2021新高考物理二轮总复习课件：专题三 第一讲　电场　带电粒子在电场中的运动

2021新高考物理二轮总复习课件：专题三 第一讲　电场　带电粒子在电场中的运动

第一讲　电场　带电粒子在电场中的运动 专题三 内容索引 02 03 04 体系构建 真题感悟 高频 考点 能力 突破 素养提升 微课堂 01 价值 引领 备考 定向 价值引领 备考定向 核 心 要 求 核心价值   本专题是高中物理电磁学知识的核心部分 , 是高考考查的重点 , 电磁学压轴计算题通常就是带电粒子在电磁场中的运动问题 , 在复习过程中要注意高考评价体系中的综合性、应用性和创新性要求 。 新 高考 可能会结合先进科技成果、生产生活实际情境命题 , 通过解决这些实际问题 , 强化爱国主义情怀、践行社会主义核心价值观、弘扬中华优秀传统文化、提升民族 自豪感 学科素养 物理观念方面 , 物质观念主要包括电荷、电场和电场线、磁场和磁感线 , 运动观念主要包括匀变速直线运动、类平抛运动和匀速圆周运动 , 相互作用观念主要包括电场强度和磁感应强度、电场力和磁场力 , 能量观念主要包括带电粒子的动能、电势能和磁场能 ; 科学思维方面 , 主要包括点电荷、带电粒子在匀强电场中的偏转、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动等模型的建构 , 以及相应的科学推理和科学论证 素养   核 心 要 求   关键能力   理解 能力、模型建构能力、逻辑推理能力、分析综合能力、信息加工 能力   必备知识 电场和磁场的基本性质 , 电场力和磁场力的特性 , 安培定则和左手定则 , 两类偏转模型 ( 类平抛运动和圆周运动 ), 带电粒子在场中的运动性质、规律和分析处理 方法   试题 情境 日常生活类 : 生活生产中静电现象、古代指南针、司南的应用等 ; 学习探索类 : 电荷守恒定律与库仑定律的应用 , 力电综合问题的应用 , 带电粒子在场中的运动等 ; 生产科技类 : 质谱仪、速度选择器、回旋加速器、霍尔效应 等   考查 方式 单一知识点的考查常以选择题的形式出现 ; 综合考查多个知识点的题目可以以选择题形式出现 , 也可以以计算题的形式 出现 考向预测 电场部分 : 以带电粒子运动轨迹和电场线或等势面间的关系为核心考查电场力的性质和电势能的性质 , 以带电粒子在匀强电场中的加速、偏转为考查重点 , 兼顾带电粒子在非匀强电场中的偏转轨迹的分析 ; 磁场部分 : 以考查带电粒子在磁场中的圆周运动为主 , 其次是磁感应强度的叠加和通电导体所受安培力问题 ; 综合部分 : 带电粒子在各种组合场、复合场中的运动和临界问题的考查是重点 , 并注意关注在生产科技中的应用 体系构建 真题感悟 【 网络构建 】 【 高考真题 】 1 . ( 2020 全国 Ⅲ 卷 ) 如图所示 , ∠ M 是锐角三角形 PMN 最大的内角 , 电荷量为 q ( q> 0) 的点电荷固定在 P 点。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 沿 MN 边 , 从 M 点到 N 点 , 电场强度的大小逐渐增大 B. 沿 MN 边 , 从 M 点到 N 点 , 电势先增大后减小 C. 正电荷在 M 点的电势能比其在 N 点的电势能大 D. 将正电荷从 M 点移动到 N 点 , 电场力所做的总功为负 答案 BC 解析 本题以点电荷的电场为背景 , 意在考查静电场的电场强度分布规律和电势、电势能、电场力做功的关系。沿 MN 边 , 从 M 点到 N 点 , 距 P 点的距离先变小后变大 , P 点的点电荷带正电 , 电场强度 E = , 越靠近 P 点 , 电场强度越大 , 电势越大 , 所以电场强度先变大后变小 , 电势先变大后变小 , 选项 A 错误 , 选项 B 正确 ; 正电荷在电势高的位置电势能也大 , 所以正电荷在 M 点的电势能大于其在 N 点的电势能 , 选项 C 正确 ; 将正电荷由电势能大的 M 点移到电势能小的 N 点 , 电场力做正功 , 选项 D 错误。 