【专项冲击波】高考物理 讲练测系列 专题25 电学图象 (2).doc

2013年高考物理专项冲击波讲练测系列 专题25 电学图象【重点知识解读】电学图象包括静电场中电势图象和电场强度图象，恒定电流中电源伏安特性曲线、导体伏安特性曲线、电磁感应中相关图象、交变电流图象等。本专题重点是静电场中电势图象和电场强度图象。1. 场强图像【解答策略】在e-x图象上取一微元，由u=ed可知电场强度e随x变化的一小段图象与x轴所夹的面积表示对应的两点之间的电势差，据此比较两点之间电势的高低。【题型解读】e-x图象是描述电场强度随空间某一方向分布关系的图象，关于场强图像的试题题型主要有两类：一是题目以e-x图象形式给出解题信息，要求分析判断比较各点电势的高低；二是给出场源点电荷的分布，要求判断给定电场的场强图像。2.电势图象【图象解读】所谓电势图象是指静电场中电势随x变化情况图象，即-x图象。【知识解读】由e=u/d可以得出e=，所以-x图象图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。若图象某段平行x轴，表明电势在该段不随x变化，电场强度沿x轴方向分量为零，空间各点场强与x轴垂直。【解答策略】根据-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度（或电场强度分量）的大小。若图象某段平行x轴，表明电势在该段不随x变化，电场强度沿x轴方向分量为零，空间各点场强与x轴垂直。【题型解读】电势图象是描述电势随空间分布关系的图象。涉及电势图像的试题主要有两种，一是给出场源点电荷分布情况，分析判断描述电势随位置变化规律的图象；二是题目以电势随空间分布图象给出解题信息，分析判断电场强度（或电场强度分量）的大小及电荷移动电场力做的功。【高考命题动态】电学图象在高考中占有重要地位，高考对电学图象的考查涉及各种形式，难度中等。2、（2013山东泰安宁阳质检）如图所示，直线a为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线b为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线c为一个电阻r的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻r分别接到a、b两电源上，那么 ( )ar接到a电源上，电源的效率较高 br接到b电源上，电源的效率较高cr接到a电源上，电源的输出功率较大dr接到b电源上，电源的输出功率较大3.（2013安徽无为四校联考）如图所示为一只“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()答案：a解析：由电容器的电容决定式，c=，c与d成反比，能正确反映c与d之间变化规律的图象是a。4.（2013河北保定八校联考）图所示，直线a为电源的路端电压与总电流关系的伏安图线，直线b为电阻r两端电压与通过该电阻电流关系的伏安图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是0 1 2 3 i/au/v 3 2 1 a2瓦，667 b2瓦，333 c4瓦，333 d4瓦，667 答案：a 解析：直线a和直线b的交点为电路工作点，该点纵横坐标的乘积等于电源的输出功率，输出电压与电源电动势的比值等于电源的效率，选项a正确。5.我国已经与2012年10月1日起禁止销售100w及以上的白炽灯，以后将逐步6（2013河北保定八校联考）如图9甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题：(不计电流表和电源的内阻)图9(1)若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12 v的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻(2)如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10 的定值电阻r0串联，接在电动势为8 v的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率6(8分)解析：(1)把三个这样的灯泡串联后，每个灯泡得到的实际电压为 v4 v，在图甲上可以查到每个灯泡加上4 v实际电压时的工作电流为：i0.4 a.由此可以求出此时每个灯泡的实际电阻为：答案：(1)0.4 a10 (2)0.6 a0.6 w307、（2013江苏常州期中测试）如图所示，直线a为某电源的ui图线，直线b为电阻r的ui图线，求： (1)电源的电动势和内阻分别是多大？(2)当用此电阻r和该电源组成的闭合电路时，该电源的输出功率为多少？(3)若接入该电源的外电阻是一个最大阻值是2的滑动变阻器，则滑动变阻器的阻值多大时，其消耗的功率最大。7 、解析：（11分）（1）读图，e=6v，r=0.5 4分（2）p=ui=5v2a=10w 4分 （3） r=r，即r的阻值是0.5时，输出功率最大。 3分8（10分）（2013山东济南外国语学校测试）如图甲所示的电路中, r1、r2均为定值电阻, 且r1100 , r2阻值未知, r3为一滑动变阻器. 当其滑片p从左端滑至右端时, 测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示, 其中a、b两点是滑片p在变阻器的两个不同端点得到的. 求: (1)电源的电动势和内阻; (2)定值电阻r2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值. 乙甲ot/2-uuutt3t/2qabp9（2013沈阳二中测试）如图甲所示，a、b是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔p、q，pq连线垂直金属板，两板间距为d现从p点处连续不断地有质量为 m、带电量为q的带电粒子（重力不计），沿pq方向放出，粒子的初速度可忽略不计在t0时刻开始在a、b间加上如图乙所示交变电压（a板电势高于b板电势时，电压为正），其电压大小为u、周期为t带电粒子在a、b间运动过程中，粒子间相互作用力可忽略不计（1）进入到金属板之间的带电粒子的加速度.（2）如果只有在每个周期的0时间内放出的带电粒子才能从小孔q中射出，则上述物理量d、m、q、u、t之间应满足的关系（3）如果各物理量满足（2）中的关系，求每个周期内从小孔q中有粒子射出的时间与周期t的比值.粒子在时刻进入a、b间电场时，先加速，后减速，由于粒子刚好离开电场，【最新高考题专项检测】图11. （2010江苏物理）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1所示。下列说法正确的是ao点的电势最低bx2点的电势最高cx1和- x1两点的电势相等dx1和x3两点的电势相等【名师点评】此题以电场强度e随x变化的图象给出解题信息，意在考查对电场强度e随x变化的图象的理解以及对场强与电势的关系的掌握。