10.3.2电势差与电场强度的关系之静电场中的图像问题课件-高二上学期物理人教版

10.3.2静电场中的图像问题2025届高二物理组制必修第三册知识回顾新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业电场力电场强度电势差电势电势能电场力做的功电场力做功与路径无关桥梁的作用新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解φ-x图像1.φ-x图像的理解和应用φ-x图像描述的是静电场中沿某一方向电势φ随位置x变化的情况,结合φ-x图像可以分析电势φ的特点,可进一步分析场强E、电荷的电势能等有关问题。关于φ-x图像有以下三个方面的应用:(1)根据φ-x图像可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。(2)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零。(3)根据φ-x图像结合Ep=qφ分析电荷移动时电势能的变化,再结合功能关系可确定电场力做功情况。新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解φ-x图像【例题】两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点,两者连线上各点电势高低如图中曲线所示(OB>BD),取无穷远处电势为零,由图可知,下列说法错误的是

(

)A.B点的电场强度为零B.Q1为负电荷,Q2为正电荷C.Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量D.将电子沿x轴从A点移到C点,电场力一直做正功信息提取

从图像中可提取的信息如下

A新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解φ-x图像思路点拨

解答本题的三个依据:依据1:依据φ-x图像斜率的意义【1】判断场强的大小和方向。依据2:依据电势高低与电场线方向的关系【2】,判断电荷带电的正负。依据3:依据电势与电势能的关系【3】判断电势能的增减,进而判断电场力做功的正负。解析

由于φ-x图像的斜率表示电场强度,B点切线的斜率不为0,所以B点的电场强度不为0(由【1】得到),A说法错误。沿着电场线的方向电势逐渐降低,由图像可知,离Q1越近,电场中的电势越低,由此可以判断Q1为负电荷;同理,由于离Q2越近电势越高,所以Q2为正电荷(由【2】得到);在它们的连线上的B点的电势为零,但B点离Q2近,所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量,B、C说法正确。从A点到C点电势升高,将电子沿x轴从A点移到C点,电势能减小,(由【3】得到),所以电场力一直做正功,D说法正确。新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解φ-x图像A

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新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解E-x图像2.E-x图像的理解及应用

E-x图像描述静电场中电场强度E沿x轴变化的规律,结合E-x图像可分析电场中的场强E、电势φ的分布规律,进而分析有关问题。解答关于E-x图像问题可把握以下四点:(1)根据E-x图像可直接判断电场强度,电场强度为正值,说明电场强度方向与规定的正方向相同,电场强度为负值,说明电场强度方向与规定的正方向相反。(2)根据E-x图像可判断电势的高低,由图像确定电场线方向后,根据沿电场线方向电势逐渐降低,从而确定电势的高低。(3)将x轴上一段距离x分成很多微小单元Δx,由公式U=EΔx知,E-x图像中曲线与x轴所围成的“面积”表示电势差U。(4)据E-x图像结合带电粒子的运动情况可以确定带电粒子的电场力、加速度、电场力做功、电势能变化等。新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解E-x图像

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新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解Ep-x图像3.Ep-x图像的理解和应用

Ep-x图像描述的是静电场中某点电荷在某一方向上各点的电势能随位移变化的规律。由ΔEp=-qEx可知Ep-x图线的切线斜率的绝对值等于电场力大小,结合动力学规律可判断加速度、动能等随位移的变化情况。新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解Ep-x图像ACD

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新课导入知识讲解随堂练习拓展延伸课堂小结布置作业新课导入知识讲解Ep-x图像AC

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新课导入知识讲解拓展延伸课堂小结布置作业新课导入随堂练习知识讲解汇总：几种常见图像的特点及规律v-t图像根据v-t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化φ-x图像(1)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零(2)在φ-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向(3)在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断E-x图像(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E>0表示场强与规定正方向相同,E<0表示场强与