2024届高考物理一轮复习课件：电场中的图像问题

电场中的图像问题 一轮复习课件 一、v-t图像 根据v ­t图象中速度变化、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 一、v-t图像 例题1、(多选)如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合．一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m＝10 g的带正电的小球，小球所带电荷量q＝5.0×10－4 C．小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的v－t图像如图乙所示．小球运动到B点时，速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是(　　) A．由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大 B．由C到A电势逐渐降低 C．C、B两点间的电势差 UCB＝0.9 V D．在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E＝1.2 V/m 一、v-t图像 针对训练1：如图甲所示，在真空中，两个带电荷量均为q＝1×10－3 C 的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，将该平面上一质量m＝10 g、电荷量为1×10－3 C的带正电小球(视为质点)从a点由静止释放，小球沿两电荷连线的中垂线运动到两电荷连线的中点O，其从a点运动到O点的v－t图像如图乙中实线所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，如图中虚线所示，则下列分析正确的是(　　) A．在两电荷的连线上，O点的电场强度最小，电势最低 B．b点的电场强度大小为10 V/m C．a、b两点间的电势差为45 V D．在从a点运动到O点的过程中，小球受到电荷P的作用力先增大后减小 二、E-x图像 （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的变化情况,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 （3）在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。 二、E-x图像 例题2：空间有沿x轴正方向的电场，电场强度E与位置x的关系如图所示，图中E0、x0为已知量。取 处的电势为零，一质量为m、电荷量为q的粒子仅在电场力作用下从 处由静止开始运动，下列说法正确的是（　　） A．该粒子在 到 的过程中做匀加速运动 B． 处的电势为 C．该粒子在 处的动能为 D．该粒子在 到 的过程中克服电场力做功为 二、E-x图像 针对训练2：（多选）某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到 处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（    ） A．粒子运动到处 时速度最大 B．粒子从 到 的过程中， 先做加速运动后做减速运动 C．粒子从 到 的过程中，加速度一直减小 D．O点和 之间电势差绝对值与 和 之间电势差绝对值相等 三、φ-x图像 （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WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。 三、φ-x图像 例题3：（多选）空间某一静电场的电势φ在x轴的分布如图所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED，则(　　) A．EA＜EB B．EC＜ED C．A、D两点在x方向上的场强方向相反 D．同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能 三、φ-x图像 针对训练3：某静电场的电场线与x轴平行，电势φ随x坐标变化的关系图像如图4所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中A、B两点的x坐标分别为10 mm、30 mm，则(　　) A．该带电粒子一定带负电荷 B．该电场为匀强电场，电场强度大小为1 000 V/m C．该粒子沿x轴从A点到B点的过程中，电势能一直增大 D．在x轴上从A点到B