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电场中的相关图像应用.doc

电场中的相关图像应用

王海尊
2019-05-19 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电场中的相关图像应用doc》,可适用于工程科技领域

电场中的图象问题研究高中物理静电场中的图像类型可以分为如下几种基本类型场强随坐标轴变化的函数图像:即图像电势随坐标轴变化的函数图像:图像电势能随坐标轴变化的图像:图像。速度随坐标轴变化的图像:图像。电势随时间变化的图像:图像速度随时间变化的图像:图像场强随时间变化的图像:图像电容与极板之间距离变化的图象:图像场源可能是点电荷也可能是电偶极子还可能是带电平板等解答该类型题关键是要读懂图像的电学意义即坐标轴坐标原点斜率交点坐标等的物理意义同时结合题意读懂已知条件以及提出的问题根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题。一、电场中的Ex图象.(上海高考)两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上相距为L能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图( ).(江苏高考)空间有一沿x轴对称分布的电场其电场强度E随x变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )A.O点的电势最低B.x点的电势最高C.x和x两点的电势相等D.x和x两点的电势相等.空间有一沿x轴对称分布的电场其电场强度E随x变化的图象如图所示下列说法正确的是( )A.O点的电势最低B.x和x两点的电势相等C.x和-x两点的电势相等D.x点的电势低于x点的电势.(盐城二模)真空中有两个等量异种点电荷以连线中点O为坐标原点以它们的中垂线为x轴下图中能正确表示x轴上电场强度情况的是(  ).(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( )【上海高考】.(分)半径为R均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场场强大小沿半径分布如图所示图中E已知E-r曲线下O-R部分的面积等于R-R部分的面积。()写出E-r曲线下面积的单位()己知带电球在r≥R处的场强E=kQ/r式中k为静电力常量该均匀带电球所带的电荷量Q为多大()求球心与球表面间的电势差△U()质量为m电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到R处二、电场中的φx图象.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线如图所示则图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)( )图图.(苏锡常镇二模)某静电场中的一条电场线与x轴重合其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子电子仅受电场力的作用则在x~x区间内( )A.该静电场是匀强电场B.该静电场是非匀强电场C.电子将沿x轴正方向运动加速度逐渐减小D.电子将沿x轴正方向运动加速度逐渐增大.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仅受电场力的作用则( )A.电子将沿Ox方向运动B.电子的电势能将增大C.电子运动的加速度恒定D.电子运动的加速度先减小后增大.(上海高考)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( ).(江苏高考)空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示轴上两点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x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.(江苏百校联考)两电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上的O、M两点两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示其中A、N两点的电势为零ND段中C点电势最高则( )A.C点的电场强度大小为零B.A点的电场强度大小为零C.NC间场强方向向x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点电场力先做负功后做正功.真空中有一半径为r的带电金属球壳通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图r表示该直线上某点到球心的距离r、r分别是该直线上A、B两点离球心的距离下列说法中正确的是( )A.A点的电势低于B点的电势B.A点的电场强度方向由A指向BC.A点的电场强度小于B点的电场强度D.正电荷沿直线从A移到B的过程中电场力做负功.(淮安模拟)空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示A、B、C、D是x轴上的四点电场强度在x轴方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED则( )A.EA<EBB.EC<EDC.A、D两点在x轴方向上的场强方向相反D.同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能.(北京高考)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图中φ和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=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(<A<qφ)。忽略重力。求:()粒子所受电场力的大小()粒子的运动区间()粒子的运动周期。.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轴方向的电势与坐标值x的关系如下表格所示: xmφv          根据上述表格中的数据可作出x图像。现有一质量为kg电荷量为C带正电荷的滑块(可视作质点)其与水平面的动摩擦因素为。问:()由数据表格和图像给出的信息写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。()若将滑块无初速地放在x=m处则滑块最终停止在何处?