情境剖析 本题属于基础性题目 , 以 “ 点电荷周围电场强度和电势规律 ” 为素材创设学习探索类情境。 素养能力 本题考查静电场的电场强度分布规律和电势、电势能、电场力做功的关系 , 对考生的理解能力和逻辑推理能力有一定要求 , 较好地考查了考生的电场这一物质观念和科学推理等素养。 2 . ( 2018 全国 Ⅰ 卷 ) 如图 , 三个固定的带电小球 a , b 和 c , 相互间的距离分别为 ab= 5 cm, bc= 3 cm, ca= 4 cm, 小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a 、 b 的连线。设小球 a 、 b 所带电荷量的比值的绝对值为 k , 则 ( 　　 ) 答案 D 解析 由题意知 , 小球 c 处在直角三角形的直角上 , 如果 a 、 b 为同种电荷 , 对小球 c 的库仑力 , 要么是吸引力 , 要么是排斥力 , 合力不可能平行于 a 和 b 连线 , 情境剖析 本题属于综合性、应用性题目 , 以 “ 带电小球的库仑力 ” 为素材创设学习探索类情境。 素养能力 本题通过考查库仑定律 , 较好地考查了考生的科学推理和科学论证素养 , 对考生的理解能力和逻辑推理能力有一定要求。 3 . ( 2020 山东卷 ) 真空中有两个固定的带正电的点电荷 , 电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的 O 点时 , 仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过 O 点作两正电荷连线的垂线 , 以 O 点为圆心的圆与连线和垂线分别交于 a 、 c 和 b 、 d , 如图所示。以下说法正确的是 ( 　　 ) A. a 点电势低于 O 点 B. b 点电势低于 c 点 C. 该试探电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 D. 该试探电荷在 c 点的电势能小于在 d 点的电势能 答案 BD 解析 试探电荷在 O 点仅在电场力作用下保持静止 , 则其所受合力为零。若将试探电荷向左移动少许 , 则其将在静电力作用下向左运动 , 静电力做正功 , 电势能减少 , 试探电荷带负电 , 故由 O 向 a 运动过程中电势升高 , 同理由 O 向 c 运动过程中电势升高 , 所以 ac 连线上 O 点电势最低。 bd 连线上由电势的叠加可知 , O 点电势最高 , 所以选项 A 错误 ,B 正确。因为 φ a > φ b , φ c > φ d , 试探电荷带负电 , 所以 E p a 0) 的带电粒子在纸面内自 A 点先后以不同的速度进入电场 , 速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子 , 自圆周上的 C 点以速率 v 0 穿出电场 , AC 与 AB 的夹角 θ = 60 ° 。运动中粒子仅受电场力作用。 (1) 求电场强度的大小。 (2) 为使粒子穿过电场后的动能增量最大 , 该粒子 进入 电场 时的速度应为多大 ? (3) 为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为 mv 0 , 该 粒子进入电场时的速度应为多大 ? 情境剖析 本题属于综合性、应用性题目 , 以 “ 带电粒子在有界匀强电场中的偏转 ” 为素材创设学习探索类情境。 素养能力 本题通过考查带电粒子在匀强电场中偏转的运动规律 , 较好地考查了考生的模型建构、科学推理、科学论证等素养 , 对考生的理解能力、逻辑推理能力和分析综合能力有较高要求。 