《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

3.(多选)如图7甲所示，某电场中的一条电场线恰好与直线AB重合，以A点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系，B点的坐标为xB = 0.06 m，若α粒子仅在静电力的作用下由A点运动至B点，其电势能增加60 eV，该电场线上各点的电场强度大小E随位移x的变化规律如图乙所示，若A点电势为15 V，下列说法正确的是 （ ）

A.x轴上各点的电场强度方向都沿x轴负方向
B.该α粒子沿x轴正方向做匀减速直线运动
C.B点电势是A点电势的3倍
D.图乙中E0应为2.5×10³ V·m−1

答案： 跟踪训练
3.AC [α粒子由A点运动到B点，静电力做功为$W_{AB}=2eU_{AB}=-60 eV，$解得$U_{AB}=-30 V，$因为$\varphi_A=15 V，$所以$\varphi_B=45 V，$B点电势是A点电势的3倍，因为B点电势高于A点电势，所以电场强度的方向沿x轴负方向，故A、C正确；图乙中电场强度随位移x均匀变化，静电力为变力，所以α粒子沿x轴正方向做变减速直线运动，故B错误；图乙中图像与横轴所围的面积表示A、B两点间的电势差的大小，则$E_0=2.5×10^2 V·m^{-1}，$故D错误。]

例5 (多选)在匀强电场中，一电子从原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位置x变化的关系如图8所示，则 （ ）

A.电场强度方向沿x轴正方向
B.电场强度大小为2.5 N/C
C.x = 5 m处的电势为0
D.电子从原点O运动到x = 4 m处的过程中，动能增加了8 eV

答案： 例5 CD [根据电场力做功与电势能的变化关系可知，带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，电势能减小，则电场力做正功，因此电场强度方向沿x轴负方向，故A错误；由题图可知，电势能的变化率不变，所以负电荷受到的电场力不变，则知该电场为匀强电场，根据公式W = qEx可知，电场强度$E=\frac{W}{qx}=\frac{(2 - 10) eV}{-e×4 m}=2 N/C，$故B错误；由图可知，x = 5 m处的电势能$E_p$为零，根据公式$E_p = q\varphi$可知，x = 5 m处的电势$\varphi=\frac{E_p}{-e}=0，$故C正确；电子从原点O运动到x = 4 m处的过程中，电场力做功，电势能减小了8 eV，则动能增加了8 eV，故D正确。]

例6 (多选)如图9甲所示，a、b是点电荷电场中同一电场线上的两点，一个带电粒子在a点由静止释放，仅在静电力作用下从a点向b点运动，粒子的动能与位移之间的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是 （ ）

A.带电粒子与场源电荷带异种电荷
B.a点电势比b点电势高
C.a点场强比b点场强大
D.带电粒子在a点的电势能比在b点的电势能大

答案： 例6 CD [粒子从a点向b点运动，$E_k - x$图像的切线斜率减小，根据动能定理，则有$qEx = E_k，$电场强度减小，因此a点更靠近场源电荷，则a点场强比b点场强大，若场源电荷是正电荷，则粒子带正电，若场源电荷是负电荷，则粒子带负电，它们带同种电荷，故A错误，C正确；由于不能确定场源电荷的性质，所以也不能确定电场线的方向，不能确定a点电势与b点电势的高低，故B错误；带电粒子仅在静电力作用下从a点运动到b点，静电力做正功，电势能减小，所以带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故D正确。]