8.3静电场中的图象问题-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第八章　静电场 8.3静电场中的图像问题 【考点预测】 1. 静电场中的运动学图像问题 2.描述电场力的性质的物理量的图像问题 3. 描述电场能的性质的物理量的图像问题 4. 带电粒子在电场中的动能、机械能的图像问题 【方法技巧与总结】 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－t图像 根据题中给出的E－t图像，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布 E－x图像 (1)反映了电场强度随位移变化的规律 (2)E＞0表示电场强度沿x轴正方向，E＜0 表示电场强度沿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 Ep－x图像 (1)反映了电势能随位移变化的规律 (2)图线的切线斜率大小等于电场力大小 (3)进一步判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况 【题型归纳目录】 题型一：静电场中的v­t图象 题型二：电势差与电场强度的关系 题型三：电场强度随位移的变化图像（E­x图像） 题型四：动能随位移变化图像（Ek­x图像） 【题型一】静电场中的v­t图象 【典型例题】 例1．2022秋·安徽六安·高三六安一中校考阶段练习）如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。A、B两点的场强分别为、，电势分别为、，负电荷在A、B两点的电势能分别为、，则下列选项正确的是（  ） A．， B．， C．， D．， 【方法技巧与总结】 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，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化． 练1．（2023·全国·高三专题练习）如图a所示是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如右图b所示，则以下说法中正确的是 A．A、B两点的电场强度是EA>EB B．A、B两点的电势是 C．负电荷q在A、B两点的电势能大小是 D．此电场一定是负电荷形成的电场 【题型二】φ­x图象 【典型例题】 例2．（2022秋·山西·高二校联考期中）如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O，电荷B固定在x=2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势随坐标x的变化规律并描绘出图像，如图乙所示。已知图线与x轴的交点坐标为和，x=3L处的图线的切线水平，取无穷远处电势为零时点电荷的电势公式，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，以下说法正确的是（　　）    A．两点电荷为同种电荷 B．两点电荷的电荷量之比为 C．在x轴上的区域内无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处 D．、 【方法技巧与总结】 (1)电场强度的大小等于φ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ­x图线存在极值，其切线的斜率为零． (2)在φ­x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φ­x图象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． 练2．（多选）（2023·全国·高二随堂练习）某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一个负电荷，该负电荷仅受电场力的作用，则在区间内（　　）    A．电场强度没有发生变化 B．电场强度发生了变化 C．负电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变 D．负电荷将沿x轴负方向运动，加速度逐渐减小 【题型三】电场强度随位移的变化图像（E­x图像） 【典型例题】 例3．（多选）（2023·湖南·高三专题练习）如图甲所示，某电场中的一条电场线恰好与直线AB重合，以A点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系，B点的坐标为，若一粒子仅在电场力的作用下由A点运动至B点，其电势能增加60eV，该电场线上各点的电场强度大小为E随位移x的变化规律如图乙所示，若A点电势为15V，下列说法正确的是（　　） A．x轴上各点的电场强度方向都沿x轴负方向 B．该粒子沿x轴正方向做匀减速直线运动 C．B点电势是A点电势的3倍 D．图乙中应为 【方法技巧与