高考物理一轮复习：静电场中图像综合问题（专项练习）

专题十二静电场中图像综合问题

基础巩固

LA、4是某电场中一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到

B点，速度图像如图所示.下列关于小B两点电场强度E的大小和电势中的高低的判断，正确

的是

A.EA=EB

B.EA<EB

C.(PA<(PB

D.(p,\>(pB

2.（多选）［2024•河南郑州模拟］空间某电场的电场线分布如图所示，一负电荷q仅在电场力作

用下从M点以初速度如沿M。方向运动（以向右为正方向），则电荷在运动过程中的速度一时

间图像可能正确的是

CI）

3.如图甲所示，边长为a的正方形四个顶点上分别固定一个电荷量为+g的点电荷;在0当＜学。

区间K轴上电势0的变化曲线如图乙所示.现将一电荷量为-Q的点电荷P置于正方形的中心

0点,此时每个点甩荷所受库仑力的合力均为零.若将P沿x轴向右略微移动后,由静止移放，

以下判断正确的是（）

A.Q=与"，释放后P将向右运动

B.Q二管火释放后尸将向左运动

c。号与,释放后2将向右运动

D。二号"释放后「将向左运动

4.（多选）［2024•山东青岛模拟］静电除尘技术广泛应用于冶金、化工等工业，用以净化气体或

回收有用尘粒.其工作原理为:在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向阳极板

的过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到阳极板上被收集,如图所示为集尘板与放电极间的电

场线，若一带负电的尘粒仅在电场力的作用下由静止开始做直线运动,取该直线为入轴，起点0

为坐标原点，下列关于尘粒的加速度。、尘粒的电势能厮、尘粒的动能反、尘粒的速度v与

位移x的关系图像合理的是（）

B

0

c

D

综合提升

5.[2024•浙江温州模拟]某半导体PN结中存在电场，取电场强度£的方向为工轴正方现其

Er关系如图所示,ON=OP,CM=Oa取O点的电势为零，则()

A.A、8的电势相等

B.从N到O的过程中,电势一直升高

C.电子从N移到P的过程中,电势能先增大后减小

D.电子从N移到。和从0移到P的过程中，电场力做功相等

6.真空中固定一电荷量为Q的负点电荷，一电荷量为q、质量为m的试探电荷仅在电场力作

用下由静止开始运动，先后经过A、B、。三点，其图像如图所示，图中。为试探电荷的加

速度/代表试探电荷与负点电荷间的距离，已知七=3四=1.5劭,则下列说法正确的是（）

A.试探电荷带负电

B.A、B、C三点的电势关系为°八

C.4、B、C三点的电场强度关系为EC=3EA=1.5邑

D.该图像的斜率代表负点电荷的电荷量与试探电荷质量的比值

7.[2024•重庆卷]沿空间某直线建立x轴,该直线上的静电场方向沿上•轴，其电势（p随位置x

变化的图像如图所示，一电荷量为。、带负电的试探电荷，经过必点时动能为L5eV,速度沿x

轴正方向，若该电荷仅受电场力,则其将（）

A.不能通过冷点B在心点两侧往复运动

C.能通过xo点D.在xi点两侧往复运动

8.[2024"山西太原模拟]如图甲所示，直线AB是匀强电场中的一条电场线，沿与直线A8成

437。角的方向建立直线坐标系0%,令原点O处电势为零，则沿4•轴I：各点的电势（p与x坐标

关系如图乙所示，直线上夕点坐标已标注在图中,sin37*06cos37。=0.8.卜列说法正确的是

A.电场方向由B指向4

B.电场方向沿x轴正方向

C.原点O处场强大小为2x10?v/m

D.原点O处场强大小为1.6x102v/m

9.如图所示,等量同种点电荷放在x轴上，。点为中心，则两点电荷连线上的电场强度£、电势伊

AR

】o.（多选）12024•河北邯郸模拟］如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，。为坐标原点.A点坐

标为即，一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能与随其坐标x变化的关系如图乙所示.

下列说法正确的是（）

甲乙

A.过。点的电场线一定与x轴重合

B.A点电场阴度的方向沿工轴负方向

C.该电子在A点受到的电场力大于其在。点受到的电场力

D.该电子在。点的动能大于其在A点的动能

11.（多选）［2024•广东广州模拟］为测定纸面内匀强电场的场强，在电场中取O点为坐标原点

建立x轴，以。为圆心、R为半径作圆.如图甲仄c、d是半圆ace的等分点.从x轴上的〃点

开始沿逆时针方向，测量圆上各点的电势及各点所在半径与x轴正方向的夹角,描绘图像如图

乙所示，则（）

C.场强大小为石善D.Ude>Ubc

拓展挑战

12.（多选）［2024•湖北武汉模拟］如图甲所示，在倾角为0的足够长的绝缘光滑斜面底端,静止

放置质量为m、带电荷量为观中＞0）的物体.加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动.

物体运动过程中的机械能七与其位移工的关系图像如图所示，其中OA为直线为曲线,8C

为平行于横轴的直线，重力加速度为a不计空气阻力，则()

A.。.过程中，电场强度的大小恒为干

B.A.-X2过程中，物体电势降低了生刍

C.XLX2过程中，物体加速度先变小后变大

D.x2r3过程中，电场强度为零

答案解析

l.c［解析1在内图像中.图线斜率的绝对值表示物体的加速度大小，由题图可得，正电荷在4

处的加速度大于在B处的加速度，根据牛顿第二定律可得则A处的场强大于B处的

场强，即场,故A、B错误;由题图可得，正电荷从A到B的速度减小，电场力做负功,说明电

场力方向由B指向A,即电场线方向由4指向A,而沿电场线方向电势降低，则/故C正

确,D错误.