高频 考点 能力 突破 考点一 电场性质的理解与应用 考法 1 　 电场的叠加、电场强度、电势的理解   解题策略 　 电场强度、电势、电势能的表达式及特点对比   表达式 特点 电场 强度 矢量 , 由电场本身决定 , 电场线越密电场强度越大 电势 标量 , 与零电势点的选择有关 , 沿电场线方向电势逐渐降低 电势能 E p =q φ ,Δ E p =-W 电 标量 , 电场力做正功 , 电势能减小 【典例 1 】 ( 多选 )(2019 全国 Ⅲ 卷 ) 如图 , 电荷量分别为 q 和 -q ( q> 0) 的点电荷固定在正方体的两个顶点上 , a 、 b 是正方体的另外两个顶点。则 ( 　　 ) A. a 点和 b 点的电势相等 B. a 点和 b 点的电场强度大小相等 C. a 点和 b 点的电场强度方向相同 D. 将负电荷从 a 点移到 b 点 , 电势能 增加 答案 BC 解析 取无穷远处电势为 0, a 点距 -q 近 , 距 q 远 , 电势为负数 ; b 点距 q 近 , 距 -q 远 , 电势为正数 , b 点电势大于 a 点电势 ,A 错误。电势能 E p =q φ , 负电荷在电势小处电势能大 , 即负电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 , 将负电荷从 a 点移到 b 点 , 电势能减小 ,D 错误。正电荷的电场强度沿半径向外 , 负电荷的电场强度沿半径向内 , E = , 点电荷 q 在 a 点的电场强度与点电荷 -q 在 b 点的电场强度相同 , 大小和方向都一样 ; 点电荷 q 在 b 点的电场强度与点电荷 -q 在 a 点的电场强度相同 , 大小和方向都一样 , 则 a 点的合电场强度与 b 点的合电场强度相同 ,B 、 C 正确。 思维点拨 根据对称性和叠加原理分析各物理量的关系。 解题策略 策略 1: 电势高低的比较 (1) 根据电场线方向 , 沿着电场线方向 , 电势越来越低 ; (2) 根据电势的定义 式 , 即将 +q 从电场中的某点移至无穷远处电场力做功越多 , 则该点的电势越高 ; (3) 根据电势差 U AB = φ A - φ B , 若 U AB > 0, 则 φ A > φ B , 反之 φ A < φ B 。 策略 2: 电势能变化的判断 (1) 根据电场力做功判断 , 若电场力对电荷做正功 , 电势能减少 ; 反之则增加。即 W AB =- Δ E p 。 (2) 根据能量守恒定律判断 , 电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程 , 若只有电场力做功 , 电荷的电势能与动能相互转化 , 而总和保持不变 , 即当动能增加时 , 电势能减少。 【 类题演练 】 1 . ( 多选 )(2020 全国 Ⅱ 卷 ) 如图所示 , 竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。 a 、 b 为圆环水平直径上的两个点 , c 、 d 为竖直直径上的两个点 , 它们与圆心的距离均相等。则 ( 　　 ) A .a 、 b 两点的电场强度相等 B .a 、 b 两点的电势相等 C .c 、 d 两点的电场强度相等 D .c 、 d 两点的电势相等 答案 ABC 解析 采用微元法 , 在等量异种点电荷形成的电场中 , 以两点电荷连线与中垂线交点为圆心 , 以小于两点电荷之间连线的任一距离为直径作圆 , 则此圆直径两端点处的合电场强度是相同的。在此圆环直径端点取等量异种点电荷 , 在两点电荷形成的电场中 , 根据前面的分析可知 , a 、 b 两点电场强度相等 , c 、 d 两点电场强度相等。故在圆环中所有电荷形成的电场中 , a 、 b 两点的电场强度相等 , c 、 d 两点的电场强度相等 ,A 、 C 正确。在圆环竖直方向取等量异种电荷 , a 、 b 位于中垂线上 , 两点电势都为 0,B 正确。 c 位置靠近正电荷 , 电势大于 0, d 位置靠近负电荷 , 电势小于 0,D 错误。 2 . ( 2020 山东济南高三 5 月二模 ) 如图所示为某电场中的一条电场线 , 线上有 A 、 B 、 C 三点 , B 点是 A 、 C 的中点。