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专题 03 电场中的图像问题
考点一 φ-x图象
1.(2024·南京期末)如图所示,空间中存在沿x轴的静电场,其电势 沿x轴的分布如图所示,
、 、 、 是x轴上的四个点,质量为m、带电量为 的粒子(不计重力),以初速度 从O点
沿x轴正方向进入电场,在粒子沿x轴运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大于 处的电场强度
B.从 到 点的过程中,粒子的电势能先增大后减小
C.若粒子能到达 处,则 的大小至少应为
D.若 ,则粒子在运动过程中的最大动能为
【答案】D
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学科网(北京)股份有限公司【详解】A.在 图像,图线的斜率表示电场强度的大小,由图可知 处图线的斜率小于 处图线
的斜率,则 处的电场强度小于 处的电场强度,故A错误;
B.粒子从 运动到 的过程中,电势不断降低,负电荷的电势能不断增大;故B错误;
C.粒子能运动恰好运动到 处,就能运动到 处。设粒子恰能运动运动到 处,初速度 最小,根
据动能定理得
解得:
所以若小球能运动到 处,则初速度v 至少为 ,故C错误;
0
D.当带电粒子运动到 处时,电场力做正功最大,粒子的速度最大,根据动能定理得:
解得最大动能为
故D正确。
故选D。
2.(2024·威海期末)某静电场的方向平行于x轴,坐标原点为O,P、Q为x轴上的两点,电势φ随
x的变化规律如图所示,下列判断正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A.电场方向沿x轴正方向
B.P点电势高于Q点电势
C.电场强度大小为400V/m
D.电势差U >U
OP PQ
【答案】C
【详解】A.由 图像可知,沿x轴正方向电势逐渐升高,由沿电场方向电势降低可知,电场方向
沿x轴负方向,A错误;
B.由沿电场方向电势降低可知,P点电势低于Q点电势,B错误;
C.由 图像的斜率表示电场强度大小可知
C正确;
D.由于电场是匀强电场,在沿电场方向间隔相等的两点间的电势差相等,因此有
UOP=UPQ
D错误。
故选C。
3.(2024·南京期末)两个点电荷 和 固定在x轴上O、D两点,两者之间连线上各点电势高低如
图中曲线所示( ),取无穷远处电势为零,由图可知( )
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学科网(北京)股份有限公司A.B点的电场强度为零
B. 为负电荷, 为正电荷
C.电子从D点移到B点电势降低,电势能也降低
D.将电子沿x轴从A点移到C点,电场力一直做负功
【答案】B
【详解】A.根据
可知 图像的切线斜率表示电场强度,则B点的电场强度不为零,故A错误;
B.因取无穷远处电势为零,所以靠近负点电荷处的电势为负,靠近正点电荷处的电势为正,结合题
图可知, 为负电荷, 为正电荷,故B正确;
C.由图像可知,从D到B电势降低,根据 ,由于电子带负电,则电子从D点移到B点,电势
能增加,故C错误;
D.将电子沿x轴从A点移到C点,电势一直升高,电子的电势能一直减小,电场力一直做正功,故
D错误。
故选B。
4.(2024·常德期末)如图是描述某 轴方向的匀强电场的电势 沿 轴方向的变化图象,则关于此图
像斜率的大小和正负所表示的意义,下列说法正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A.电势差的大小与正负 B.电势能的大小与正负
C.电场强度的大小与方向 D.电场力做功的大小与正负
【答案】C
【详解】沿电场线的方向电势逐渐降低,在匀强电场中电势与场强的关系呈线性关系,在匀强电场
中,根据
解得
故此图象斜率的大小和正负所表示电场强度的大小与方向。
故选C。
5.(2024·大连期末)(多)如图所示,在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为 和 的点电荷,x
轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远处电势为零),P点为曲线最低点,Q点
位于PN之间,MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是( )
A. 和 均带正电,且 大于
B.M点的左侧存在与Q点场强相同的点
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学科网(北京)股份有限公司C.负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能
D.若在Q 点由静止释放一负电荷,该电荷可在MN间做往复运动
【答案】AB
【详解】A.由 图像可知,图中MN间的电势均大于0,则 和 均带正电;根据 图线的切
线斜率表示电场强度,可知P点的电场强度为零,即两电荷在P点的合场强为零,由于 间距离大
