D.EpB-EpO>EpO-EpA
【参考答案】D
【名师解析】正电荷周围电势较高,负电荷周围电势较低,φA>φO>φB,选项A错误;根据图象切线的斜率绝对值等于场强大小,可知B点场强最大,O点最小,选项B错误;电子带负电,根据电势能Ep=qφ,可知EpB最大,EpA最小,选项C错误;由图象可知UOB>UAO,根据电场力做功W=qU,电子带负电,可知WBO>WOA,即EpB-EpO>EpO-EpA,选项D正确。
5(2017·辽宁省三校高三第三次调研考试)如图4所示,矩形区域PQNM内存在平行于纸面的匀强电场,一质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子(重力不计)从a点以v1=1×104m/s的初速度垂直于PQ进入电场,最终从MN边界的b点以与水平边界MN成30°角斜向右上方的方向射出,射出电场时的速度v2=2×104m/s,已知MP=20cm、MN=80cm,取a点电势为零,如果以a点为坐标原点O,沿PQ方向建立x轴,则粒子从a点运动到b点的过程中,电场的电场强度E、电势φ、粒子的速度v、电势能Ep随x的变化图象正确的是( )
图4
【参考答案】D
6.(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x的变化关系如图21所示,则下列说法正确的是( )
图21
A.粒子从x1处运动到x2处的过程中电场力做正功
B.x1、x2处电场强度方向沿x轴正方向
C.x1处的电场强度大小大于x2处的电场强度大小
D.x1处的电势比x2处的电势低
【参考答案】AD
7. 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22所示。
下列图象中合理的是( )
图22
【参考答案】D
8.(2017北京东城期末)静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。
将一个带负电的粒子在x=d处由静止释放,它只在电场力作用下沿x轴运动。
规定x轴正方向为电场强度E、加速度a、速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电场强度E,粒子的加速度a、速度v和动能Ek随x的变化图像,其中正确的是
【参考答案】D
【名师解析】根据电势φ随x的分布图线可知从0到d电场强度为E+=,匀强电场,方向沿x轴正方向;从0到-d电场强度为E-=,匀强电场,方向沿x轴负方向,选项图A错误;将一个带负电的粒子在x=d处由静止释放,电场力先做正功后做负功,选项图D正确C错误。
带电粒子在匀强电场中运动,加速度为恒量,选项图B错误。
9.(2016·鲁南六校联考)在光滑水平面内有一沿x轴的静电场,其电势φ随坐标x的变化关系如图所示,一质量为m,带电荷量为q的带负电小球(可视为质点)从O点以初速度v0沿x轴正向移动,则下列叙述正确的是( )
A.带电小球在0~x1段做匀加速运动,在x2~x3段做反方向匀加速运动
B.带电小球从x1到x3的过程中,电势能一直增大
C.若该带电小球能运动到x4处,则初速度应满足v0>
D.若v0=3,带电小球在运动过程中的最大速度为
【参考答案】BCD
10.(2016浙江金丽衢十二校联考)如图所示,两个等量异种点电荷,关于原点O对称放置,下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是
【参考答案】AC
11.(内蒙古赤峰二中2016届高三第四次模拟考试理科综合试题)如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示,以下说法正确的是()
A、该电场是匀强电场
B、电子在A、B两点的电势能
C、电子在A、B两点的加速度关系是
D、电子在A、B两点的速度
【参考答案】BC
【名师解析】由E=U/d=△φ/△x可知,电势图象的斜率等于电场强度。
由于图象斜率减小,说明从A到B的电场强度逐渐减小,该电场不是匀强电场,选项A错误。
由于A点的电势高于B点,电子在A、B两点的电势能,选项B正确。
由a=qE/m可知,电子在A、B两点的加速度关系是,选项C正确。
电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,克服电场力做功,电势能增大,动能减小,电子在A点的速度大于B点,选项D错误。
考点:
电场线、电势能
【名师点睛】根据图象的斜率大小等于电场强度,分析场强的变化.由图看出,电势逐渐降低,可判断出电场线的方向,确定电势的高低,由电场力做功正负,分析速度的大小并判断电子电势能的变化。
12.(西藏××区第一高级中学2016届高三下学期模拟考试
(二)理科综合·物理试题)某静电场的电场线与x轴平行,电势随x坐标变换的关系图像如图所示。
已知电场中P、Q两点的x坐标分别为1m、4m,将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,则
A、粒子在P点的动能等于在Q点的动能
B、粒子在P点的动能大于在Q点的动能
C、粒子在P点的电势能小于在Q点的电势能
D、粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能
【参考答案】A
考点:
考查了电势,电势能,电场力做功
【名师点睛】本题也可以根据电势能与电势的关系式分析电势能的关系,再由能量守恒定律分析动能的关系
13.(2016年全国普通高考重庆适应性测试(第三次)理科综合试题)在x轴上有两个点电荷q1和q2,x轴上电势随x而变化的关系如图所示,则
A.x=x1处电场强度为0
B.x=x2处电场强度不为0
C.q1、q2为不等量异种电荷,且正电荷在x=0处,负电荷在x<0的某处
D.q1、q2为等量异种电荷,且正电荷在x<0处,负电荷在x>0的某处
【参考答案】C
考点:
考查电场的性质、电场强度、电势、图象
【名师点睛】电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否.
