9.3.2 专题：电场中几个图像问题 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

专题：电场中的图像问题 (一)v－t图象 例1、（多选）如图甲所示，直线MN表示某电场中一条电场线，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v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，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．φa>φb B．Ea>Eb C．Ea<Eb D．Wa>Wb （1）观察运动情况（加速还是减速）判断合外力做功情况结合带电物体的电性判断电场E的方向； （2）观察图像斜率的变化判断电场强度大小的变化。 BC 练习、（多选）如图甲所示，Q1、Q2是两个固定的点电荷，一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度va沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动，其v­t图象如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．两点电荷一定都带负电，但电荷量不一定相等 B．两点电荷一定都带负电，且电荷量一定相等 C．试探电荷一直向上运动，直至运动到无穷远处 D．t2时刻试探电荷的电势能最大，但加速度不为零 BD (二)φ－x图象 （1）观察电势φ变化情况确定E的方向； （2）观察图像斜率的变化判断电场强度E大小的变化。 1、点电荷电场φ-x图像： 2、等量异种电荷点电荷连线上φ-x图像 从正电荷到负电荷电势逐渐降低 中垂线上的φ-x图像 3、等量同种电荷点电荷连线上φ-x图像 (二)φ－x图象 （1）观察电势φ变化情况确定E的方向； （2）观察图像斜率的变化判断电场强度E大小的变化。 例2、（多选）在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示。图中－x1～x1之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是(　　) A．x轴上各点的场强大小相等 B．从－x1到x1场强的大小先减小后增大 C．一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在－x1点的电势能 D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能小于在－x2的电势能 BD 练习：两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是(　　) A．q1、q2为等量异种电荷 B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小 C (三)E－x图象 （1）观察图像E值正负的变化情况确定E的方向； （2）E的大小可从图像直接获得。 例3．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，d点电势更高 B．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高 C．两点场强相同， c点电势更高 D．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低 C 练习：(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．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 BC (四)EP－x图象 （1）图像纵坐标反映了电势能随位移的变化结合动能定理和电性可判断E的方向； （2）图像的斜率反映电场力的大小。 例4、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(　　) D C $$