第十章专题 静电场中的三类图像问题 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

专题：静电场中的三类图像问题 一、φ-x图像问题 1.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。 2.在φ-x 图像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φ-x 图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用EP=qφ ,通过 的“十”“一”与 φ的高低作出判断 4.在φ-x 图像中可以判断电场类型,如图所示.如果图线是曲线，则表示电场强度的大小是变化的,电场为非匀强电场;如果图线是倾斜的直线,则表示电场强度的大小是不变的，电场为匀强电场。 5.在φ-x图像中可知电场强度的方向,进而可以判断电荷在电场中的受力方向 6.常见的φ-x图像 （1）点电荷的φ-x图像（取无限远处为零） （3）两个等量同种点电荷的φ-x图像 （2）两个等量异种电荷连线上的φ-x图像 当堂练 1、某静电场在x轴正半轴上的电势φ随x变化的关系如图所示,则(　　) A.x1处跟x2处的电场强度方向相同 B.x1处跟x2处的电场强度大小相等 C.若把带正电的粒子从x1处移到x2处,电场力先做正功后做负功 D.同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于在x2处的电势能 A 2、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  A 当堂练 当堂练 3.(多选)两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点,两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系图像如图所示,其中P点电势最高,且xAP<xPB,则(　　) A.q1和q2都是负电荷 B.q1的电荷量大于q2的电荷量 C.在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧 移到右侧,电势能先减小后增大 D.一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运 动到B点,加速度逐渐变小 AC 二、E-x图像 1、E-x图像反映了电场强度位移变化的规律,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轴所围形“面积”表示电势差(如图所示),两点的电势高低跟据电场方向判定。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。 3、这类题目中还可以用E-x图像画出对应的电场，利用这种已知的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理有关问题。 4、常见的E-x图像 （1）点电荷的E-x图像 正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系图像大致如图 （2）两个等量同种点电荷的E-x图像，如图 （3）两个等量异种点电荷的E-x图像，如图 当堂练 4、空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A.O点的电势最低 B.x2点的电势最高 C.x1和-x1两点的电势相等 D.x1和x3两点的电势相等 C A.若 <m></m> 点的电势为零，则 <m></m> 点的电势为 <m></m> B.粒子从 <m></m> 到 <m></m> 做匀速直线运动 C.粒子在 <m></m> 段电势能变化量小于在 <m></m> 段电势能变化量 D.粒子运动到 <m></m> 点时动能为 <m></m> 5、（多选）某条电场线是一条直线，上边依次有<m>、</m> <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 四个点，相邻两点间距离均为 <m></m> ，以 <m></m> 点为坐标原点，沿电场强度方向建立 <m></m> 轴，该电场线上各点电场强度 <m></m> 随 <m></m> 的变化规律如图所示， <m></m> 轴正方向为场强正方向.一个带电荷量为 <m></m> 的粒子，从 <m></m> 点由静止释放，仅受电场力作用.则( ) AD 当堂练 三、Ep-x图像 1、Ep-x图像描述的是带电粒子沿轴运动时具有的电势能随位置变化的情况,结合 E,图像可以分析电场力做功、场强 E、电势 o 及粒子的电性等有关问题。 2、Ep-x图像有以下三个方面的应用 (1)Ep-x图像可以判断某一位置电势能的大小,进而确定电势能的变化情况,根据电势能的变化可以判断电场力做功情况,结合带电粒子的运动可以确定电场力的方向。 (3)根据Ep-x图像,在已知电荷量的情况下还可Ep=qφ计算电势的大小,进一步求得电势差U。 (2)Ep-x图像可以判断电场力的大小，即图像的斜率大小表示电场力F的大小