14.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φ随x变化的情况如图乙所示。
若在O点由静止释放一电子,电子在仅受电场力的作用下开始运动,则以下说法正确的是( )
A.电子将沿x负方向运动
B.电子的电势能将变大
C.电子运动的加速度先增大后减小
D.电子运动的加速度一直增大
【参考答案】C
15.(2011·上海)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φ随位置x变化规律的是图
【参考答案】A
16.(2009·江苏).空间某一静电场的电势在轴上分布如题18-3图所示,轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿轴正方向
C.电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D.负电荷沿轴从移到的过程中,电场力先做正功,后做负功
【参考答案】AD
【名师解析】此题给出的电势φ在轴上分布可视为一个带电小球的电势φ随x变化情况图象。
取图象上一小段,U=△φ,Ex=-△φ/△x。
即图线斜率表示电场强度沿x轴的分量。
EBx的大小大于ECx的大小,选项A正确;由静电场的电势φ在轴上分布图可知,从O到B,电势降低,B处的电场强度沿X轴分量沿x轴负方向,即EBx的方向沿轴负方向,选项B错误;在O点,Ex=-△φ/△x=0,电荷在点受到的电场力F=qEx=0,在方向上的分量为零,选项D错误;由静电场的电势φ在轴上分布图可知,从O到C,电势降低,C处的电场强度沿x轴分量沿x轴正方向;负电荷沿轴从移到的过程中,电场力先做正功,后做负功,选项D正确。
17.(2015·洛阳联考)有一静电场,其电场强度方向平行于x轴。
其电势φ随坐标x的改变而变化,变化的图象如题18-6图所示,设场强沿x轴正方向时取正值,则图乙中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是()
【参考答案】A
18.(2016·湖南长沙联考)在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB,两电荷的位置坐标如图甲所示。
图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球(可视为质点),下列有关说法正确的是()
A.小球在处的速度最大
B.小球一定可以到达点处
C.小球将以点为中心做往复运动
D.固定在AB处的电荷的电量之比为QA︰QB=4︰1
【参考答案】AD
19.(2016·天津联考)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中曲线所示..从图中可看出以下说法中不正确的是()
A.把带正电的检验电荷沿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
B.a、P间和P、b间各点的电场方向都指向P点
C.电势最低的P点的电场强度为零
D.a和b一定是同种电荷,但是不一定是正电荷
【参考答案】D
20.(2016·河北名校质检)如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线。
现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g=10m/s2。
则下列说法正确的是()
A.滑块运动的加速度逐渐减小
B.滑块运动的速度先减小后增大
C.x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/C
D.滑块运动的最大速度约为0.1m/s
【参考答案】CD
二.计算题
1.(10分)(2016山东淄博模拟)静电场方向平行于x轴,以坐标原点为中心,其电势随x的分布如图所示,图中和d为已知量。
一个带负电的粒子仅在电场力作用下,以坐标原点O为中心沿x轴方向在A、B之间做周期性运动。
己知该粒子质量为m、电量为-q,经过坐标原点时速度为v。
求
(1)粒子在电场中所受电场力的大小。
(2)A点离坐标原点O的距离。
(3)粒子的运动周期。
【命题意图】本题考查电场力、电场强度、牛顿运动定律、动能定理、电势图象及其相关知识点。