0時(shí)刻在A板小孔中由靜止開(kāi)始向B板運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力與阻力影響，使電子一定能從B板小孔射出，則B板電勢(shì)B與時(shí)間t的變化規(guī)律是()29如圖所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量

15、電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化的情況在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是() 30如圖(甲)所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示，電子原來(lái)靜止在左極板小孔處，不計(jì)電子的重力，下列說(shuō)確的是()A從t0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B從t0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C從tT/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D從t3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上 31.（2013全國(guó)卷大綱版25（19分）一電荷量為q（q0）、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，在t0時(shí)由靜止開(kāi)

16、始運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。不計(jì)重力，求在t0到tT的時(shí)間間隔Et0.25T0.5T0.75TTE02E0E02E00 （1）粒子位移的大小和方向； （2）粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。1. A 2.C3.C4.A 5. A 6（1）V（伏特）（2）（3）（4）由動(dòng)能定理7. A 8.BC 9.AD10.A 11. AD 12.A 13.B 14.BCD15.（1）由圖知，0與d（或-d）的電勢(shì)差為0電場(chǎng)強(qiáng)度的大小電場(chǎng)力的大?。?）設(shè)粒子在-x0，x0區(qū)間運(yùn)動(dòng)，速率為v，由題意得由圖可知，得因動(dòng)能非負(fù)，有，得即粒子運(yùn)動(dòng)區(qū)間（3）考慮粒子從-x0處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的四分之一周期，根據(jù)牛頓第二定律得粒子的加速度由勻加速直線運(yùn)動(dòng)，代入解得因此粒子運(yùn)動(dòng)周期16.（1）由數(shù)據(jù)表格和圖像可得，電勢(shì)j與x成反比關(guān)系，即V（2）由動(dòng)能定理得：WF+Wf=EK= 0設(shè)滑塊停止的位置為x2，有：即代入數(shù)據(jù)，解得x2=0.225m（舍去x2=0.1m）。（3）先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng)。即加速度先減小后增大。當(dāng)它位于x=0.15m時(shí)，圖像上該點(diǎn)的切線斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大小滑塊在該點(diǎn)的水平合力Fx=qE mg=0，故滑塊的加速度a=Fx/m =017.AB 18.C 19.BC 20.B 21.ABD 22.B 23.B 24.A 25.BC26.BC 27.D 28.A