于PN间距离,根据点电荷的场强公式
可得 大于 ,故A正确;
B.根据点电荷形成的场强的特点,可知 点的左侧场强方向向左,到无穷远处电场强度为零,且
点左侧与 点的场方向均向左,则M点的左侧存在与Q点场强相同的点,故B正确;
C.根据电势能表达式
由 图像可知P点的电势小于Q点的电势,但电荷带负电,所以负电荷在P点的电势能大于在Q
点的电势能,故C错误;
D.根据 图像可知,Q点的场强方向向左,若在Q点由静止释放一负电荷,则负电荷受到的电场
力向右,该电荷不可能在MN间做往复运动,故D错误。
故选AB。
考点二 E-x图象
6.(2024·南京期末)如图甲所示,真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q,坐标轴上A点坐
标为0.1m,在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的
方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。
下列说法正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A.B点的电场强度大小为
B.A、B点的电场强度的大小之比为
C.点电荷Q是负点电荷
D.B的位置坐标为
【答案】D
【详解】ABC.根据题意,由图乙可知,A、B点的电场强度的大小分别为
则A、B点的电场强度的大小之比为 ,由于在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷,
A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,则点电荷 为正电荷,故ABC错误;
D.设B的位置坐标为 ,由点电荷场强公式 可得
,
代入数据解得
故D正确。
故选D。
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学科网(北京)股份有限公司7.(2024·通辽期末)在静电场中有a、b两点,试探电荷在a、b两点所受的静电力大小F与电荷量
q满足如图所示的关系。a,b两点的电场强度大小之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶4
【答案】C
【详解】F-q图像斜率表示电场强度,由图可知
则
故选C。
8.(2024·曲靖期末)真空中相距为3L的两个点电荷A、B分别固定于x轴上x=0和x=3L的两点处,
1 2
其连线上各点场强随x变化关系如图所示(x正方向为场强的正方向),以下判断中正确的是( )
A.点电荷A、B一定为异种电荷
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学科网(北京)股份有限公司B.点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1∶2
C.x=L处的电势一定为零
D.把一个负电荷沿x轴从 移至 的过程中,电势能先减小后增大
【答案】D
【详解】A、由图看出: 段和 段场强方向相反,则知点电荷A、B一定为同种电荷,故A
错误;
B、由于L处场强为0,故A、B两个电荷在L处产生的场强大小相等、方向相反,则得:
,则得: ,故B错误;
C、L处场强为0,但电势是相对的,零电势的选择是任意的,所以 处的电势不一定为零,故C
错误;
D、从 移至 的过程中,场强方向先向左后向右,负电荷所受的电场力方向先向右后向左,
电场力先做正功后做负功,则其电势能先减小后增大,故D正确.
9.(2024·大庆期中)真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x =0和x =3a的两点
1 2
上,在它们连线上各点场强E随x变化的关系如图所示,以下判断中正确的是( )
A.点电荷M的电荷量小于点电荷N的电荷量.
B.点电荷M、N一定为同种电荷
C.x=2a处的电势一定为零
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学科网(北京)股份有限公司D.将一检验电荷+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中,电势能一直减小
【答案】B
【详解】若两电荷为异种电荷,在x=2a处,电场强度不可能为0,故两电荷为同种电荷,故B正确;
根据点电荷的电场强度公式可得: ,所以:q :q ,=4:1,故A错误;x=2a处电场强
M N
度为0,但是电势是一个相对性的概念,即零电势的选择是任意的,人为的,故x=2a处的电势可以为
零,也可以不为零,故C错误;在0到2a区间,电场强度为正,正电荷受力向右,所以+q从x=1.5a
处沿x轴移到x=2a处的过程中,电场力做正功,电势能减小;同理,在2a到3a区间,电场强度为
负,正电荷受力向左,所以+q从x=2a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中,电场力做负功,电势能增
加,故D错误.故选B.