2.AC［解析］由于负电荷受到的电场力方向与初速度方向相反，所以开始时，电荷先减速，速

度减为零时，乂反向加速，根据电场线的疏密程度反映电场强度的大小可知，电场线越密，则场

强越大，若电荷不能过。点，根据尸=可知，电荷先做加速度逐渐增大的减速运动,减速到

零后，反向做加速度逐渐减小的加速运动;若电荷能过。点，则电荷先做加速度逐渐增大的减

速运动，过。点后又做加速度逐渐减小的减速运动,速度减为零时，反向做加速度逐渐增大的

加速运动，过。点后，又做加速度逐渐减小的加速运动，根据回图像的斜率表示加速度，可知A、

C正确,B、D错误.

［解析］对,），轴正半轴上的点电荷，由平衡条件可得近名1十攵益女高广解得如空

3.C

因在区间内沿工轴正方向电势升高,则场强方向沿x轴负方向,所以将。沿x轴向右

略微移动后由静止释放,受到向右的电场力而向右运动，故C正确.

4.BC［解析］带负电的尘粒仅在电场力的作用下，向集尘板加速运动，电场为非匀强电场，越

靠近极板场强越小，则尘粒所受电场力越小，尘粒的加速度越小，故A错误;速度一位移关系图

像斜率绝对值越大，对应加速度越大，与实际不符，故D错误;根据电场力做功与电势能的关系

可知,电场力对尘粒做正功，尘粒的电势能减小，动能增加，同时尘粒的动能、电势能随位移变化

的图像斜率的绝对值对应尘粒所受的电场力大小，由图可知尘粒所受的电场力越来越小，故B、

C正确.

5.D［解析］根据U=Ed可知E-x图像与坐标轴围成的面积表示某两点的电势差，由于A和B

之间图像与坐标轴围成的面积不为零，故A、8的电势不相等，故A错误;由题意知，电场强度E

的方向为x轴正方向，根据沿电场线方向电势降低可知，从N到。的过程中,电势一直降低，故

B错误;电场线方向一直是沿x轴正方向，则电子从N移到。的过程中，电场力一直做负功，电

势能一直增大，故C错误］根据U二a可知图像与坐标轴围成的面积表示某两点的电势差，

从N到0和从O到P的电势差相等，根据W=qU可知,电子从N移至IJ0和从O移至UP的过

程中，电场力做功相等，故D正确.

6.C［解析］因为试探电荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经过A、B、。三点，结合

题中图像可知，试探电荷离点电荷越来越近，而点电荷带其电，说明试探电荷带正电,A错误;沿

着电场线方向电势降低，所以<PA>(PB>"B错误;根据牛顿第二定律得四二〃也已知

〃c=3的=1.5。&可知A、B、C三点的电场强度关系为&=3&=1.5&,故C正确;点电荷的电场

强度公式为E;局，则修剪二丝。二图像的斜率为丝^,D借误.

7.B［解析］带负电的试探电荷在及处动能为L5eV,电势能为-leV,总能量为0.5eV,且试探

电荷速度沿A-轴正方向，在也~由区域试探电荷受到沿A-轴正方向的静电力，做加速运动，在X3

处速度最大,试探电荷继续运动到X3右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为0.5eV,即运动

到电势为-0.5V处减速到零，开始向工轴负方向运动，反向回到心处动能仍为L5eV,继续向左

运动，在电势为・0.5V处减速到零乂反向J、会运动到沏、莺处,即试探电荷在&点两侧往复运

动，故选B.

8.C［解析］由题图乙可知沿着x轴正方向电势逐渐降低,等势面与电场线垂直，结合题图甲

可知由A到B电势逐渐降低，则电场方向由A指向B、A、B错误;在(p-x图像上某点处的斜率

表示该点处沿x轴方向的场强分量,结合题图乙可知原点。处的场强大小为

£二华义T一/八卜六V/m=2xl()2V/m,故C正确.D错误.

△xCOS01J0-(-0.02)10.8

9.D［解析］等量同种正点电荷的电场线分布如图所示，由图和对称性可知轴上0点处的

场强为零，越靠近点电荷则电场强度越大，且每个点电荷两侧的电场强度方向对称，故A、B错

误油于两点电荷为等量同种正点电荷，可知工轴上的电势均大于0,根据沿电场方向电势降低

可知，离正点电荷越近,电势越高率/图像中，图像的斜率表示电场强度，因此离点电荷越近，图

像的斜率绝对值应越大，故C错误.D正确.

10.ACD［解析］因为电子仅在电场力作用下沿工轴运动,则电场力方向一定与x轴重合、电场

强度方向一定与x轴重合，所以过。点的电场线一定与x轴重合,A正确;由题图乙得,电子从0

点运动到A点，电势能增大，则电场力做负功，电子所受电场力方向向左，甩场强度方向向右，即

A点电场强度的方向沿x轴正方向,B错误;因为电场力做负功，所以动能一定减小，即该电子在

。点的动能大于其在A点的动能,D正确;Ep-x图像的斜率表示电场力，斜率越大则电场力越大,

结合图像可知，电子在A点受到的电场力大于其在。点受到的电场力,C正确.

ILCDI解析］根据图乙可知。点电势大于0,d点电势等于0,则a、d两点电势不相等，故A

错误;根据图乙可知,4、C两点电势相等，且大于"点电势，则〃、C两点连线为一条等势线、由于

电场线垂直于等势