（江苏专用）2020版高考物理总复习第六章静电场专题突破静电场中的图象问题课件.pptx

专题突破 静电场中的图象问题,电场中粒子运动的vt图象,根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化。,A.A、B、C三点的电势关系为BAC B. A、B、C三点的场强大小关系为ECEBEA C.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少 D.粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功,【例1】 (20184月浙江选考)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以v0做直线运动，其vt图象如图1所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，以下判断正确的是( ),图1,解析 带电粒子的带电性质不确定，无法判断电势的高低，A项错误；根据图象可知带电粒子的动能先减小后增大，由能量转化关系可知，动能转化为电势能，所以电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，选项C正确，D错误；vt图象的斜率表示加速度的大小，也可间接地反映电场力和电场强度的大小，图线的斜率先增大后减小，且方向没有改变，所以电场强度应该是EB最大，选项B错误。 答案 C,电场中的Ex图象,(1)点电荷的Ex图象 正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系的图象大致如图2所示。(E方向向右为正),1.几种常见的Ex图象,(2)两个等量异种点电荷的Ex图象 两电荷连线上的Ex图象如图3甲所示。 两电荷连线的中垂线上的Ey图象如图3乙所示。,(3)两个等量同种点电荷的Ex图象 两电荷连线上的Ex图象如图4甲所示。 两电荷连线的中垂线上的Ey图象如图4乙所示。,甲 乙 图4,(1)反映了电场强度随位移变化的规律。 (2)E0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向。 (3)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。,2.Ex图象特点,A.O点的电势最低 B.x1和x1两点的电势相等 C.电子在x1处的电势能大于在x1处的电势能 D.电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，则到达O点时速度最大,【例2】 (多选)x轴上O点右侧各点的电场方向与x轴方向一致，O点左侧各点的电场方向与x轴方向相反，若规定向右的方向为正方向，x轴上各点的电场强度E随x变化的图象如图5所示，该图象关于O点对称，x1和x1为x轴上的两点。下列说法正确的是( ),图5,解析 作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O点电势最高，故A错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则x轴上关于O点对称位置的电势相等，电子在x1和x1两点处的电势能相等，故B正确，C错误；电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，到达O点时电场力做功最多，故动能最大，速度最大，故D正确。 答案 BD,电场中的x图象,1.几种常见的x图象 (1)点电荷的x图象(取无限远处电势为零) 正点电荷的x图象如图6甲所示。 负点电荷的x图象如图6乙所示。,甲 乙 图6,(2)两个等量异种点电荷连线上的x图象，如图7所示。,(3)两个等量同种点电荷的x图象 两正点电荷连线上的x图象如图8甲所示。 两正点电荷连线的中垂线上的y图象如图8乙所示。,图7,甲 乙 图8,(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零。 (2)在x图象中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。 (3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。,2.x图象特点及应用,A.Q1 的电荷量小于Q2 的电荷量 B.G 点处电场强度的方向沿x 轴负方向 C.将一带负电的试探电荷自G 点静止释放，仅在电场力作用下一定能到达D 点 D.将一带负电的试探电荷从D 点移到J 点，电场力先做正功后做负功,【例3】 (2018江苏南京、盐城高三第一次模拟)(多选)电荷量为Q1 和Q2 的两点电荷分别固定在x 轴上的O、C 两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势随x的变化关系如图9所示。则( ),图9,答案 BD,Epx图象,1.反映了电势能随位移变化的规律； 2.图线的切线斜率大小等于电场力大小； 3.进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。,【例4】 (2018苏锡常镇四市一调)一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图10所示。下列图象中合理的是( ),图10,答案 D,1.常见的交变电场 常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。 2.常见的试题有三种类型 (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。 (2)粒子做往返运动(一般分段研究)。 (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)。,科学思维的培养带电粒子在交变电场中的运动,(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。 (2)分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系。 (3)注意对称性和周期性变化关系的应用。,3.解答带电粒子在交变电场中运动的思路,图11,解析 电子在0时间内做匀加速运动,在2时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动,初速度的大小v1a1,图12,【典例2】 (2018徐州、宿迁、连云港、淮安高三模拟)如图12甲所示，极板A、B间电压为U0，极板C、D间距为d，荧光屏到C、D板右端的距离等于C、D板的板长。A板O处的放射源连续无初速度地释放质量为m、电荷量为q的粒子，经电场加速后，沿极板C、D的中心线射向荧光屏(荧光屏足够大且与中心线垂直)，当C、D板间未加电压时，粒子通过两板间的时间为t0；当C、D板间加上图乙所示电压(图中电压U1已知)时，粒子均能从C、D板间飞出，不计粒子的重力及相互间的作用。求：,(1)C、D板的长度L； (2)粒子从C、D板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距