10.(2024·哈尔滨期末)(多)真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上 和
的两点上,在它们连线上各点电场强度E随x变化关系如图所示,以下判断正确的是( )
A.点电荷M、N一定为同种电荷
B.点电荷M、N一定为异种电荷
C.点电荷M、N电荷量的绝对值之比为
D.点电荷M、N电荷量的绝对值之比为
【答案】AC
【详解】AB.因M、N之间的坐标为2a处的合场强为零,可知点电荷M、N在2a处的场强大小相
等,方向相反,所以点电荷M、N一定为同种电荷,故A正确,B错误;
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学科网(北京)股份有限公司CD.根据2a处的合场强为零,由场强叠加可知
可得点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为
故C正确,D错误。
故选AC。
考点三 E -x图象、E -x图象
p k
11.(2024·枣庄期末)在静电场中,从原点O由静止释放一带负电的微粒,它沿着x轴正方向运动,
依次经过x轴上的x 、x 、x 、x 四点。已知微粒仅受电场力作用,该微粒的电势能 随位置坐标x的
1 2 3 4
变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.x 和x 两点处的电场强度相同
2 4
B.由x 运动到 的过程中,微粒的加速度先增大后减小
1
C.由x 运动到 的过程中,微粒的动能先增大后减小
1
D.从x 到x 过程中电场力对微粒做的功小于从x 到 过程中电场力对微粒做的功
1 2 1
【答案】C
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学科网(北京)股份有限公司【详解】A.根据
解得
可知 -x图像中图线的斜率表示 。由图可知,x 和x 两点处的斜率不同,则它们的电场强度不相
2 4
同。故A错误;
B.根据
可知,由x 运动到 的过程中,图线上各点的切线斜率先减小再增大,所以微粒的加速度先减小后增
1
大。故B错误;
C.依题意,微粒仅受电场力作用,电场力做功导致动能和电势能的相互转化,二者总量保持不变,
由图可知由x 运动到 的过程中,微粒的电势能先减小后增大,所以其动能先增大后减小。故C正
1
确;
D.由图可知,微粒在x 和 处的电势能相等,根据
2
可知从x 到x 过程中电场力对微粒做的功等于从x 到 过程中电场力对微粒做的功。故D错误。
1 2 1
故选C。
12.(2024·江苏期末)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能E 随位移x变化
p
的关系如图所示,其中 段是关于直线 对称的曲线, 段是直线,其中 ,
则下列说法正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A. 段的电场强度逐渐增大
B.x 、x 、x 处电势φ 、φ 、φ 的关系为
1 2 3 1 2 3
C.粒子在 段做匀变速运动, 段做匀速直线运动
D.x 与x 两点间的电势差 等于x 与x 两点间的电势差
1 2 2 3
【答案】B
【详解】A.根据电势能与电势的关系
场强与电势的关系
得
由数学知识可知 图像切线的斜率等于 , 段的斜率逐渐减小,电场强度逐渐减小,故A
错误;
B.根据电势能与电势的关系 ;粒子带负电,则
则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有
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学科网(北京)股份有限公司故B正确;
C.由图看出 段图像切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运
动。 段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力
不变,做匀变速直线运动,故C错误;
D.x 与x 两点间距与x 与x 两点间距相等,但是线的斜率不一样,故而电场强度不一样,由
1 2 2 3
定性分析可知x 与x 两点间的电势差U 与x 与x 两点间的电势差U 不相同,故D错误。
1 2 12 2 3 23
故选B。
13.(2024·淄博二模)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E 随位移x变
p
化的关系如图所示,其中0~x 段是关于直线x=x 对称的曲线,x ~x 段是直线,则下列说法正确的是(
2 1 2 3