2：（2012年5月陕西宝鸡三模）ebxao空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度e随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点旋转对称，a、b是x轴上关于原点对称的两点。电子在该电场中仅受电场力作用，则a电子在a、b两点的电势能相等b电子在a、b两点的加速度方向相反c电子从a点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线d取无穷远处电势为零，则o点处电势亦为零【解析】此题给出的电场强度e随x变化的关系图实质是沿x轴关于坐标原点o对称放置的两个等量负电荷的沿x轴方向的静电场场强e随x变化的关系图。由于a、b是x轴上关于原点对称的两点，a、b两点等电势，电子在a、b两点的电势能相等，选项a正确；a、b两点的电场强度大小相等，方向相反，电子在a、b两点所受电场力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律可知，电子在a、b两点的加速度方向相反，选项b正确；的加速度方向相反。电子从a点由静止释放后，在ab之间在静电力的作用下将做简谐运动，其运动轨迹为直线，选项c错误；取无穷远处电势为零，则o点处电势一定大于零，选项d错误。【答案】ab【点评】此题给出电场强度e随x变化的关系图象，考查ab两点的电势关系、电场强度关系、电子在ab之间受力情况等。【答案】a【名师点评】两个相距l的等量异种点电荷连线上任一点的电场强度可表示为e=kq/x2+kq/(l-x)2=kq，在连线中点，即x=l/2，场强最小，其场强最小值为e=8 kq/l2。4（2012年5月南京、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a b c d答案：a解析：两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点o呈对称分布，位于x轴负半轴的正点电荷的电场线自此处分别沿x轴正方向和负方向；位于x轴正半轴的正点电荷的电场线自此处分别沿x轴正方向和负方向；在原点o处电场强度为零，所以能正确描述电场强度e随位置x变化规律的图是a。 【答案】a【名师点评】此题要求考生已知的位于x轴上，相对原点对称分布的两个等量异种点电荷的电场，判断电势随位置变化规律的正确图象，考查考生应用知识的能力。6.（2012上海静安区一模）如图（a）所示，在x轴上的两点分别放有-和+4两个点电荷，位置坐标分别为0和1。图（b）是反映沿x轴电势分布情况的图线，正确是 答案：b 解析：由于位置坐标分别为0和1两点分别放有-和+4两个点电荷，位于坐标为0处电势为负无限大，位于坐标为1处电势为正无限大。由点电荷电【答案】d【名师点评】此题给出空间某一静电场的电势随x变化情况作为解题信息，意在考查根据-x图象应用相关知识判断电场强度及其相关的电场力、电场力做功、电势能变化等的能力。8（2012安徽安庆二模）如图，在x轴上的0、m两点固定着两个电荷量着两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，两电荷连线上各点电势随x的变化关系如图所示，其中a、b两点的电势均为零，bd段中的c点离x轴最远，则a. q1为负电荷、q2为正电荷b.bd段中c点场强最大且沿x轴正方向c.a点场强小于c点场强d.将一负点电荷从b点移到d点，电场力先做正功后做负功.答案：d解析：由两电荷连线上各点电势随x的变化关系可知，q1为正电荷、q2为负电荷，选项a错误；根据电势随x的变化关系曲线的斜率表示电场强度，bd段中c点场强最小，为零，a点场强大于c点场强，选项bc错误；将一负点电荷从b点移到d点，电场力先做正功后做负功，选项d正确。9（2012年5月山东泰安二模）有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如右图所示，若将一带负电粒子（重力不计）从坐标原点o由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中p、q两点的坐标分别为1mm、4mm。则下列说法正确的是a粒子经过p点和q点加速度大小相等、方向相反b粒子经过p点与q点时，动能相等c粒子经过p点与q点时，电场力做功的功率相等d粒子在p点的电势能为正值答案：b【名师点评】此题给出的空间静电场的电势随x变化情况为两段直线，直线说明这两段电场分别为两个匀强电场。从题给电势随x坐标的改变的图像中提取解题信息，应用相关知识，对各个选项逐一分析。10.（2012年5月江西宜春模拟）有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如右图所示。 若将一带负电粒子（重力不计）从坐标原点o由静止释放，电场中p、q两点的坐标分别为1mm 、4mm。则下列说法正确的是：（ ） a粒子将沿x轴正方向一直向前运动 b粒子在p点与q点加速度大小相等、方向相反 c粒子经过p点与q点时，动能相等d粒子经过p点与q点时，电场力做功的功率相等11（2011北京理综）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（0aq0）,忽略重力。求：（1）粒子所受电场力的大小； （2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期。解析：（1）由图可知，0与d（或-d）两点之间的电势差为0电场强度的大小 e=0/d电场力的大小 f=qe=q0/d。(2)设粒子在-x，x区间内运动，速度为v，由题意得mv2- q= -a，由图可知，=0(1-)，【名师点评】此题给出的电场可视为在坐标原点垂直x轴放一带正电的金属板，在x=-d和x=d各放一接地的金属板所形成电场的电势图像。此题以电势图像切入，意在考查电场强度、电势、电势差、电势随x分布图象、动能定理、牛顿运动定律等知识点。12.（2012年2月河北省衡水中学下学期一调考试）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，且沿x轴方向的电势j与坐标值x的关系如下表格所示：123456789x/m0.050.100.150.200.250.300.350.400.45/105v9.004.503.002.251.801.501.291.131.00根据上述表格中的数据可作出如右的jx图像。现有一质量为0.10kg，电荷量为1.010-7c带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为0.20。问：（1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势j与x的函数关系表达式。（2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处