专题04 电场中的图像---【模型与方法】备战2024年高考物理图像与方法

专题04 电场中的图像 目录 一.电场中的运动学图像 1 1.v－t图象 1 2.其他运动学图像 3 二.电场中的φ－x图像 5 三.电场中的E－x图像问题 11 四.电场中的Ep－x图像 15 一.电场中的运动学图像 1.v－t图象 【分析要点】1．由v­t图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a的大小变化。 2．根据牛顿第二定律a＝＝，判断场强E的大小变化。 3．根据v­t图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动，进而分析场强的方向。 4．进而由场强的大小和方向分析电场的其他性质，如电场线、等势面、电势、电势能的变化等． 【典例分析1】（2024上·天津蓟州·高三统考期末）如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从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。则A、B两点的电势φ、电场强度E、电场力F和该负电荷在A、B两点的电势能的大小关系是（    ） A． B． C． D． 【典例分析2】（2023上·福建·高三校联考阶段练习）两个等量点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个带电荷量为、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放。其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，则下列说法正确的是（　　）    A．B点为中垂线上电场强度最大的点 B．由C到A的过程中小物块的电势能先增后减 C．由C点到A点电势逐渐增加 D．A、B两点间的电势差UAB=500V 2.其他运动学图像 【典例分析1】一带负电粒子仅在电场力的作用下，从x轴的原点O由静止开始沿x轴正方向运动，其运动速度v随位置x的变化关系如图所示，图中曲线是顶点为O的抛物线，粒子的质量和电荷量大小分别为m和，则下列说法正确的是（　　） A．电场为匀强电场，电场强度大小 B．O、x1两点之间的电势差 C．粒子从O点运动到x1点的过程中电势能减少了 D．粒子沿x轴做加速度不断减小的加速运动 【典例分析2】真空中，在轴上的原点处和处分别固定点电荷，在处由静止释放一个正试探电荷，假设试探电荷只在电场力作用下沿轴正方向运动，试探电荷的速度与其在轴上的位置关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 点电荷一定都是负电荷 B. 点电荷所带电荷量绝对值之比为 C. 处的电势一定高于处的电势 D. 试探电荷的电势能一定是先增大后减小 【典例分析3】(2020·广东深圳市第二次测试)一个带负电粒子从x＝0处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方向运动，加速度a随位置变化如图所示，x2－x1＝x3－x2，可以得出(　　) A．从x1到x3过程中，电势先升高后降低 B．在x1和x3处，电场强度相同 C．粒子经x1和x3处，速度等大反向 D．粒子在x2处，电势能最大 二.电场中的φ－x图像 【分析要点】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φ－x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． 4．在φ－x图象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．电场中常见的φ－x图象 (1)点电荷的φ－x图象(取无限远处电势为零)，如图. (2)两个等量异种点电荷连线上的φ－x图象，如图 (3)两个等量同种点电荷的φ－x图象，如图. 【典例分析1】（2024·福建漳州·统考二模）如图，绝缘粗糙的水平面附近存在一与x轴平行的电场，其在x轴上的电势与坐标x的关系如图中曲线所示，图中的倾斜虚线为该曲线过点的切线。质量为、电荷量为的带正电滑块P，从处由静止释放，滑块与水平面间的动摩擦因数为。滑块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则滑块（    ） A．做匀减速直线运动 B．经过处时，速度最大 C．从释放到经过处，电场力做功 D．可以滑到处 【典例分析2】（2024·广东惠州·统考三模）沿电场线所在直线建立如图所示Ox轴，x轴上各点电势随x的变化规律如图所示，坐标原点O点电势为零。带电量为e的电子仅在电场力作用下从O点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．在0~x3区间内，电场方向始终指向x轴正方向 B．电子到达B点时动能为 C．电子从A运动到C，加速度先减小后增大 D．若在B点给电子一个沿x轴正方向的初速度，电子一定会在AC间做往复运动 【典例分析3】．（2024上·黑龙江齐齐哈尔·高三校联考期末）微波器件的核心之一是反射式