)
A.x 处电场强度最小,但不为零
1
B.粒子在0~x 段做匀变速运动,x ~x 段做匀速直线运动
1 2 3
C.若x 、x 处电势为φ 、φ ,则φ <φ
1 3 1 3 1 3
D.x ~x 段的电场强度不变
2 3
【答案】D
【详解】A.E -x图像的斜率表示粒子所受电场力F,结合图像可知,x 处电场力最小且为零,则电场
p 1
强度最小且为零,故A错误;
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学科网(北京)股份有限公司B.粒子在0~x 段电势能减小,动能增大,速度增大,切线的斜率减小,加速度减小,粒子做加速度
1
减小的加速运动,x ~x 段电势能增大,动能减小,斜率不变,加速度不变,所以粒子做匀减速直线运
2 3
动,故B错误;
C.带负电的粒子从x 到x 的过程中电势能增加,说明电势降低,即
1 3
故C错误;
D.x ~x 段斜率不变,即电场力不变,所以电场强度大小方向均不变,故D正确。
2 3
故选D。
14.(2024·成都期末)一个电子只在电场力作用下沿 轴正方向运动,其电势能 随位置 变化的关
系如图所示,其中 区间是关于直线 对称的曲线, 区间是直线,则下列说法正确的是
( )
A. 处电势为零
B. 段是匀强电场
C.电子在 、 、 处电势 、 、 的关系为
D.电子在 段做匀变速直线运动,在 段做匀速直线运动
【答案】B
【详解】A.根据
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学科网(北京)股份有限公司可知 处电势不为零,故A错误;
BD.根据
则
所以 图像的斜率为 ,因此 图像为直线,斜率不变,为匀强电场,电子做匀变速运动,
段为非匀强电场,做变速运动,故B正确,D错误;
C.电子带负电,经历 、 、 处电势能增加,所以
故C错误。
故选B。
15.(2024·浙江期末)如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为-x 处分别固定两点电荷Q 、Q
1 1 2
(两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x 处以一定的初速度沿x轴正方
2
向运动,其电势能的变化情况已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为x ,图线最高点对应的横坐
3
标为x ,不计试探电荷受到的重力,则下列判断正确的是( )
4
A.点电荷Q 带负电
1
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学科网(北京)股份有限公司B.x ∼x 之间的电场强度沿x轴负方向
2 3
C.试探电荷在x ∼x 之间受到的电场力沿x轴正方向
3 4
D.两点电荷Q 、Q 电荷量的比值为
1 2
【答案】D
【详解】BC.试探电荷在x ~x 之间电势能增大,说明试探电荷受到的电场力对试探电荷做负功,所
2 4
以试探电荷所受电场力沿x轴负方向,电场强度的方向沿x轴正方向,故BC错误;
A.由电场的分布特点,0~x 场强方向沿x轴正方向,x 之后场强沿x轴负方向,说明点电荷Q 带正
4 4 1
电,点电荷Q 带负电,故A错误;
2
D.由题图可知,x 处的电场强度为零,则
4
解得
故D正确。
故选D。
16.(2024·贵阳期末)工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置,其核心部件由如图所示的高压辐
向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的
作用下沿着电场线做直线运动。取大地或无穷远处电势为零,下列关于电子电势能随位移变化的图像
可能正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意,电子向圆心运动过程中,电场力做正功,其电势能减小,由图可知,电场强度增
大,根据
可知电势能图线的斜率增大,同时电子运动路径上电势高于0,所以电子电势能始终为负。
故选C。
17.(2024·恩施期末)一带正电微粒只在静电力作用下沿 轴正方向运动,其电势能随位移 变化的
关系如图所示,其中 段是曲线, 段是平行于 轴的直线, 段是倾斜直线,则下列说
法不正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A. 段电势逐渐升高
B. 段电场强度为零
C. 段微粒做加速度逐渐减小的加速运动
D. 段的电势沿 轴均匀降低
【答案】C
【详解】A.微粒的电势能为
