电场中Ex图象、φx图象vt图象的剖析及应用.ppt

专题三电场中 三类 图象的剖析及应用 宋欢欢登封市外国语高级中学2018 08 17 在考查电场中的基本概念时 往往给出与电场分布有关的图象 如 E x图象 x图象 或与粒子运动规律有关的图象 如 v t图象 掌握各个图象的特点 理解其斜率 截距 面积 对应的物理意义 就能顺利解决有关问题 此类问题一般以选择题的形式出现 难度中等 一 电场中粒子运动的v t图象当带电粒子只在电场力作用下运动时 如果给出了粒子运动的速度图象 则从速度图象上能确定粒子运动的加速度方向 加速度大小变化情况 进而可将粒子运动中经历的各点的场强方向 场强大小 电势高低及电势能的变化等情况判定出来 典例1 2013 甘肃一诊 18 如图1甲M N是一条电场线上的两点 在M点由静止释放一个正的点电荷 点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从M点运动到N点 粒子的速度随时间变化的规律如图1乙所示 以下判断正确的是 图1 A 该电场可能是匀强电场B M点的电势高于N点的电势C M点到N点 点电荷的电势能逐渐增加D 点电荷在M点所受电场力大于在N点所受电场力 答案B 即学即练1 2013 安徽名校联考 18 两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上 其连线中垂线上有A B C三点 如图2甲所示 一个电荷量为2C 质量为1kg的小物块从C点静止释放 其运动的v t图象如图乙所示 其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置 图中标出了该切线 则下列说法正确的是 图2 A B点为中垂线上电场强度最大的点 场强E 2V mB 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C 由C到A的过程中 电势逐渐升高D A B两点电势差UAB 5V 答案D 二 电场中的E x图象在给定了电场的E x图象后 可以由图线确定场强的变化情况 电势的变化情况 E x图线与x轴所围图形 面积 表示电势差 在与粒子运动相结合的题目中 可进一步确定粒子的电性 动能变化 电势能变化等情况 在这类题目中 还可以由E x图象假设某一种符合E x图线的电场 利用这种已知电场的电场线分布 等势面分布或场源电荷来处理相关问题 几种常见的E x图像 典例2 2013 上海卷 32 半径为R 均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场 场强大小沿半径分布如图3所示 图中E0已知 E r曲线下O R部分的面积等于R 2R部分的面积 即学即练2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4所示 下列说法中正确的是 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 图4 答案C 即学即练2 2009上海物理 两带电荷量分别为 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关系的图象是 A 3 2012年陕西 空间存在一沿x轴方向的静电场 电场强度E随x变化的关系如图所示 图线关于坐标原点对称 A B是x轴上关于原点对称的两点 下列说法中正确的是 A 电子在A B两点的电势能相等B 电子在A B两点的加速度方向相反C 电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线D 取无穷远处电势为零 则O点处电势亦为零 AB 三 电场中的 x图象在电场的 x图象中 除了可以直接从图中了解各点电势大小及变化情况 还可以从图线的斜率上了解各点场强的大小及方向 当 x图象与粒子运动相结合时 可以涉及的方面有粒子电性 电势能 电场力做功 动能 速度 加速度等 也可以由 x图线的特征先假设是某一具有相同 x变化规律的电场 进而解决问题 典例3 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O M两点 两电荷连线上各点电势 随x变化的关系如图5所示 其中A N两点的电势为零 ND段中