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在电场这一部分的学习过程中,我们经常会遇见各种类型的图像,比如电势能随着位置的变化图像,电场强度随位置的变化图像,带电粒子的能量随位置的变化图像等一系列图像,对于这一类问题,很多同学遇见之后都不知道应该如何下手。本次课程,我们就一起来学习如何解决电场中的一系列的图像问题。
通过以下例题进行分析说明。
一、典型例题
例题1:考查电场中的E-x图象,重点掌握双点电荷形成的电场
两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是( )
分析:题目主要考查同学们对于等量的同种种电荷的电场线的分布情况,对于这一类题目,同学们一定要牢记常见的等量的同种(异种)电荷的电场以及电势分布,这是解决这一类题目的基础。
例题2:考查
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图像,重点理解斜率的含义
有一静电场,其电场强度方向平行于x轴.其电势φ随坐标x的改变而变化,变化的图线如图1所示,则图2中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)( )
图1
分析:对于
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图像,同学们需要理解该图像的斜率
所表示的含义。
表示电势的差值,可以理解为电势差,
表示距离,联系到
,所以图像的斜率为
,表示电场强度。斜率的正负表示电场强度的方向,斜率的大小表示了电场强度的大小。
通过以上例题,同学们可以发现:解答该类型题关键是要读懂图像的意义,即坐标轴,坐标原点,斜率,交点坐标,变化趋势等的物理意义,重点在于对斜率的理解,根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题,对于深层次的问题,同学们偶尔也需要注意一下图像的面积是否有具体含义。一定要根据图像描述的内容找出对应我们学习过的静电场的模型,场源可能是点电荷,也可能是电偶极子,还可能是带电平板等,如果能够画出电场线模型那对于解题就更加有利了。
二、相关练习
1、(2009上海)两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图( )
2、(2010江苏)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法正确的是( )
A.O点的电势最低
B.x2点的电势最高
C.x1和-x1两点的电势相等
D.x1和x3两点的电势相等
3、两带电荷量分别为q1(q1>0)和q2的点电荷放在x轴上,相距为l,两电荷连线上电