空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示

广东省揭阳市惠来县第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题一、单选题1．下列说法正确的是（ ）A ．电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在B ．根据122q q F kr =，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大 C ．由L R Sρ=可知，将一根粗细均匀的电阻丝对折后，电阻率将变为原来的四分之一 D ．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷2．一电子射入固定在O 点的点电荷的电场中，电子仅在电场力的作用下运动，其运动轨迹如图中虚线所示。

图中的实线是以O 为圆心等间距的同心圆，c 是粒子运动轨迹与最小圆的切点，a ，b 是粒子运动轨迹与另外两个圆的交点，则下列说法中正确的是（ ）A ．电子的加速度a b c a a a <<B ．电子的电势能P P P a b c E E E >>C ．电势a b c ϕϕϕ<<D ．电势差2ac ab U U =3．如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。

这种现象叫做空气的“击穿”。

已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV ，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104V/m 时空气就有可能被击穿。

因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为（ ）A．1.1m B．1.6m C．2.1m D．2.7m4．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。

指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。

传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电时间较短，根据放电时间的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。

广西桂林市师范大学附属外国语学校物理第十章静电场中的能量专题试卷一、第十章静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．空间存在一静电场，电场中的电势φ随x (x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )A．x = 4 m处的电场强度可能为零B．x = 4 m处电场方向一定沿x轴正方向C．沿x轴正方向，电场强度先增大后减小D．电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6 m处，电势能增大8 eV【答案】D【解析】【分析】【详解】φ 图象的斜率等于电场强度，知x=4 m处的电场强度不为零，选项A错误；B、A、由x从0到x=4 m处电势不断降低，但x=4 m点的电场方向不一定沿x轴正方向，选项B错误；C、由斜率看出，沿x轴正方向，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，选项C错误；D、沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，电场力做负功，从O点移动到6m的过程电势能增大8 eV，选项D正确．故选D．【点睛】本题首先要读懂图象，知道φ-x图象切线的斜率等于电场强度，场强的正负反映场强的方向，大小反映出电场的强弱．2．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E cx，下列说法中正确的有A．B、C两点的电场强度大小E Bx＜E cxB．E Bx的方向沿x轴正方向C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】D【解析】本题的入手点在于如何判断E Bx 和E Cx 的大小，由图象可知在x 轴上各点的电场强度在x 方向的分量不相同，如果在x 方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法． 【详解】A 、在B 点和C 点附近分别取很小的一段d ，由题图得，B 点段对应的电势差大于C 点段对应的电势差，将电场看做匀强电场，有E dϕ∆=，可见E Bx >E Cx ，A 项错误．C 、同理可知O 点的斜率最小，即场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C 项错误．B 、沿电场线方向电势降低，在O 点左侧，E Bx 的方向沿x 轴负方向，在O 点右侧，E Cx 的方向沿x 轴正方向，B 项错误．D 、负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中，电场力先向右后向左，电场力先做正功，后做负功，D 项正确．故选D ． 【点睛】 挖掘出x φ-图象两大重要性质：图象的斜率反映电场强度的大小，图象中ϕ降低的方向反映场强沿x 轴的方向．3．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷放在x 轴上的O 、M 两点，两点电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中P 、N 两点的电势为零，NF 段中Q 点电势最高，则( )A ．P 点的电场强度大小为零B ．q 1和q 2为等量异种电荷C ．NQ 间场强方向沿x 轴正方向D ．将一负电荷从N 点移到F 点，电势能先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A ．φ-x 图线的斜率等于电场强度，故可知P 点的电场强度大小不为零，A 错误；B ．如果1q 和2q 为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线的中点是零电势点；由于OP PM >，故12q q >，故B 错误；C ．沿着电场线的方向，电势降低，由于从N 到Q 电势升高，故是逆着电场线，即NQ 间场强方向沿x 轴正方向；D ．由于从N 到F ，电势先增加后减小，将一负电荷从N 点移到F 点，根据公式P E q ϕ=电势能先减小后增大，故D 正确。

（新教材）人教高中物理必修第三册第10章静电场中的能量练习含答案（新教材）必修第三册第10章静电场中的能量1、在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。

为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图所示)。

图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B 供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。

虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法正确的是()A．在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最高C．若将某电子由c移到f，其电势能将增大D．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动2、如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，那么正确的判断是()A．电场线方向向下B．粒子一定从a点运动到b点C．a点电势比b点电势高D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能3、（双选）在静电场中，将一电子从A点移至B点，静电力做功5 eV，则下列结论正确的是()A．A、B两点间的电势差是5 VB．A、B两点间的电势差是－5 VC．电子的电势能增加了5 eVD．电子的电势能减少了5 eV4、如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势φ随位移x变化的图像是()5、传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。

如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器极板间距而引起电容变化的是()6、如图所示，一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。

两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b，从电容器的P点以相同的水平速度射入两平行板之间。

测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2。

高中物理每日一点十题之φ－x图像一知识点1.φ－x图像的意义：反映了电势φ随位置x变化的规律.在φ－x图像中根据纵坐标值可以直接判断各点电势的高低.2.φ－x图线的斜率大小等于电场强度的大小；电场强度为零处，其切线的斜率为零.3.设电场强度的方向与x轴平行，图像中沿x轴，电势降低的方向即为电场强度方向.图中A点电势高于B点电势，故AB间电场方向沿x轴正方向，C点电势低于D点电势，故CD间电场方向沿x轴负方向.十道练习题（含答案）一、单选题（共5小题）1. A、B为一电场中x轴上的两点，如图甲所示.一电子仅在电场力作用下从A点运动到B点，x轴上各点电势随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是( )A. 该电场是点电荷形成的电场B. A、B两点电场强度大小关系为E A<E BC. 电子从A运动到B过程中电场力做负功D. 电子在A、B两点的电势能大小关系为E pA>E pB2. 在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域.则该质子( )A. 在－x0～0区间一直做加速运动B. 在0～x0区间受到的电场力一直减小C. 在－x0～0区间电势能一直减小D. 在－x0～0区间电势能一直增加3. 如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像，一个带电粒子仅受静电力作用在x＝0处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过x＝x2处，则下列说法正确的是( )A. x1和x2处的电场强度均为零B. x1和x2之间的场强方向不变C. 粒子从x＝0到x＝x2过程中，电势能先增大后减小D. 粒子从x＝0到x＝x2过程中，加速度先减小后增大4. 真空中有一静电场，其在x轴正半轴的电势随x变化的关系如图所示，则根据图像可知( )A. R处的电场强度E＝0B. x1处与x2处的电场强度方向相反C. 若正的试探电荷从x1处移到x2处，静电力一定做正功D. 该电场有可能是处在O点的正点电荷激发产生的5. 一对等量点电荷位于平面直角坐标系xOy的一个轴上，它们激发的电场沿x、y轴方向上的场强和电势随坐标的变化情况如图甲、乙所示，甲图为y轴上各点场强随坐标变化的E－y图像，且沿y轴正向场强为正．乙图为x轴上各点电势随坐标变化的φ－x图像，且以无穷远处电势为零，图中a、b、c、d为轴上关于原点O的对称点，根据图像可判断下列有关描述正确的是( )A. 是一对关于原点O对称的等量负点电荷所激发的电场，电荷位于y轴上B. 是一对关于原点O对称的等量异种点电荷所激发的电场，电荷位于x轴上C. 将一个＋q从y轴上a点由静止释放，它会在aOb间往复运动D. 将一个＋q从x轴上c点由静止释放，它会在cOd间往复运动二、多选题（共3小题）6. 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点由静止释放一个负点电荷，该负点电荷仅受电场力的作用，则在－x0～x0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. 负点电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变D. 负点电荷将沿x轴负方向运动，加速度逐渐减小7. 空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有( )A. E Bx的大小大于E Cx的大小B. E Bx的方向沿x轴正方向C. 电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大D. 负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功8. 如图所示，以等量同种点电荷的连线中点为原点，两点电荷连线的中垂线为x轴，E表示电场强度，φ表示电势，根据你已经学过的知识判断，在下列E－x图像和φ－x图像中，可能正确的是( )A. B. C. D.9.(多选)在x轴上关于O点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷.关于两电荷连线上场强和电势的分布，下列说法正确的是(规定x轴正方向为电场强度的正方向、无穷远处电势为零)A.甲图为两个等量负点电荷的E－x图像B.乙图为两个等量负点电荷的φ－x图像C.丙图为两个等量异种点电荷的E－x图像D.丁图为两个等量异种点电荷的φ－x图像10.（多选）(2021“皖南八校”临门一卷) 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。