由于粒子带正电,0~x 段电势能变大,所以电势升高,故A正确,不符题意;
1
B.根据
可知 图像的斜率表示电场力大小,反映电场强度的大小,因 段斜率为0,则场强为零,故
B正确,不符题意;
C.由 图像的斜率表示电场力大小,反映电场强度的大小,而0~x 段图像斜率变小,场强变
1
小,受力减小,加速度逐渐变小,由于电势能增加,电场力做负功,则粒子做减速运动,即粒子做加
速度减小的减速运动,故C错误,符合题意;
D.x 到x ,电势能减小,粒子带正电,所以电势沿x轴均匀减小,故D正确,不符题意。
2 3
故选C。
18.(2024·宁波期末)空间中存在平行于纸面的匀强电场,在纸面内取 点为坐标原点建立 轴,如
图甲所示。现有一个质量为 、电量为 的试探电荷,在 时刻以一定初速度从 轴上的 点开始
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学科网(北京)股份有限公司沿顺时针做匀速圆周运动,圆心为 、半径为 。已知图中圆为试探电荷运动轨迹, 为圆轨迹的一
条直径;除电场力外微粒还受到一个变力 ,不计其它力的作用;测得试探电荷所处位置的电势 随
时间 的变化图像如图乙所示,其中 。下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向与 轴正方向成
B.从 点到 点 做功为
C.微粒在 时所受变力 可能达最小值
D.圆周运动的过程中变力 的最大值为
【答案】D
【详解】A.由乙图可知,带电微粒在转动过程中,电势最高值为 ,电势最低值 ,最高
点、最低点分别位于轨迹直径的两端,将直径取四等分点,找到与a点电势 相同的点A,如图
aA垂直于电场线
设电场强度的方向与x轴正方向为 ,由几何关系
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学科网(北京)股份有限公司解得
故A错误;
B.由上述分析可知
从a点到b点由动能定理
又
解得
故B错误;
C.圆周运动的过程中电势为 时,变力F达到最小值,故微粒在 时所受变力 不可能达最小
值,故C错误;
D.由乙图可知,微粒做圆周运动的周期为
速度为
电场强度为
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学科网(北京)股份有限公司圆周运动的过程中电势为 时变力F达到最大值,有
解得
故D正确。
故选D。
19.(2024·青岛期末)某电子透镜两极间的电场线分布如图所示,正中间的电场线是直线,其他电
场线对称分布,取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O,沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电
场力作用下,以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点,电子的动能E 和x轴各点的电势 与坐标
k
x的关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
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学科网(北京)股份有限公司【详解】AB.电场线的疏密表示电场的强弱,从O到A电场强度先增大后减小,根据能量守恒关
系,则
而
且
可知
由此粒子的动能E 与x的图线斜率是先增大后减小,故AB错误;
k
CD. 图像斜率的绝对值代表电场强度的大小,从O到A电场强度先增大后减小,则从O到A的
图像的斜率的绝对值先增大后减小,故C正确,D错误。
故选C。
20.(2024·东莞期末)(多)如图甲,同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为 ,
O为水平连线 的中点,M、N在 连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷,电荷量均为
Q( ),以O为原点、竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为零电势点,则 上的电势
随位置x的变化关系如图乙所示。一电荷量为Q( )的小球以一定初动能从M点竖直下落,一
段时间后经过N点,且在N点的加速度大小为2g。g为重力加速度,k为静电力常量,则( )
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学科网(北京)股份有限公司A.小球在M点的加速度为零
B.从O点到N点场强逐渐增大
C.从M点到N点过程中,电场力对小球先做负功后做正功
D.从O点到N点小球的动能增加了
【答案】ACD
