第五節電場圖像以及靜電屏蔽需要掌握的內容1.電場中圖像分類，以及各個圖像具體如何表示電場。（1）電勢與距離φ-x圖像，描述了一條直線上電勢隨移動距離的變化，其中φ是標量正數為大負數為小，圖像斜率k為電場強度，根據電勢變化規律來看k為正時電場強度方向向左，k為負時電場強度方向向右，圖像與x軸圍成的面積無意義。（2）電場強度與距離E-x圖像，描述了一條直線上電場強度隨移動距離的變化，其中E為矢量大小看絕對值，當E為正數時電場強度方向向右，當E為負數時電場強度方向向左，圖像與x軸圍成的面積表示兩點之間電勢差，圖像斜率k無意義。（3）電勢能與距離Ep-x圖像，描述了一條直線上電勢能隨移動距離的變化，其中Ep是標量正數為大負數為小，圖像斜率k為電場力，電場線的方向需要考慮運動電荷的正負，通過公式Ep=φq或者電勢能變化與電場力做工的關系一起來判斷。2.感應起電基本原理。當帶電體靠近不帶電金屬時，金屬內部自由電子在外界電場影響下進行移動，當內部電荷形成的電場強度與外場強度相等時將不再移動。3.電場中的導體以及單一帶電體的性質，如何屏蔽的電場（1）當金屬導體放入電場中，導體處于靜電屏蔽狀態。導體內部場強為零，導體為等勢體表面為等勢面，可以屏蔽外場。當導體接地靠近場源電荷的一側有電荷，遠離的一側沒有電荷，可以屏蔽內場。（2）單一帶電球殼對內部產生的電場強度為零，對外部產生的電場強度相當于在球心點電荷產生的場強。經典習題單選題1．某靜電場中x軸上各點的電場強度方向均和軸重合，以x軸正方向為電場強度的正方向，x軸上的電場強度隨位置坐標的變化規律如圖所示，其中間的圖線關于點中心對稱，規定點為電勢零點，已知，將一帶電荷量為的粒子從坐標原點由靜止釋放不計粒子重力，關于粒子從原點O運動到點的過程，下列說法正確的是（）A．釋放后粒子的加速度先不變后減小 B．粒子到達點時的動能為C．粒子經過的位置中O點電勢一定最大 D．粒子在和處速度達到最大值單選題2．如圖所示,AB是某電場中的一條電場線,若有一電子以某一初速度且僅在電場力的作用下,沿AB由點A運動到點B,所經位置的電勢隨距A點的距離變化的規律如圖所示.以下說法正確的是(

)A．電子在A、B兩點的速度vA<vBB．A、B兩點的電勢φA<φBC．電子在A、B兩點的電勢能EpA>EpBD．A、B兩點的電場強度EA>EB單選題3．在x軸方向存在一靜電場，其φ-x圖像如圖所示，一電子以一定的初速度沿x軸從O點運動到x4，電子僅受電場力，則該電子（

）

A．在x1處電勢能最小B．從x2到x3受到的電場力和從x3到x4受到的電場力方向相反C．在x1處受到的電場力最大D．在x3處電勢為零，電場強度也為零單選題4．半徑為R，均勻帶正電荷的球體在空間產生球對稱的電場，電場強度大小沿半徑分布如圖所示。圖中已知，曲線下部分的面積等于部分的面積，過球心同一直線上A、B兩點，離球心的距離分別為2R、3R。下列說法中正確的是（）