电子在 A 点的电势能为 4 eV, 在 C 点的电势能为 10 eV, 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. B 点电场强度的方向一定由 C 指向 A B. B 点电场强度的方向一定由 A 指向 C C. B 点的电势一定小于 - 7 V D. B 点的电势一定大于 - 7 V 答案 B 解析 根据题意可知 , 电子在 A 点的电势能更低 , 则说明 A 点的电势更高 , 所以电场线由 A 指向 C , 则 B 点电场强度的方向一定由 A 指向 C , 选项 A 错误、 B 正确 ; 根据电势的定义可知 , φ A =- 4 V 、 φ C =- 10 V, 如果电场为匀强电场 , 则有 φ B - φ A = φ C - φ B , 得 φ B =- 7 V, 本题无法确定该电场是什么电场 , 故无法确定 B 点的电势 , 选项 C 、 D 错误。 3 . (2020 山东高三下学期枣庄一中、高密一中、莱西一中在线联考 ) 如图所示 , 在真空中的 M 、 N 两点分别放置等量的异种电荷 +q 、 -q , 在通过 M 、 N 两点的竖直平面内相对于 MN 对称取一个圆形路径 ABCD , 圆心在 MN 连线的中点 , 两条直径 AC 与 BD 相互垂直 , 且 AC 与 MN 共线。设想将一个电子沿路径 ABCDA 顺时针方向运动一周 , 则以下分析正确的是 ( 　　 ) A. 沿 ABC , 电场的电势降低 , 电子的电势能减小 B. 沿 BCD , 电场力对电子先做正功 , 后做负功 , 总功为零 C. 沿 BCD , 电子的电势能先增大 , 后减小 , 电势能的变化总量为零 D. 沿 CDA , 电场的电势升高 , 电子的电势能增大 答案 C 解析 由等量异种点电荷的电场线分布和等势面特点可以知道 , 直径 BD 所在的竖直平面为等势面 , 设为零电势面 , 则 BD 左边电势大于零 , BD 右边电势小于零 , 沿 ABC 电势逐渐降低 ; 电子带负电荷 , 对负电荷来说电势越低电势能越大 , 所以电子沿 ABC 运动 , 电势能增加 ; 沿 BCD 电势先降低后升高 , 所以电场力对电子先做负功 , 后做正功 , 总功为零 , 所以电子的电势能先增大 , 后减小 , 电势能的变化总量为零 ; 沿 CDA 电势逐渐升高 , 所以电子的电势能减小 , 故选项 A 、 B 、 D 错误 , 选项 C 正确。 考法 2 　 匀强电场特点及应用   方法技巧 　 解答匀强电场性质有关问题的几个技巧 (1) 在匀强电场中 , 沿任意一个方向 , 电势升高或降低都是均匀的 , 故在同一直线上间距相同的两点间电势差大小相等。如果把某两点间的距离等分为 n 段 , 则每段两端点的电势差大小等于原电势差 的 , 采用这种等分间距求解电势问题的方法 , 叫等分法。 (2) 若已知匀强电场中某几点的电势 , 要求其他点的电势时 , 一般采用 “ 等分法 ” 在电场中找与待求点的电势相同的等势点。等分法也常用在画电场线的问题中。 (3) 在匀强电场中 , 相互平行的相等线段的两端点电势差相等。 【典例 2 】 ( 多选 )(2018 全国 Ⅱ 卷 ) 如图 , 同一平面内的 a 、 b 、 c 、 d 四点处于匀强电场中 , 电场方向与此平面平行 , M 为 a 、 c 连线的中点 , N 为 b 、 d 连线的中点。一电荷量为 q ( q> 0) 的粒子从 a 点移动到 b 点 , 其电势能减小 W 1 ; 若该粒子从 c 点移动到 d 点 , 其电势能减小 W 2 。 下列 说法正确的是 ( 　　 ) A. 此匀强电场的电场强度方向一定与 a 、 b 两点连线平行 B. 若该粒子从 M 点移动到 N 点 , 则电场力做功一定 为 C. 若 c 、 d 之间的距离为 L , 则该电场的电场强度大小一定 为 D. 若 W 1 =W 2 , 则 a 、 M 两点之间的电势差一定等于 b 、 N 两点之间的电势差 答案 BD 思维点拨 正电荷的电势能减小时 , 一定是由高电势的地方向低电势的地方移动 , 但不一定是沿着电场线移动 , 在匀强电场中 , 沿任意直线方向电势都是均匀变化的。 