第3讲：静电场-图像问题-课件

1、 静电场电场中的图像问题【电场中的图像问题】近几年，高考中以电场中的图象切入命题的试题逐渐增多，如：E x图象、 x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v t 图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题，此类问题一般以选择题的形式出现，难度中等。【电场中的图像问题】vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化类型一电场中粒子运动的vt图象【电场中的图像问题】【例1】(多选)【v-t图像问题】如图1甲，直线MN表示某电场中一条电场线

2、，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的vt图线如图乙所示，设a、b两点的电势分别为a、b，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有() A.ab B.EaEbC.EaEb D.WaWb【电场中的图像问题】例2.【v-t图像问题】两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C，质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()A.B点为中垂线上电场强度最大的点，

3、场强E2 V/mB.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C.由C点到A点的过程中，电势逐渐升高D.AB两点电势差UAB5 V【电场中的图像问题】类型二电场中的Ex图象Ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定【电场中的图像问题】1.几种常见的Ex图象(1)点电荷的Ex图象正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系的图象大致如图所示【电场中的图像问题】(2)两个等量异种点电荷的Ex图象两电荷连线上的Ex图象如图所示。两电荷连线的中

4、垂线上的Ey图象如图所示。【电场中的图像问题】(3)两个等量同种点电荷的Ex图象两电荷连线上的Ex图象如图所示。两电荷连线的中垂线上的Ey图象如图所示。【电场中的图像问题】Ex图象特点(1)反映了电场强度随位移变化的规律。(2)E0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向。(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定。【电场中的图像问题】例3对Ex图象的理解(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A在x2和x4处电势能相等B由x1运动到x3的过程中电势能增大C

5、由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【电场中的图像问题】【例4】Ex图象在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的Ex图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)。对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是()A.两点场强相同，c点电势更高 B.两点场强相同，d点电势更高C.两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高D.两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低解析题图中a点左侧、b点右侧的电场都沿x轴负方向，则a点处为正电荷，b点处为负电荷，又两点电荷的电荷量相等，则c、

6、d两点的场强相同，c点电势更高，A正确，B、C、D错误。答案A【电场中的图像问题】x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零(2)在x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向(3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断类型三电场中的x图象【电场中的图像问题】1.几种常见的x图象(1)点电荷的x图象(取无限远处电势为零)正点电荷的x图象如图1所示；负点电荷的x图象如图1所示。 图1 图2【电场中的图像问题】(2)两个等量异种电荷连线上的x图象，如图3所示。

7、 图3 图4 图5(3)两个等量同种电荷的x图象两正电荷连线上的x图象如图4所示。两正电荷连线的中垂线上的y图象如图5所示。【电场中的图像问题】【例5】【x图象】(多选)空间某一静电场的电势在x轴上分布如图16所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx。下列说法正确的有()A.EBx的大小大于ECx的大小B.EBx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，后做负功解析在x图象中，图线斜率表示场强大小。结合题中图象特点可知EBxECx，EOx0，故A项正确，C错误；根据电场中沿着电场线的方向电势

8、逐渐降低可知EBx沿x轴负方向，B项错误；负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负方向，在负x轴上受电场力沿x轴正方向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确。答案AD【电场中的图像问题】例6.【x图象】如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子在仅受电场力的作用下开始运动，则以下说法正确的是()A.电子将沿x负方向运动B.电子的电势能将变大C.电子运动的加速度先增大后减小D.电子运动的加速度一直增大【电场中的图像问题】EPx图象特点(1)反映了电势能随位移变化的规律。(2)若电场力也是x

9、方向上，EPx图像的斜率表示电场力的大小类型四电场中的EPx图象【电场中的图像问题】例7对Epx图象的理解一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示，下列图象中合理的是()【电场中的图像问题】vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化Ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零