電場(chǎng)中圖象的剖析及應(yīng)用分析課件

1、電場(chǎng)中圖象問題的剖析及應(yīng)用電場(chǎng)中圖象問題的剖析及應(yīng)用在考查電場(chǎng)中的基本概念時(shí)，往往給出與電場(chǎng)分布有關(guān)的圖象，如：Ex圖象、x圖象，Epx圖像，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)的圖象，如：v t圖象，掌握各個(gè)圖象的特點(diǎn)，理解其斜率、截距、“面積”對(duì)應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問題，此類問題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等在考查電場(chǎng)中的基本概念時(shí)，往往給出與電場(chǎng)分布有關(guān)的圖象，如一、電場(chǎng)中粒子運(yùn)動(dòng)的v t圖象當(dāng)帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果給出了粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象，則從速度圖象上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加速度方向，加速度大小變化情況，進(jìn)而可將粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)歷的各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能的變化等情

2、況判定出來一、電場(chǎng)中粒子運(yùn)動(dòng)的v t圖象【典例1】 如圖甲M、N是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，在M點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)正的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力的作用下沿著電場(chǎng)線從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，粒子的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1乙所示以下判斷正確的是()圖1【典例1】 如圖甲M、N是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，在M點(diǎn)由靜止釋A該電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)BM點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)CM點(diǎn)到N點(diǎn)，點(diǎn)電荷的電勢(shì)能逐漸減小D點(diǎn)電荷在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力解析由vt圖象知點(diǎn)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，由此可知此電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、D錯(cuò)誤；電場(chǎng)力方向由M指向N，則電場(chǎng)線方向也是由M指向N，故MN，B正確；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小

3、，C正確答案BCA該電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)練習(xí)：兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示一個(gè)電荷量為2 C，質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v t圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)則下列說法正確的是()AB點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E2 V/mB由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大C由C到A的過程中，電勢(shì)逐漸升高DA、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB5 V圖2練習(xí)：兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有答案D 答案D 二、電場(chǎng)中的E x圖象在給定了電場(chǎng)的E x圖象后，可以由圖線確定場(chǎng)強(qiáng)的變化

4、情況，電勢(shì)的變化情況，E x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況在這類題目中，還可以由E x圖象假設(shè)某一種符合E x圖線的電場(chǎng)，利用這種已知電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布、等勢(shì)面分布或場(chǎng)源電荷來處理相關(guān)問題二、電場(chǎng)中的E x圖象【典例2】 (2013上海卷，32)半徑為R，均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖3所示，圖中E0已知，E r曲線下OR部分的面積等于R2R部分的面積圖3 【典例2】 (2013上海卷，32)半徑為R，均勻帶正電荷電場(chǎng)中圖象的剖析及應(yīng)用分析課件電場(chǎng)中圖象的剖析及應(yīng)用分析課件練習(xí)：

5、空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖4所示下列說法中正確的是()AO點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高Cx1和x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等圖4 練習(xí)：空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖解析由題圖知，O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，因電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸，故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低，也可能電勢(shì)最高，A不正確；x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上，由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，無論O點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸向右還是向左，x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高，x1、x3兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等，故B、D不正確；由題圖知，電場(chǎng)強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱，故x1、x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，C正確答案C解

6、析由題圖知，O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，因電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿三、電場(chǎng)中的 x圖象在電場(chǎng)的 x圖象中，除了可以直接從圖中了解各點(diǎn)電勢(shì)大小及變化情況，還可以從圖線的斜率上了解各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小及方向當(dāng) x圖象與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí)，可以涉及的方面有粒子電性、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功、動(dòng)能、速度、加速度等也可以由 x圖線的特征先假設(shè)是某一具有相同 x變化規(guī)律的電場(chǎng)，進(jìn)而解決問題三、電場(chǎng)中的 x圖象【典例3】 兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖5所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，則()AC點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零CNC間

7、場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向D將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功圖5 【典例3】 兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、解析由題圖可知，由O點(diǎn)到M點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖線在A點(diǎn)的斜率也不為零，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，而C點(diǎn)向N、向D兩個(gè)方向電勢(shì)均降低，說明C點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)方向相反，且圖線在C點(diǎn)的切線斜率為零，故C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零，故A正確、B錯(cuò)誤；由N到C電勢(shì)升高，故NC間電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，C錯(cuò)誤；WNCUNCq，UNC0，q0，而WCDUCDq，UCD0，q0，所以WCD0，D正確答案AD解析由題圖可知，由O點(diǎn)到M點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖線在A點(diǎn)的練習(xí)：a、b是x軸上兩

8、個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為q1和q2，沿x軸a、b之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖6中曲線所示，a、p間距離大于p、b間距離從圖中可以判斷以下說法正確的是()Aa和b均為負(fù)電荷且q1一定大于q2B電勢(shì)最低的p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C將一負(fù)的檢驗(yàn)電荷從b處移到p處，電荷電勢(shì)能增加Da、p間的電場(chǎng)方向都指向a點(diǎn)圖6 練習(xí)：a、b是x軸上兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為q1和q2，沿x解析由于從a到b，電勢(shì)先減小再增加，所以a、b應(yīng)均為正電荷，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由 x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度E，知B對(duì)；由pq知，C對(duì)；a、p間的電場(chǎng)方向應(yīng)都指向p點(diǎn)，D錯(cuò)誤答案BC電場(chǎng)中圖象的剖析及應(yīng)用分析課件練習(xí)：真空中有一靜電場(chǎng)，其在x軸正

9、半軸的電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示，則根據(jù)圖象可知（） AR處的電場(chǎng)強(qiáng)度E=0B若試探電荷從x1處移到x2處，電場(chǎng)力不一定做正功Cx1處與x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反D該電場(chǎng)有可能是處在O點(diǎn)的正的點(diǎn)電荷激發(fā)產(chǎn)生的B練習(xí)：真空中有一靜電場(chǎng)，其在x軸正半軸的電勢(shì)隨x變化的關(guān)系例：兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1，Q2固定于x軸上，將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近Q2（位于坐標(biāo)原點(diǎn)O），在移動(dòng)過程中，試探電荷的電勢(shì)能隨位置的變化關(guān)系如圖所示則下列判斷正確的是（）AM點(diǎn)電勢(shì)為零，N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零BM點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，N點(diǎn)電勢(shì)為零CQ1帶負(fù)電，Q2帶正電，且Q2電荷量較小DQ1帶正電，Q2帶負(fù)電，且Q2電荷量較小四、電場(chǎng)中

10、的Ep x圖象AC例：兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1，Q2固定于x軸上，將一帶正電的試探電荷從解析：由圖讀出電勢(shì)能EP，由=EP/q，分析電勢(shì)EP-x圖象的斜率EP/x=F，即斜率大小等于電場(chǎng)力大小由F=qE，分析場(chǎng)強(qiáng)根據(jù)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，分析電勢(shì)變化，確定場(chǎng)強(qiáng)的方向，由N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，判斷兩電荷的電性和電量的大小解析：由圖讀出電勢(shì)能EP，由=EP/q，分析電勢(shì)EP-x練習(xí)：一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0-x2段是關(guān)于直線y=x1的對(duì)稱曲線，x2-x3段是直線，則下列說法正確的是（） Ax1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零Bx2-x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)Cx1、x2、x3處電勢(shì)1、2、3的關(guān)系為123D粒子在0-x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2-x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)AB練習(xí)：一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能練習(xí)：空間存在著平行于x軸方向的靜電場(chǎng)，A、M、O、N、B為x軸上的點(diǎn)，OA