2025屆高考物理二輪專題復習與測試模塊五物理圖像問題專題十四電學圖像問題課件

專題十四電學圖像問題[專題復習定位]該專題主要復習高中物理涉及的電場中的圖像問題、電路中的圖像問題、電磁感應(yīng)中的圖像問題，掌握圖像的物理意義，圖像問題的分析技巧和方法及圖像信息的提取。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分命題點1電場中的圖像1．(2024·湖南卷，T5)真空中有電荷量為＋4q和－q的兩個點電荷，分別固定在x軸上－1和0處。設(shè)無限遠處電勢為0，x正半軸上各點電勢φ隨x變化的圖像正確的是(

)√√命題點2電磁感應(yīng)中的圖像3.(多選)(2022·河北卷，T8)如圖，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導軌位于x軸上，另一根由ab、bc、cd三段直導軌組成，其中bc段與x軸平行，導軌左端接入一電阻R。導軌上一金屬棒MN沿x軸正向以速度v0保持勻速運動，t＝0時刻通過坐標原點O，金屬棒始終與x軸垂直。設(shè)運動過程中通過電阻的電流為i，金屬棒受到安培力的大小為F，金屬棒克服安培力做功的功率為P，電阻兩端的電壓為U，導軌與金屬棒接觸良好，忽略導軌與金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是(

)√√題型分類講練PART02第二部分題型一電場中的圖像考向1

φ－x

圖像1．電場中某點電場強度的大小等于該點φ－x圖線的切線斜率的絕對值，如果圖線是曲線，則電場為非勻強電場；如果圖線是傾斜的直線，則電場為勻強電場(如圖所示)。切線的斜率為零時沿x軸方向電場強度為零。2．電場中常見的φ－x圖像(1)點電荷的φ－x圖像(取無限遠處電勢為零)，如圖所示。(2)兩個等量異種點電荷連線上的φ－x圖像，如圖所示。(3)兩個等量同種點電荷的φ－x圖像，如圖所示。√在某靜電場中建立Ox軸，x軸上各點的電勢φ隨坐標x變化的關(guān)系圖像如圖所示。現(xiàn)將一電荷從x1處沿x軸負方向以一定速度射出，恰好到達坐標原點O，不計電荷所受的重力。下列說法正確的是(

)A．從x1到原點O過程中電荷的電勢能逐漸減小B．從x1到原點O過程中電荷的加速度先增大后減小C．從x1到原點O過程中電荷做勻減速直線運動D．電荷的電性為正電荷[解析]

由題圖可知，從x1到O點電勢降低，電荷從x1處沿x軸負方向以一定速度射出，恰好到達坐標原點O，則電場力做負功，電勢能增大，電荷帶負電，A、D錯誤；因φ－x圖線的斜率表示場強，則從x1到原點O過程中場強先增加后減小，則電荷受電場力先增加后減小，則電荷的加速度先增大后減小，B正確；從x1到原點O過程中電荷所受的電場力不斷變化，則加速度不是恒定的，C錯誤?！獭炭枷?

E－x圖像(以電場方向沿x

軸正方向為正舉例)1．E－x

圖像反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律，E>0表示電場強度沿x

軸正方向；E<0表示電場強度沿x

軸負方向。2．在給定了電場的E－x

圖像后，可以由圖線確定電場強度、電勢的變化情況，E－x

圖線與x

軸所圍圖形“面積”表示電勢差，兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定。在與粒子運動相結(jié)合的題目中，可進一步確定粒子的電性、動能變化、電勢能變化等情況?！倘鐖D甲所示，在真空中固定的兩個相同點電荷A、B關(guān)于x軸對稱，它們在x軸上的E－x圖像如圖乙所示(規(guī)定x軸正方向為電場強度的正方向)。若在坐標原點O由靜止釋放一個正點電荷q，它將沿x軸正方向運動，不計重力，則(

)A．A、B帶等量正電B．點電荷q在x1處電勢能最大C．點電荷q在x3處動能最大D．點電荷q沿x軸正向運動的最遠距離為2x2[解析]

由E－x圖像可知，在x軸上的P點對應(yīng)x2點，在P點的左側(cè)電場強度為正值，沿x軸正方向，右側(cè)為負值，可知A、B帶等量負電，A錯誤；電荷量為q的正點電荷，從O點到P點，電場力做正功，電勢能減少，從P點沿x軸正方向運動，電場力做負功，電勢能增加，因此點電荷q在x1處電勢能不是最大，可知點電荷q在x2處動能最大，B、C錯誤；由對稱性可知，點電荷q沿x軸正方向最遠能到達O點關(guān)于P點的對稱點O′點位置，故點電荷q沿x軸正向運動的最遠距離為2x2，D正確。

