2025届高考物理二轮专题复习与测试模块五物理图像问题专题十四电学图像问题课件

专题十四电学图像问题[专题复习定位]该专题主要复习高中物理涉及的电场中的图像问题、电路中的图像问题、电磁感应中的图像问题，掌握图像的物理意义，图像问题的分析技巧和方法及图像信息的提取。高考真题再现PART01第一部分命题点1电场中的图像1．(2024·湖南卷，T5)真空中有电荷量为＋4q和－q的两个点电荷，分别固定在x轴上－1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是(

)√√命题点2电磁感应中的图像3.(多选)(2022·河北卷，T8)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度v0保持匀速运动，t＝0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是(

)√√题型分类讲练PART02第二部分题型一电场中的图像考向1

φ－x

图像1．电场中某点电场强度的大小等于该点φ－x图线的切线斜率的绝对值，如果图线是曲线，则电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，则电场为匀强电场(如图所示)。切线的斜率为零时沿x轴方向电场强度为零。2．电场中常见的φ－x图像(1)点电荷的φ－x图像(取无限远处电势为零)，如图所示。(2)两个等量异种点电荷连线上的φ－x图像，如图所示。(3)两个等量同种点电荷的φ－x图像，如图所示。√在某静电场中建立Ox轴，x轴上各点的电势φ随坐标x变化的关系图像如图所示。现将一电荷从x1处沿x轴负方向以一定速度射出，恰好到达坐标原点O，不计电荷所受的重力。下列说法正确的是(

)A．从x1到原点O过程中电荷的电势能逐渐减小B．从x1到原点O过程中电荷的加速度先增大后减小C．从x1到原点O过程中电荷做匀减速直线运动D．电荷的电性为正电荷[解析]

由题图可知，从x1到O点电势降低，电荷从x1处沿x轴负方向以一定速度射出，恰好到达坐标原点O，则电场力做负功，电势能增大，电荷带负电，A、D错误；因φ－x图线的斜率表示场强，则从x1到原点O过程中场强先增加后减小，则电荷受电场力先增加后减小，则电荷的加速度先增大后减小，B正确；从x1到原点O过程中电荷所受的电场力不断变化，则加速度不是恒定的，C错误。√√考向2

E－x图像(以电场方向沿x

轴正方向为正举例)1．E－x

图像反映了电场强度随位移变化的规律，E>0表示电场强度沿x

轴正方向；E<0表示电场强度沿x

轴负方向。2．在给定了电场的E－x

图像后，可以由图线确定电场强度、电势的变化情况，E－x

图线与x

轴所围图形“面积”表示电势差，两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。√如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的E－x图像如图乙所示(规定x轴正方向为电场强度的正方向)。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力，则(

)A．A、B带等量正电B．点电荷q在x1处电势能最大C．点电荷q在x3处动能最大D．点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为2x2[解析]

由E－x图像可知，在x轴上的P点对应x2点，在P点的左侧电场强度为正值，沿x轴正方向，右侧为负值，可知A、B带等量负电，A错误；电荷量为q的正点电荷，从O点到P点，电场力做正功，电势能减少，从P点沿x轴正方向运动，电场力做负功，电势能增加，因此点电荷q在x1处电势能不是最大，可知点电荷q在x2处动能最大，B、C错误；由对称性可知，点电荷q沿x轴正方向最远能到达O点关于P点的对称点O′点位置，故点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为2x2，D正确。

(多选)如图所示，电荷量为－2Q和＋Q的两个点电荷分别固定于x轴上的A点和O点，O点为坐标原点，x＝x0处电场强度为零。现将一正试探电荷q在x正半轴上距离O点很远处由静止释放，释放处试探电荷的电势能近似为零。关于x轴上的电场强度E、试探电荷q的速度v、动能Ek、电势能Ep与位置坐标x的关系图像中，可能正确的是(

)√√工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的虚线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是(

)√如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量正点电荷A和B，O点为AB连线的中点，C、D为AB连线上关于O点对称的两个点，且CO＝OD＝L，一带负电的可视为点电荷的小球以初速度v0从C点运动到D点，取无穷远处的电势φ＝0，以C点为坐标原点，向右为x轴的正方向，下列关于电势φ、电场强度E、小球的电势能Ep及动能Ek随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是(

)√√恒压源(输出电压大小恒定)与定值电阻串联后作为一个整体可看作一个实际电源。现用如图甲所示的电路来测量恒压源的输出电压U0和串联电阻R0。闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，电压表测得多组电压U的数值。(2)若考虑电压表内阻带来的系统误差，则测量值________(选填“>”“＝”或“<”)真实值。<(3)把两个完全相同的小灯泡接在恒压源和定值电阻两端，如图丙所示，其中一个小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，若测得U0＝6V，R0＝10Ω，则该小灯泡的实际功率为________W。(结果保留2位有效数字)0.42[解析]

根据闭合电路的欧姆定律可知U0＝2U＋IR0，即I＝0.6－0.2U，将此函数关系图像画在灯泡的伏安特性曲线上，交点为电路的工作点，则交点坐标U＝1.9V，I＝0.22A，则功率P＝IU≈0.42W。题型三电磁感应中的图像1．常见图像常见的有磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流、速度、安培力等随时间或位移的变化图像。2．常用方法(1)排除法：定性分析电磁感应过程中某个物理量的变化情况，把握三个关注，快速排除错误的选项。这种方法能快速解决问题，但不一定对所有问题都适用。(2)函数关系法：根据题目所给的条件写出物理量之间的函数关系，再对图像作出判断，这种方法得到的结果准确、详细，但不够简捷。3．三点关注如图所示，MNQP是边长为L和2L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若t＝0时左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列i－t图像正确的是(

)√[解析]

0时刻线框的左边框由PQ向左进入磁场，t1时刻，左边框到G点，根据右手定则知感应电流为顺时针(负)，而切割磁感线的有效长度随着水平位移的增大而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；t1到2t1内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为逆时针(正)，两边的有效长度之和等于L，则电流大小恒定。

(多选)如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc两段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，两导轨相交于原点O左侧a点，所有导轨单位长度电阻为r。导轨上一足够长金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向以速度v0做匀速直线运动，金属棒单位长度电阻也为r，t＝0时刻恰好通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程