【 类题演练 】 4 . ( 2020 山东烟台高三模拟 ) 如图所示 , 在 xOy 平面内有一匀强电场 , 以坐标原点 O 为圆心的圆与 x 、 y 轴的交点分别为 a 、 b 、 c 、 d , 从坐标原点 O 向纸面内各个方向以等大的速率射出电子 , 可以到达圆周上任意一点 , 而到达 b 点的电子动能增加量最大。则 ( 　　 ) A. 电场线与 x 轴平行 B. a 点电势大于 c 点电势 C. 在圆周上的各点中 , b 点电势最高 D. 电子从 O 点射出至运动到 b 点过程中 , 其电势能增加 答案 C 解析 从坐标原点 O 到达 b 点的电子动能增加量最大 , 即电场力做的正功最多 , 故 b 点电势最高 , 则电场线与 y 轴平行 , 选项 A 错误、 C 正确 ; x 轴与电场线垂直 , 为等势线 , a 点电势等于 c 点电势 , 选项 B 错误 ; 电子从 O 点射出至运动到 b 点的过程中 , 动能增加 , 电势能减小 , 选项 D 错误。 5 . ( 多选 ) 如图所示 , 匀强电场中三点 A 、 B 、 C 是一个三角形的三个顶点 , ∠ ABC= ∠ CAB= 30 ° , BC= 2 m , 已知电场线平行于 ABC 所在的平面 , 一个电荷量 q=- 2 × 10 - 6 C 的点电荷由 A 移到 B 的过程中 , 电势能增加 了 1 . 2 × 10 - 5 J, 由 B 移到 C 的过程中电场力做功 6 × 10 - 6 J, 为方便计算 , 设 B 点电势为 0, 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. B 、 C 两点的电势差 U BC = 3 V B. A 点的电势低于 B 点的电势 C. 负电荷由 C 点移到 A 点的过程中 , 电势能减少 D. 该电场的电场强度为 1 V/m 答案 CD 考点二 与平行板电容器有关的电场问题 (M) 规律方法 　 1 . 平行板电容器动态变化问题的两种 情况 2 . 分析平行板电容器的动态变化问题时的两个关键点 (1) 确定不变量 : 首先要明确动态变化过程中的哪些量不变 , 一般情况下是电荷量不变或板间电压不变。 【典例 3 】 (2020 北京朝阳区高三期末 ) 如图所示 , 平行板电容器极板与水平面成 θ 角放置 , 充电后与电源断开。有一质量为 m 、电荷量为 q 的小球 , 从极板左侧沿水平方向飞入电场并沿直线飞出。下列推断正确的是 ( 　　 ) A. 小球做匀速直线运动 B. 仅使小球的电荷量加倍 , 小球依然做直线运动 C. 仅使两板间距加倍 , 小球依然做直线运动 D. 仅使电容器转至水平 , 小球依然做直线运动 答案 C 解题指导 审题 读取题干 获取信息 平行板电容器极板与水平面成 θ 角放置 , 充电后与电源断开 电容器极板间小球所受电场力垂直于极板 , 电容器极板带电荷量保持不变 从极板左侧沿水平方向飞入电场并沿直线飞出 小球竖直方向受力平衡 破题 正确分析不同情况下小球的受力情况是解答本题的关键。电容器极板倾斜时电场力竖直方向的分力与重力平衡 , 电场力的水平分力使小球加速 , 此时若只增大小球的电荷量或只旋转电容器极板 , 则小球无法继续做直线运动。 【 类题演练 】 6 . ( 多选 ) 如图为某一电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时 , 电介质板随之在电容器两极板之间移动 , 连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化 , 进而能测出电容的变化 , 最后就能探测到物体位移的变化 , 若静电计上的指针偏角为 θ , 则被测物体 ( 　　 ) A. 向左移动时 , θ 增大 B. 向右移动时 , θ 增大 C. 向左移动时 , θ 减小 D. 向右移动时 , θ 减小 答案 BC 7 . 