A．A點的電勢低于B點的電勢B．A、B點的電場強度大小之比是C．從球面到A點的電勢差小于A、B兩點間的電勢差D．電荷量為q的正電荷沿直線從A移到B的過程中電場力做功多選題5．如圖所示，在x軸上的M、N兩點分別固定電荷量為和的點電荷，x軸上M、N之間各點對應的電勢如圖中曲線所示（取無窮遠處電勢為零），P點為曲線最低點，Q點位于PN之間，MP間距離大于PN間距離。以下說法中正確的是（）A．和均帶正電，且大于B．M點的左側存在與Q點場強相同的點C．負電荷在P點的電勢能小于在Q點的電勢能D．若在Q點由靜止釋放一負電荷，該電荷可在MN間做往復運動多選題6．靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷（）A．在x2和x4處電勢能相等B．由x1運動到x3的過程中電勢能增大C．由x1運動到x4的過程中電勢能先減小后增大D．由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小多選題7．真空中相距為3a的兩個點電荷M、N分別固定于x軸上x1=0和x2=3a的兩點，在兩者連線上各點的電場強度隨x變化的關系如圖所示，選沿x軸方向為正方向，以下判斷正確的是（）

A．點電荷M、N均為正電荷B．M、N所帶電荷量的絕對值之比為2∶1C．沿x軸從0到3a電勢逐漸降低D．將一個正點電荷沿x軸從0.5a移動到2.4a，該電荷的電勢能先減小再增大單選題8．一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動．取該直線為x軸，起始點O為坐標原點，其電勢能與位移x的關系如圖所示，下列圖像中合理的是（

）

A．電場強度與位移關系B．粒子動能與位移關系C．粒子速度與位移關系D．粒子加速度與位移關系單選題9．某靜電場方向平行于軸，其電勢隨的分布可簡化為如圖所示的曲線。一質量為、帶電荷量為的粒子（不計重力），以初速度從點進入電場，沿軸正方向運動。下列敘述正確的是（）

A．粒子從向右運動到運動的過程中做勻減速運動B．若粒子能運動到，則從運動到的過程中，電勢能先減小后增大C．若，則粒子運動到處時速度最大，其大小為D．若，粒子運動到時速度大小為單選題10．兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點，兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關系如圖所示，其中C為ND段電勢最低的點，則下列說法正確的是（）A．q1、q2為等量異種電荷B．N、C兩點間場強方向沿x軸負方向C．N、D兩點間的電場強度大小沿x軸正方向先減小后增大D．將一正點電荷從N點移到D點，電勢能先增大后減小單選題11．如圖，將一帶正電的球靠近不帶電的導體棒待其達到靜電平衡。其中A、C為導體棒兩個端點，B為A、C中點，且在導體內部，沿虛線將導體分成兩部分，這兩部分帶電量分別為、，則（）

A．B．A點場強大于B點C．A點電勢高于B點D．C端帶負電單選題12．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開。下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是（）A． B．C． D．單選題13．如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是（）

A．把C移近導體A時，A、B上的金屬箔片都閉合B．把C移近導體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C．把C移近導體A，再把C移走，然后把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D．先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合單選題14．如圖所示，在原來不帶電的空心金屬球殼外面放置一個正電荷。A、B、C三點分別位于球殼外部、球殼實體中和球殼空腔內。當球殼處于靜電平衡狀態時，下列說法正確的是（）

A．A點的電場強度小于B點的電場強度B．B點的電場強度小于C點的電場強度C．由于靜電屏蔽，C點的電場強度等于D．由于靜電感應，球殼內表面感應出電荷單選題15．下列說法不正確的是（）A．摩擦過的琥珀能吸引小物體，說明小物體一定帶電B．在加油站給車加油前手要觸摸一下靜電釋放器，是防止靜電危害C．靜電噴漆時讓工件表面與油漆微粒帶上異種電荷，使噴涂更均勻D．避雷針是利用尖端放電將云層中積聚的電荷中和，使建筑物避免雷擊單選題16．如圖所示，在無窮大均勻帶正電金屬板和負點電荷形成的電場中，金屬板接地（取大地電勢為零），金屬導體置于負點電荷和金屬板之間且在過負點電荷垂直于金屬板的直線上，A、B、C是垂線上的三個點且B、C在金屬導體表面，則（）A．B、C兩點的電場強度一定相同B．B點與導體內部的各點電勢相等C．A、B、C三點的電勢均大于零D．負電荷在A點的電勢能大于在C點的電勢能

