2026版高考物理专题提升练习-电场中的图像问题.docxVIP

专题提升练16电场中的图像问题

梯级Ⅰ基础练

1.图甲是电场中的一条电场线，M、N是电场线上的两点。电子仅在电场力作用下从M点运动到N点，其运动的v-t图像如图乙所示。M、N点电场强度分别为EM和EN，电子在M、N点电势能分别为EpM和EpN。下列说法正确的是(A)

A.EMEN，EpMEpN

B.EMEN，EpMEpN

C.EMEN，EpMEpN

D.EMEN，EpMEpN

解析根据v-t图像的切线斜率表示加速度，可知电子在M点的加速度大于在N点的加速度，则在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力，则M点的电场强度大于N点的电场强度，即有EMEN，由题中v-t图像可知电子的动能增加，则电场力对电子做正功，电子的电势能减少，即有EpMEpN，A项正确。

2.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是(D)

A.该电场一定是匀强电场

B.A点的电势小于B点的电势

C.电子由A点运动到B点的过程中加速度不断增大

D.电子运动过程在A点的速率大于在B点的速率

解析由于电场力做功等于电势能的变化量。所以Ep-x图像斜率表示电场力的大小，即ΔEpΔx=F=Ee，从题图乙中可以看出斜率发生了变化，所以该电场不是匀强电场，A项错误；从题图乙中可看出电子从A点到B点电势能增加，所以电势降低，A点的电势大于B点的电势，B项错误；从A点到B点的Ep-x图像是直线，电子所受电场力恒定，加速度恒定，C项错误；电子由A点运动到B点，电势能增加，电场力做负功，由于电子仅受电场力，所以动能减少，速度减小，电子在A点的速率大于在B

3.(多选)(2025·兰州模拟)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=-2cm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(ABD)

A.在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场

B.在-2cmx0区域内电场强度大小为800V/m

C.在0x4cm区域内电场强度大小为600V/m

D.该粒子运动过程中经过x=0速度最大，最大速度是4×105m/s

解析由φ-x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项正确；在-2cm≤x0区域内电场强度大小E1=Δφ1d1=162×10-2V/m=800V/m，方向沿x轴负方向，B项正确；在0x≤4cm区域内电场强度大小E2=Δφ2d2=164×10-2V/m=400V/m，C项错误；粒子在-2≤x0cm沿x轴正向做匀加速运动，则0x≤4cm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=-2cm运动到x=0的过程，由动能定理可得qU=12mvm2

4.(多选)如图所示，x轴上有两个点电荷位于O、O位置，一负试探电荷沿x轴由O向O移动的过程中，该电荷的电势能随位移的变化规律如图所示，A、C两点的连线以及B点的切线均与x轴平行，B点的横坐标为x1=2，O点的横坐标为x2=5。下列说法正确的是(AD)

A.B点的电场强度为零

B.O、O两点的电荷均为正电荷

C.O、O两点的点电荷所带电荷量的绝对值之比为9∶4

D.φA-φB=φC-φB

解析Ep-x图像中图线的斜率表示电场力，由于B点的切线与x轴平行，即斜率为零，故试探电荷在B点的电场力为零，电场强度为零，A项正确；由于负的试探电荷在两电荷产生的电场中电势能为正值，设试探电荷所带电荷量绝对值为q，则由公式Ep=-qφ可知电场中各点的电势为负值，所以两点电荷均带负电，B项错误；设O、O两点的点电荷所带的电荷量绝对值分别为q1、q2，由于B点的电场强度为0，则由电场强度的叠加原理得kq1x12=kq2x2-x12，解得q1q2=49，C项错误；试探电荷在A、C两点的电势能相等，则A、C两点的电势相等，

5.(多选)(2025·武汉模拟)纸面内存在沿某方向的匀强电场，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径作圆，从x轴上的a点开始沿逆时针方向将圆八等分，a~h是圆周上的8个等分点，如图甲所示；测量圆上各点的电势φ与半径同x轴正方向的夹角θ，描绘的φ-θ图像如图乙所示，下列说法正确的是(BCD)

A.沿着bf直径的方向电势降落最快

B.电场强度的大小为φ

C.O点的电势为φ

D.a、e两点的电势差为3

解析根据题图乙可知，圆周上电势最高点和最低点所在直径与x轴夹角为π6，设圆周上电势最高点为m，圆周上电势最低点为n，则mn直径方向为电场线方向，根