【详解】A.小球在N点的加速度大小为2g,说明在N点的电场力大小等于mg,方向竖直向下,根
据对称性,在M点的电场力大小也为mg,且向上,故M点的加速度为0,A正确;
B.图像的斜率表示电场强度,结合图像来看从O点到N点场强先增大后减小, B错误;
C.根据场强的叠加可知两个点电荷在O点上方产生的合场强竖直向上,在O点下方产生的合场强竖
直向下,则小球在O点上方受到的电场力竖直向上,在O点下方受到的电场力竖直向下,故从M点
到N点过程中,电场力对小球先做负功后做正功, C正确;
D.根据库仑定律可知两个点电荷在N点产生的电场力大小都为
则合成之后的合电场力大小为
在N点由牛顿第二定律有
解得
O N两点的电势差
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学科网(北京)股份有限公司从O点到N点合力做功为
由动能定理可知,从O点到N点小球的动能增加了 ,D正确。
故选ACD。
21.(2024·潍坊期末)(多)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡
来产生微波,其振荡原理可简化为下述过程,已知静电场的方向平行于x轴,电子从 处静止
释放,仅在静电力作用下在x轴上往返运动,其电势能随x的变化如图所示。已知电子质量
、电荷量 。则( )
A.x轴上O点左侧的电场强度方向与x轴正方向同向
B.x轴上O点左侧的电场强度 和右侧的电场强度 的大小之比
C.电子在 处的动能为5eV
D.电子运动的周期
【答案】BC
【详解】A.由图可知,电子在x轴上从x=-1cm处向O点运动过程,其电势能一直减小,根据
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学科网(北京)股份有限公司可知该区间从左至右电势一直增加,即电场强度方向与x轴正方向相反。故A错误;
B.根据
可知图像中图线的斜率表示电子所受电场力大小,可得
,
解得
, x轴上O点左侧的电场强度 和右侧的电场强度 的大小之比为
故B正确;
C.依题意,电子仅在静电力作用下在x轴上往返运动,其动能和电势能之和保持不变,电子释放时
动能为零,电势能为零,总能量为零,电子在 处的能量为
由图可知,电子在 处的电势能为
解得
故C正确;
D.同理,可知电子在O点的电势能最小,动能最大为
依题意,电子在运动过程中,有
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学科网(北京)股份有限公司电子运动的周期为
联立,解得
故D错误。
故选BC。
22.(2024·南充一模)(多)如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一质量m=1kg的带负电小滑
块(可视为质点)在x=1m处以v =2m/s的初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数
0
μ=0.05。在x=0 及x=5m处有两个电性未知,电荷量分别为 的点电荷场源,滑块在不同位置所
具有的电势能E 如图乙所示,P点是图线最低点,虚线AB是图像在x=1m处的切线, 下列
p
说法正确的选项是( )
A.滑块在x=3m处所受合外力小于 0.5N
B.两场源电荷均带负电,且|Q |>|Q |
1 2
C.滑块向右运动过程中,速度始终减小
D.滑块向右一定可以经过x=4m处的位置
【答案】BD
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学科网(北京)股份有限公司【详解】A.E -x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,滑块在 x=3m处所受电场力为0,所
p
受合外力
故A错误;
B.在x=3m处电场力为0,电场强度为0,则
由于 ,所以
滑块在x=3m处电势能最低,因为滑块带负电,所以x=3m处的电势最高,两场源电荷均带负电,故B
正确;
C.滑块在x=1m处所受电场力大小为
所以在 处,滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反,电场力大于摩擦力,则滑块加速运动,故
C错误;
D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,根据能量守恒定律,若滑块能够经过x=4m
处,则应满足
由
,
根据题中数据可知实际情况并满足上式,所以滑块一定可以经过x=4m处的位置,故D正确。
故选BD。
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