如 图所示 , 平行板电容器与直流电源、理想二极管 ( 正向电阻为零 , 可以视为短路 ; 反向电阻无穷大 , 可以视为断路 ) 连接 , 电源负极接地 , 初始时电容器不带电 , 闭合开关 S 稳定后 , 一带电油滴位于电容器极板间的 P 点且处于静止状态。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 减小极板间的正对面积 , 带电油滴会向下移动 , 且 P 点的电势会降低 B. 减小极板间的正对面积 , 带电油滴会向上移动 , 且 P 点的电势会降低 C. 将下极板上移 , 带电油滴将向上运动 D. 断开开关 S, 带电油滴将向下运动 答案 C 解析 根据 C = 及 Q=CU 知 , 当减小极板的正对面积时 , 电容 C 减小 , 但由于二极管具有单向导电性 , 题图中的电容器只能充电不能放电 , 所以电容器所带电荷量不会减小 , 根据公式 E = 可 得 E = , 由此可得电场强度 E 变大 , 油滴所受电场力变大 , 则带电油滴会向上移动 , P 点与下极板的距离不变 , 因 E 变大 , 故 P 点的电势升高 , 选项 A 、 B 错误 ; 由以上分析可知将下极板上移 , 极板间距离减小 , 电容器的电容 C 变大 , 电容器所带的电荷量 Q 变大 , 电容器充电 , 电场强度变大 , 带电油滴向上运动 , 选项 C 正确 ; 断开开关 S, 由于二极管具有单向导电性 , 电容器不能放电 , 电容器所带电荷量 Q 不变 , 电容 C 不变 , 电压也不变 , 电容器两极板间的电场强度不变 , 故油滴仍然处于静止状态 , 选项 D 错误。 8 . ( 2020 山东等级考模拟 ) 如图所示 , 平行板电容器的两极板水平放置 , 滑动变阻器的阻值为 R , 定值电阻的阻值为 R 0 。闭合开关 S, 当 R= 0 . 5 R 0 时 , 极板带电荷量为 Q 0 , 一电子水平射入电容器两极板之间的匀强电场 , 经水平距离 x 0 后打到极板上 ; 当 R= 2 R 0 时 , 极板带电荷量为 Q , 电子仍以相同速度从同一点射入电场 , 经水平距离 x 后打到极板上。不计电子重力 , 以下关系正确的是 ( 　　 ) A. Qx 0 B. Q>Q 0 , x>x 0 C. QQ 0 , x 0 表示电场强度沿正方向 , E< 0 表示电场强度沿负方向 ; E - x 图像与 x 轴所围成的面积表示电势差 , 如果取 x= 0 处为零电势点 , 则可由图像的面积分析各点电势的高低 , 综合分析粒子的运动 , 进一步确定粒子的电性、电场力做功及粒子的动能变化、电势能变化等情况。 【 典例分析 】 【典例】 某 空间存在一个与 x 轴平行的电场 , 电场中的电势 φ 在 x 轴上的分布如图所示 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 在 x 轴上 , 从 x 1 到 x 2 电场强度方向向左 B. 在 x 轴上 , 从 x 1 到 x 2 电场强度先增大后减小 C. 把一负电荷沿 x 轴正向从 x 1 移到 x 2 , 电场力先减小后增大 D. 把一负电荷从 x 1 移到 x 2 , 电场力做负 功 思维点拨 φ - x 图像的斜率表示电场强度的大小和方向 , 图像也反映电势的高低。 答案 C 解析 在 x 轴上 , 从 x 1 到 x 2 电势先降低后升高 , 可知电场强度方向先向右后向左 ,A 项错误 ; φ - x 图像的斜率等于电场强度 , 可知从 x 1 到 x 2 电场强度先减小后增大 ,B 项错误 ; 由 F=qE 知把一负电荷沿 x 轴正向从 x 1 移到 x 2 , 电场力先减小后增大 ,C 项正确 ; 由 E p =q φ 知把一负电荷从 x 1 移到 x 2 电势能减小 , 电场力做正功 ,D 项错误。 【 类题演练 】 1 . ( 多选 )(2020 山东等级考模拟 ) 在 x 轴附近固定有两个点电荷 Q 1 和 Q 2 , 其连线与 x 轴平行。