10.3.3专题：静电场中的功能关系及图像问题 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

高中物理课件聚焦静电场中的功能关系及φ-x、E-x、Ep-x图像问题，通过“思考与归纳”引导学生回顾静电力做功计算方法，衔接动能定理，构建能量观念学习支架，梳理前后知识脉络。 该资料结合例题解析功能关系应用，通过图像斜率、面积等意义培养科学思维，采用问题驱动式教学，助力学生提升分析能力，教师可高效落实物理观念与科学思维素养目标。

第十章　静电场中的能量 10.3 .3 静电场中的功能关系及图像问题 1.能应用动能定理等分析静电场中的功能关系。 2.理解φ-x、E-x和Ep-x等图像的意义并会应用图像解决电场问题。 素养目标 1.静电力做功的计算 思考与归纳：静电力的功有哪些计算方法？ 一、静电场中的功能关系 2.电场中常见的几种功能关系 思考与归纳：电场中有那些常见的几种功能关系？ 合外力做功等于带电体动能的变化量，即W合=ΔEk，这里的W合指合外力做的功。 (1)静电力做功： (3)合外力做功： 静电力做功等于带电体电势能的减少量，即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。 （2）只有静电力做功： 带电体的动能和电势能之间相互转化，二者总和不变，即ΔEk=-ΔEp。 一、静电场中的功能关系 　(多选)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是（ ） A.金属块带正电荷 B.金属块的机械能减少12 J C.金属块克服静电力做功8 J D.金属块的电势能减少4 J AB 例题精选 　2、(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服静电力所做的功为6 eV。下列说法正确的是（ ） A.平面c上的电势为零 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 AB 例题精选 1.φ-x图像 设电场强度的方向与x轴平行，图像中沿x轴电势降低的方向即为电场强度方向。在φ-x图像中可知电场强度的方向,进而可以判断电荷在电场中的受力方向。 反映了电势φ随位置x变化的规律。在φ-x图像中根据纵坐标值可以直接判断各点电势的高低。 (2)φ-x图线的斜率: (1)φ-x图像的意义： 电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值. (3)电场强度方向: 二、静电场中图像问题 电场强度的大小是不变的,电场为匀强电场。 (4)电势能的变化 可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。 (5)判断电场类型 图线是曲线: 电场强度的大小是变化的,电场为非匀强电场. 倾斜的直线: 一、静电场中的功能关系 　(2024·海南苗族自治县高二开学考试)在x轴方向存在一静电场，其电势φ与x的关系如图所示，其中O~x1之间的φ-x图像为倾斜直线，下列判断正确的是（ ） A.O~x1之间的电场为匀强电场，电场 方向沿x轴正方向 B.x=x2处的电势最高，电场强度为零 C.x=x3处的电势和电场强度均为零 D.若将正电荷从O点沿x轴移动到x4处，静电力做功为零 B 例题精选 2.E-x图像 (1)E-x图像的意义： 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。 反映了沿x轴方向电场强度E随x变化的规律。 设x轴正方向为电场强度的正方向， 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)电场强度方向： (3)图线面积表示电势差 二、静电场中图像问题 　(2024·天津市五校高二期中)某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系图像如图所示，已知NA=AO=OB=BP。取O点的电势为零，则( ) A.A点电势低于B点电势 B.电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小 C.电子由N运动到P的过程静电力先减小后增大 D.N、A两点之间的电势差小于A、O两点之间的电势差 D 例题精选 3.Ep-x图像 (2)斜率表示静电力大小: 由功能关系可得ΔEp=qE·Δx,即qE=||,所以Ep-x图像切线的斜率表示带电粒子在该位置所受静电力的大小。 由Ep-x图像可知带电粒子在不同位置的电势能, 由Ep-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。 (3)确定静电力做功情况 (1)Ep-x图像的物理意义： 在已知带电粒子带电量q的情况下,可由φ=求出任一位置的电势。 二、静电场中图像问题 　(2024·太原市高二期中)a、b、c是静电场中一直线上的三个点，从a点释放一个初速度为零的电子，电子仅在静电力的作用下，由a点经b点运动到c点，其电势能随该电子位置的变化关系如图所示，下列说法正确的是( ) A.该电场可能是孤立的点电荷产生的 B.电子在a点加速度小于在b点加速度 C.电场中a点的电势低于b点的电势 D.电子从a点到c点的过程中动能先减小后增大 B 例题精选 $