()在上述第()问的整个运动过程中它的加速度如何变化?当它位于x=m时它的加速度多大?三、电场中的vt图象.如图所示两个带等量的正电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑的绝缘的水平面上P、N是小球A、B的连线的水平中垂线上的两点且PO=ON现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)由P点静止释放在小球C向N点的运动的过程中下列关于小球C的速度图象中可能正确的是( ).在真空中上、下两个区域均为竖直向下的匀强电场其电场线分布如右图所示有一带负电的微粒从上边区域沿一条电场线以速度v匀速下落并进入下边区域(该区域的电场足够广)在如图所示的速度时间图象中符合粒子在电场内运动情况的是( ).如图所示点电荷+Q与+Q分别固定在A、B两点C、D两点将AB连线三等分现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动不计粒子的重力则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是( )有一负电荷自电场中的A点自由释放只受电场力作用沿电场线运动到B点它运动的速度图象如图所示则A、B所在电场区域的电场线分布可能是图中的( )图              图.如图()是某一点电荷形成的电场中的一条电场线A、B是电场线上的两点一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v从A运动到B过程中的速度图线如图()所示则以下说法中正确的是(  )A.A、B两点的电场强度是EA<EBB.A、B两点的电势是φA>φBC.负电荷q在A、B两点的电势能大小是εA>εBD.此电场一定是负电荷形成的电场.图甲所示有向线段表示电场中的一根电场线质量为m、电荷量为q的带电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动经过A点时速度为v一段时间后到达与A相距为d的B点速度减为粒子运动的vt图象如图乙所示下列判断正确的是( )A.该电场为匀强电场可以求出电场强度大小B.A点电势一定高于B点电势可以求出AB电势差C.A点电势一定高于B点电势可以求出A点电势D.电荷在A点的电势能一定大于B点的电势能可以求出A到B过程中电场力做的功.一正电荷仅在电场力作用下从A点运动到B点速度大小随时间变化的图象如图所示.下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断正确的是( )A.EA>EBφA>φBB.EA=EBφA=φB C.EA<EBφA>φBD.EA<EBφA<φB.平行板间有如图所示的周期性变化的电压.重力不计的带电粒子静止在平行板中央从t=时刻开始将其释放运动过程中无碰板情况.能正确定性描述粒子运动的速度图象的是( )四、电场中图象问题综合.在地面附近存在着一有界电场边界MN将某空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A如图甲所示小球运动的v-t图象如图乙所示已知重力加速度为g不计空气阻力则(  )A.在t=s时小球经过边界MNB.小球受到的重力与电场力之比为∶C.在小球向下运动的整个过程中重力做的功与电场力做的功大小相等D.在小球运动的整个过程中小球的机械能与电势能总和先变大再变小.如图甲所示Q、Q为两个固定点电荷其中Q带正电它们连线的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动其速度图象如图乙所示.则(  )A.Q带正电B.Q带负电C.试探电荷从b到a的过程中电势能增大D.试探电荷从b到a的过程中电势能减小.如图所示交变电压加在平行板电容器A、B两极板上开始B板电势比A板电势高这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间它在电场作用下开始运动.设A、B两极板间的距离足够大下列说法正确的是( )A.电子一直向着A板运动B.电子一直向着B板运动C.电子先向A板运动然后返回向B板运动之后在A、B两板间做周期性往复运动D.电子先向B板运动然后返回向A板运动之后在A、B两板间做周期性往复运动.如图所示A、B为一对中间开有小孔的平行金属板相距一定距离A板接地现有一电子在t=时刻在A板小孔中由静止开始向B板运动不计重力及阻力影响使电子一定能从B板小孔射出则B板电势φB与时间t的变化规律是( ).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( ).如图(甲)所示两平行金属板竖直放置左极板接地中间有小孔右极板电势随时间变化的规律如图(乙)所示电子原来静止在左极板小孔处不计电子的重力下列说法正确的是( )A.从t=时刻释放电子电子始终向右运动直到打到右极板上B.从t=时刻释放电子电子可能在两板间振动C.从t=T时刻释放电子电子可能在两板间振动也可能打到右极板上D.从t=T时刻释放电子电子必将打到左极板上(全国卷大纲版.(分)一电荷量为q(q>)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下在t=时由静止开始运动场强随时间变化的规律如图所示。不计重力求在t=到t=T的时间间隔内()粒子位移的大小和方向()粒子沿初始电场反方向运动的时间。ACC AA.()V(伏特)()  ()()由动能定理ABCADAAD ABBCD()由图知与d(或d)的电势差为φ电场强度的大小电场力的大小()设粒子在xx区间内运动速率为v由题意得由图可知得因动能非负有得即粒子运动区间()考虑粒子从x处开始运动的四分之一周期根据牛顿第二定律得粒子的加速度由匀加速直线运动代入解得因此粒子运动周期()由数据表格和图像可得电势与x成反比关系即V()由动能定理得:WFWf=ΔEK=设滑块停止的位置为x有:即  代入数据解得x=m(舍去x=m)。  ()先做加速度减小的变加速运动后做加速度增大的变减速运动。即加速度先减小后增大。当它位于x=m时图像上该点的切线斜率表示场强大小滑块在该点的水平合力Fx=qE–μmg=故滑块的加速度a=Fxm=ABCBCBABDBBABCBCDABAAC.(分)解法一:粒子在~、~、~、~T时间间隔内做匀变速运动设加速度分别为a、a、a、a由牛顿第二定律得、、、  (每个式子分)由此得带电粒子在~T时间间隔内运动的at图像如图(a)所示(分)对应的vt图像如图(b)所示(分)其中(分)由图(b)可知带电粒子在t=到t=T时的位移为(分)联立解得      (分)它的方向沿初始电场正方向。  (分)()由图(b)可知粒子在t=到t=内沿初始电场反方向运动总的运动时间为(分)

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