第十章 培优课四 电场中的图像问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

物理必修第三册课堂学案 培优课四电场中的图像问题 答案精解P [学习目标]1.理解-（图像的物理意义，并能结合电场性质分析带电粒子在电场中的运动（科学思 维).2.理解E-x、9-x、E-x图像的意义，并能根据图像分析电场中的相关问题（科学思维）. 课堂·深度探究 利用v-t图像分析带电粒子 考点一 在电场中的运动 根据)-（图像的速度变化、斜率变化（即加速 度大小的变化)，可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， 【例题1】（多选）如图甲所示，Q、Q为两个固定 的点电荷，其中Q带负电，a、b、c三点在它们 连线的延长线上，现有一带负电的粒子以一 定的初速度沿直线从α点开始向远处运动经 过b、c两点（粒子只受电场力作用），粒子经过 考点二 电场中的图像问题 a、b、c三点时的速度分别为。、、，其速 度一时间图像如图乙所示.以下说法中正确 1.E-x图像 的是 (1)E-x图像中E的正负反映E的方向，E为 正表示其方向与规定的正方向相同， E的数值反映电场强度的大小，由此可以确定 4 电场的强弱分布。 E-x图线与x轴所围的面积表示“两点之间 的电势差U”,电势差的正负由沿电场强度方 A.Q一定带负电 向电势降低判断。 B.Q2带的电荷量一定小于Q带的电荷量 2.p-x图像 C.b点的电场强度最大 (1)电场强度的大小等于9-x图线的斜率大 D.粒子由a点运动到c点的过程中，粒子的 小，电场强度为零处，9-x图线存在极值，其切 电势能先增大后减小 线的斜率为零 思维导引：由运动图像判断出粒子运动的特 (2)在9-x图像中可以直接判断各点电势的 点，可推断出带电粒子的受力情况，再分析电 高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的 性、电荷量、电场强度和电势能的变化。 方向 【变式1】一个负电荷从电场中的A点由静止释 (3)g-x图像中分析电荷移动时电势能的变 放，仅在电场力作用下沿电场线由A点运动 化，可用Ww=qU,进而分析W的正负，然 到B点，它运动的v-t图像如图所示，则A、 后作出判断： B两点所在区域的电场线分布情况可能是下 3.E。-x图像 列选项中的 (1)由E,-x图像可知带电粒子在不同位置的 ·40 第十章静电场中的能量 电势能，在已知带电粒子带电量q的情况下， 化的关系，其中正负代表场强的方向，且沿x 可由令香求出任一位置的电势。 轴对称分布的电场可想象为两等量同种正点 电荷沿连线的中垂线所产生的电场：另外，图 (2)由E。-x图像可求出任意两位置对应的电 势能的变化量，进而确定静电力做功情况， 像与x轴所成的面积代表两点之间的电势 (3)由功能关系可得△E,=gE·△x,即gE= 差.充分理解这两点是解答此类问题的关键 ,所以△正。-x图像切线的斜率表示带电 【变式2】（多选）O、A为某电场中一条平直电场 △x 线上的两个点，将电子从O点静止释放，仅在 粒子在该位置所受静电力的大小 静电力作用下运动到A点，其电势能随位移 【例题2】空间有一沿x轴对称分布的电场，其电 x的变化如图所示.则电荷从O到A过程中， 场强度E随x变化的图像如图所示.下列说 下列说法正确的是 法正确的是 A.静电力一定做正功 A.O点的电势最低 B.O点电势比A点电势高 B.x2点的电势最高 C.从O到A的过程中，电场强度先减小后 C.x1和一x两点的电势相等 增大 D.x和x3两点的电势相等 D.从O到A的过程中，电场强度一直增大 思维导引：E-x图像反映的是场强随位置变 课末·随堂演练 1.(v-t图像)（多选）一点电荷仅在静电力的作 正方向为场强正方向，无穷远处为零电势点)， 用下运动，其速度一时间图像如图所示，其中 则下列判断正确的是 () t。和tb是电荷在电场中经过a、b两点的时刻， 则下列说法正确的是 ( A.Q、Q都带正电 B.Q与Q的电荷量之比是1：3 A.a、b两点电势ga>g Cx轴上a处的电势小于零 B.a、b两点电场强度E。=E D.正点电荷g在x轴上2a处的电势能比在3a C.a、b两点电场强度E>E 处的小 D.点电荷从a到b的过程中静电力做正功，电 3.(9-x图豫)如图所示为某电场中x轴上电势 势能减小 9随x变化的图像，一个带电粒子仅受静电力 2.(E-x图像)真空中两个点电荷Q、Q分别周 作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动， 定于x轴上x1=0和x2=4a的两点，在它们 且以一定的速度通过x=x处，则下列说法正 的连线上场强E与x的关系如图所示（取x轴 确的是 () ·41 物理必修第三册课堂学案 线，则下列说法正确的是 A.和x2处的电场强度均为零 B.x1和之间的场强方向不变 A.x1处电场强度最小，但不为零 C.粒子从x=0到x=