答案第五節1．C【詳解】AD．間，電場強度沿軸正方向且大小不變，又粒子帶正電，故粒子沿軸正方向做勻加速直線運動；間，電場強度沿x軸正方向，且大小逐漸減小，故粒子沿x軸正方向做加速度減小的加速運動；間，電場強度沿x軸負方向，且大小逐漸增大，故粒子沿x軸正方向做加速度增大的減速運動，故AD錯誤；B．間的圖線關于點中心對稱，則間電場力對粒子做的正功數值上等于，間電場力對粒子做的負功，故粒子到達時的動能等于粒子到達時的動能，為故B錯誤；C．粒子在電場中僅在電場力作用下運動，粒子的動能和電勢能之和不變，若點之后粒子速度一直大于零，則粒子經過的位置處的電勢能一定小于點的，又粒子帶正電，則粒子經過的位置處的電勢一定小于點的，故C正確。故選C。2．D【詳解】AC.由圖看出，電勢逐漸降低，可判斷出電場線的方向從A到B，在移動過程中，電場力做負功，電子的動能減小，速度減小，而電子的電勢能增大．即有vA＞vB，EPA＜EPB．故A、C錯誤；B.電場線的方向從A到B，則A、B兩點的電勢，故B錯誤；D.φ-x圖象的斜率大小等于電場強度，由幾何知識得知，圖象的斜率減小，則從A到點B場強減小，則有EA＞EB，故D正確．3．A【詳解】A．電荷在某點的電勢能為由公式可知，負點電荷在電勢越大的地方，電勢能越小，所以該電子在x1處的電勢能最小，故A正確；B．x2到x3的場強方向向右，x3到x4的場強方向向右，所以電子在x2到x3和x3到x4受到的電場力方向都是向左，方向相同，故B錯誤；C．φ-x圖像中斜率表示電場強度，可知電子在x1處受到的電場力為0，故C錯誤；D．φ-x圖像中斜率表示電場強度，x3處的斜率不為0，所以x3處的電場強度不為0，故D錯誤；故選A。4．D【詳解】A．帶正電荷的球體在空間產生的電場方向為向外輻射，即直線上電場方向由A到B，由沿電場方向電勢降低可知，A點的電勢高于B點的電勢，A錯誤；B．由于球體帶電均勻，因此可等效為相同電荷量的電荷集中在圓心位置產生的電場，由點電荷的電場強度公式，又可得B錯誤；