以无穷远处为零电势点 , 测得 x 轴上各点的电势 φ 随坐标 x 的分布如图所示。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. x 2 处的电场强度为零 B. Q 1 和 Q 2 带有异种电荷 C. 将试探电荷 +q 从 x 1 沿 x 轴正方向移到 x 3 的过程中 , 电势能先增大后减小 D. 将试探电荷 +q 从 x 1 沿 x 轴正方向移到 x 3 的过程中 , 电势能先减小后增大 v 答案 BD 解析 φ - x 图像斜率表示电场强度 , 由图可知 , x 2 处的电场强度不为零 , 选项 A 错误 ; 无穷远处电势为零 , 图中有电势为正的地方 , 故存在正电荷 , 又有电势为负的地方 , 故也存在负电荷 , 所以 Q 1 和 Q 2 带有异种电荷 , 选项 B 正确 ; 由图像可知 , 从 x 1 沿 x 轴正方向到 x 3 的过程中 , 电势先减小后增大 , 根据正电荷在电势高处电势能大 , 知将试探电荷 +q 从 x 1 沿 x 轴正方向移到 x 3 的过程中 , 电势能先减小后增大 , 选项 C 错误、 D 正确。 2 . ( 多选 ) 如图所示为沿 x 轴方向的电场强度 E 随位置 x 变化的关系图像 , 在 x 轴负方向上的图像近似是直线 , x 轴正方向为电场强度的方向 , 电子的电荷量为 e ( e> 0) 。则下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 原点 O 处的电势最高 , -x 1 处的电势最低 B. 电子在 -x 2 处和 x 1 处的电势能相等 C. 将电子沿 x 轴从坐标原点 O 移到 x 1 处 , 电子的电势能增加 D. 将电子沿 x 轴从坐标原点 O 移到 -x 1 处 , 电场力做的功 为 eE 0 x 1 答案 CD 解析 电场线沿 x 轴正方向 , 由沿着电场线方向电势降低知 ,A 错误 ; 在 E - x 图像中 , 图像与 x 轴所围成的面积表示电势差 , 由图像可以得出 -x 2 处与 x 1 处存在电势差 , 所以电子在 -x 2 处和 x 1 处具有的电势能不相等 ,B 错误 ; 将电子沿 x 轴从坐标原点 O 移到 x 1 处 , 电子克服电场力做功 , 电子的电势能增加 ,C 正确 ; 坐标原点 O 与 -x 1 处之间的电势差 为 E 0 x 1 , 所以将电子沿 x 轴从坐标原点 O 移到 -x 1 处 , 电场力做的功 为 eE 0 x 1 ,D 正确。 3 . (2020 湖南衡阳高三模拟 ) 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 p 随位移 x 变化关系如图所示 , 其中 O~x 2 段是关于直线 x=x 1 对称的两条直线段 , x 2 ~x 3 段是曲线 , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A. x 1 处电场强度最小 B. 在 O 、 x 1 、 x 2 、 x 3 处电势 φ 0 、 φ 1 、 φ 2 、 φ 3 的关系为 φ 3 < φ 2 = φ 0 < φ 1 C. O~x 2 段带电粒子做匀变速直线运动 D. O~x 1 段电场方向不变 , 大小变 , x 1 ~x 3 段的电场强度大小方向均不变 答案 B 为与 O~x 1 段相等 , 故此时电场强度并不是最小的 , 选项 A 错误 ; 根据电势能与电势的关系 : E p =q φ , 粒子带负电 , q< 0, 知电势能越大 , 粒子所在处的电势越低 , 所以有 φ 3 < φ 2 = φ 0 < φ 1 , 选项 B 正确 ; 由图可知 , O~x 1 段和 O~x 2 段电场方向相反 , 故加速度并不相同 , 不是一直做匀变速运动 , 选项 C 错误 ; O~x 1 段电场方向不变 , 大小不变 , x 2 ~x 3 段图像的斜率减小 , 故电场强度大小减小 , 选项 D 错误。 本 课 结 束