(多選)如圖所示，電荷量為－2Q和＋Q的兩個點電荷分別固定于x軸上的A點和O點，O點為坐標原點，x＝x0處電場強度為零。現(xiàn)將一正試探電荷q在x正半軸上距離O點很遠處由靜止釋放，釋放處試探電荷的電勢能近似為零。關(guān)于x軸上的電場強度E、試探電荷q的速度v、動能Ek、電勢能Ep與位置坐標x的關(guān)系圖像中，可能正確的是(

)√√工業(yè)生產(chǎn)中有一種叫電子束焊接機的裝置，其核心部件由如圖所示的高壓輻向電場組成。該電場的電場線如圖中帶箭頭的虛線所示。一電子在圖中H點從靜止開始只在電場力的作用下沿著電場線做直線運動。設(shè)電子在該電場中的運動時間為t，位移為x，速度為v，受到的電場力為F，電勢能為Ep，運動經(jīng)過的各點電勢為φ，則下列四個圖像可能合理的是(

)√如圖所示，在光滑絕緣的水平面上固定兩個等量正點電荷A和B，O點為AB連線的中點，C、D為AB連線上關(guān)于O點對稱的兩個點，且CO＝OD＝L，一帶負電的可視為點電荷的小球以初速度v0從C點運動到D點，取無窮遠處的電勢φ＝0，以C點為坐標原點，向右為x軸的正方向，下列關(guān)于電勢φ、電場強度E、小球的電勢能Ep及動能Ek隨小球運動的位移x變化的圖像，可能正確的是(

)√√恒壓源(輸出電壓大小恒定)與定值電阻串聯(lián)后作為一個整體可看作一個實際電源?，F(xiàn)用如圖甲所示的電路來測量恒壓源的輸出電壓U0和串聯(lián)電阻R0。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，電壓表測得多組電壓U的數(shù)值。(2)若考慮電壓表內(nèi)阻帶來的系統(tǒng)誤差，則測量值________(選填“>”“＝”或“<”)真實值。<(3)把兩個完全相同的小燈泡接在恒壓源和定值電阻兩端，如圖丙所示，其中一個小燈泡的伏安特性曲線如圖丁所示，若測得U0＝6V，R0＝10Ω，則該小燈泡的實際功率為________W。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)0.42[解析]

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知U0＝2U＋IR0，即I＝0.6－0.2U，將此函數(shù)關(guān)系圖像畫在燈泡的伏安特性曲線上，交點為電路的工作點，則交點坐標U＝1.9V，I＝0.22A，則功率P＝IU≈0.42W。題型三電磁感應(yīng)中的圖像1．常見圖像常見的有磁感應(yīng)強度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、速度、安培力等隨時間或位移的變化圖像。2．常用方法(1)排除法：定性分析電磁感應(yīng)過程中某個物理量的變化情況，把握三個關(guān)注，快速排除錯誤的選項。這種方法能快速解決問題，但不一定對所有問題都適用。(2)函數(shù)關(guān)系法：根據(jù)題目所給的條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，再對圖像作出判斷，這種方法得到的結(jié)果準確、詳細，但不夠簡捷。3．三點關(guān)注如圖所示，MNQP是邊長為L和2L的矩形，在其由對角線劃分的兩個三角形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場。邊長為L的正方形導線框，在外力作用下水平向左勻速運動，線框左邊始終與MN平行。設(shè)導線框中感應(yīng)電流i逆時針流向為正。若t＝0時左邊框與PQ重合，則左邊框由PQ運動到MN的過程中，下列i－t圖像正確的是(

)√[解析]

0時刻線框的左邊框由PQ向左進入磁場，t1時刻，左邊框到G點，根據(jù)右手定則知感應(yīng)電流為順時針(負)，而切割磁感線的有效長度隨著水平位移的增大而均勻減小，則感應(yīng)電流的大小均勻減??；t1到2t1內(nèi)，線框的前后雙邊同向同速切割相反的磁場，雙源相加為總電動勢，電流方向為逆時針(正)，兩邊的有效長度之和等于L，則電流大小恒定。

(多選)如圖所示，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導軌位于x軸上，另一根由ab、bc兩段直導軌組成，其中bc段與x軸平行，兩導軌相交于原點O左側(cè)a點，所有導軌單位長度電阻為r。導軌上一足夠長金屬棒MN在外力作用下沿x軸正方向以速度v0做勻速直線運動，金屬棒單位長度電阻也為r，t＝0時刻恰好通過坐標原點O，金屬棒始終與x軸垂直。設(shè)運動過程