C．由，可知曲線與r軸所圍面積表示兩點間的電勢差，可知從球面到A點的電勢差大于A、B兩點間的電勢差，C錯誤；D．由曲線下部分的面積等于部分的面積，可知球心到R的電勢差等于A、B兩點間的電勢差，其大小為由電場力做功與電勢差的關系公式，可得電荷量為q的正電荷沿直線從A移到B的過程中電場力做功D正確。故選D。5．AB【詳解】A．由圖像可知，圖中MN間的電勢均大于0，則和均帶正電；根據圖線的切線斜率表示電場強度，可知P點的電場強度為零，即兩電荷在P點的合場強為零，由于間距離大于PN間距離，根據點電荷的場強公式可得大于，故A正確；B．根據點電荷形成的場強的特點，可知點的左側場強方向向左，到無窮遠處電場強度為零，且點左側與點的場方向均向左，則M點的左側存在與Q點場強相同的點，故B正確；C．根據電勢能表達式由圖像可知P點的電勢小于Q點的電勢，但電荷帶負電，所以負電荷在P點的電勢能大于在Q點的電勢能，故C錯誤；D．根據圖像可知，Q點的場強方向向左，若在Q點由靜止釋放一負電荷，則負電荷受到的電場力向右，該電荷不可能在MN間做往復運動，故D錯誤。故選AB。6．BD【詳解】A．x2﹣x4處場強方向沿x軸負方向，則從x2到x4處逆著電場線方向，電勢升高，則正電荷在x4處電勢能較大，A錯誤；B．x1﹣x3處場強為x軸負方向，則從x1到x3處逆著電場線方向移動，電勢升高，由x1運動到x3的過程中電勢能增大，B正確；C．由x1運動到x4的過程中，逆著電場線方向，電勢升高，正電荷的電勢能增大，C錯誤；D．由x1運動到x4的過程中，電場強度的絕對值先增大后減小，故由F=qE知電場力先增大后減小，D正確。故選BD。7．AD【詳解】A．由圖可知，在0到2a間電場方向向右，在2a到3a之間電場方向向左，說明點電荷M、N均為正電荷。A正確；B．兩點電荷在2a處場強為零，有解得B錯誤；C．沿著電場線方向電勢降低，所以在0到2a間電勢降低，在2a到3a之間電勢升高。C錯誤；D．將正電荷從0.5a到2a間移動，電場力做正功，電勢能減小；從2a到2.4a間移動，電場力做負功，電勢能升高。D正確。故選AD。8．D【詳解】AD．帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，則有可知圖像的斜率切線絕對值表示電場力大小，根據題圖可知，帶電粒子受到的電場力逐漸減小，則電場強度隨位移變化逐漸減小，帶電粒子的加速度隨位移變化逐漸減小，故A錯誤，D正確；B．根據動能定理可得可知圖像的切線斜率表示電場力，由于電場力逐漸減小，則圖像的切線斜率逐漸減小，故B錯誤；C．由于電場力逐漸減小，可知粒子做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度為零時，速度達到最大值，故速度與位移一定不是線性關系，故C錯誤。故選D。9．C【詳解】A．圖像的斜率表示電場強度，由圖像可知從到電場強度逐漸減小，電勢升高，場強方向沿軸負方向，粒子所受的電場力方向也沿軸負方向，粒子做加速度減小的減速運動，故A錯誤；B．由圖可知從到電勢逐漸降低，結合電勢能公式可知正粒子的電勢能是逐漸減小的，故B錯誤；C．若，則粒子運動到處時電勢能最小，則動能最大，速度最大，由動能定理得解得故C正確；D．若，粒子沿軸正方向做減速運動，當減速到零時，由動能定理得解得則粒子運動不到位置速度就減為0了，故D錯誤。故選C。10．C【詳解】A．根據q1左側和q2右側電勢隨距離增大而降低可判斷兩者均為正電荷，故A錯誤；B．N、C間的電場方向沿x軸正方向，C點場強為0，故B錯誤；C．根據N→D間圖線的斜率大小先減小后增大可知，場強先減小到零后反向增大，故C正確；D．正電荷從N移到D，由Ep＝qφ知，電勢能先減小后增大，故D錯誤。故選C。11．B【詳解】AD．導體棒本身不帶電，不管是怎樣將導體分開，兩部分所帶異種電荷量的大小均相等，由于靜電感應，A端帶負電，C端帶正電，故AD錯誤；B．導體棒處于靜電平衡狀態，其內部各點電場強度均為零，外部表面附近任何一點的場強方向跟該點的表面垂直，即A點場強大于B點，故B正確；C．導體棒處于靜電平衡狀態，整體電勢相等，故C錯誤。故選B。12．B【詳解】ABD．將帶負電的金屬球靠近不帶電的驗電器，由于靜電感應，驗電器上端帶正電，驗電器的箔片帶負電，故B正確，AD錯誤；C．將帶正電的金屬球靠近不帶電的驗電器，由于靜電感應，驗電器上端帶負電，驗電器的箔片帶正電，故C錯誤。故選B。13．B【詳解】AB．感應帶電，這是使物體帶電的一種方法，根據異種電荷互相吸引的原理可知，靠近的一端會帶異種電荷。金屬導體處在正電荷的電場中，由于靜電感應現象，導體B的右端要感應出正電荷，在導體A的左端會出現負電荷，所以導體兩端的驗電箔都張開，且左端帶負電，右端帶正電，把帶正電荷的物體C移近導體A，先把A和B分開，然后移去C，A帶負電，B帶正電，金屬箔還是張開，故A錯誤，B正確；C．先把C移走，A、B電荷恢復原狀，若再把A、B分