高考物理一轮复习 第6章 电场中的“三大”问题的突破方法能力课时8

1、能力课时8 电场中的“三大”问题的突破方法,近几年，高考中以电场中的图像切入命题的试题逐渐增多，如：E x图像、 x图像，或与粒子运动规律有关的图像，如：v t图像，掌握各个图像的特点，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,突破一电场中“三类”典型图像问题,例1(多选)(2014海南单科，9)如图1甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的vt图线如图乙所示，设a、b两点的电势分别为a、b，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、

2、Wb，不计重力，则有() AabBEaEb CEaEbDWaWb,解析由图乙可知，粒子做加速度减小、速度增大的直线运动，故可知从a到b电场强度减小，粒子动能增大，电势能减小，电场力方向由a指向b，电场线方向由b指向a，b点电势高于a点电势，故选项B、D正确。 答案BD,变式训练 1两个等量同种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2 C，质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图像如图乙所示，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(,AB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E2 V/m B由C到A的过程

3、中物块的电势能先减小后变大 C由C点到A点的过程中，电势逐渐升高 DAB两点电势差UAB5 V 答案D,2)两个等量异种点电荷的Ex图像 两电荷连线上的Ex图像如图5所示。 两电荷连线的中垂线上的Ey图像如图6所示,3)两个等量同种点电荷的Ex图像 两电荷连线上的Ex图像如图7所示。 两电荷连线的中垂线上的Ey图像如图8所示,2Ex图像特点 (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,解析题图中a点左侧、b点右侧的电场都沿x轴负方向，则a

4、点处为正电荷，b点处为负电荷，又两点电荷的电荷量相等，则c、d两点的场强相同，c点电势更高，A正确，B、C、D错误。 答案A,解析由图像可知，将正电荷沿x轴正向移动，从x2移动到x4的过程电场力做功不为零，两点处的电势能不相等，选项A错误；从x1移动到x3的过程电场力沿x轴负方向，电场力做负功，电势能增大，选项B正确；由x1运动到x4的过程中，场强先增大后减小，因此电场力先增大后减小，C项正确，D项错误。 答案BC,2)两个等量异种电荷连线上的x图像，如图13所示,3)两个等量同种电荷的x图像 两正电荷连线上的x图像如图14所示。 两正电荷连线的中垂线上的y图像如图15所示,2x图像特点及应用

5、 (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图像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x图像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,答案C,变式训练 3如图17甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子在仅受电场力的作用下开始运动，则以下说法正确的是(,A电子将沿x负方向运动 B电子的电势能将变大 C电子运动的加速度先增大后减小 D电子运动的加速度一直增大 解析顺着

6、x轴正方向电势逐渐升高，故电场线跟x轴反向，则由静止释放的电子所受电场力沿x轴正方向，且沿x轴正方向加速运动，选项A错误；电场力做正功，电子的电势能一直减小，选项B错误；x关系图线的切线斜率反映沿x方向各点的电场强度大小，故电场强度和电子所受电场力先增大后减小，电子运动的加速度先增大后减小，选项C正确，D错误。 答案C,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,突破二带电粒子在交变电场中的运动,3解

7、答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 (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,A电子一直向着A板运动 B电子一直向着B板运动 C电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动 D电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动,答案D,拓展延伸 在例4中将加在电容器A、B两极板间的交

8、变电压变成如图19所示，其他条件不变，则例4中四个选项A、B、C、D哪个说法正确(,解析由题意可知电子的at图线和vt图线如图甲、乙所示。 电子速度始终是一个方向，开始B板电势高，则电子是一直向B板运动，所以选项B正确。 答案B,利用速度图像分析带电粒子的运动过程时，必须注意“五点” (1)带电粒子进入电场的时刻。 (2)速度图像的切线斜率表示加速度。 (3)图线与坐标轴围成的面积表示位移，且在横轴上方所围成的面积为正，在横轴下方所围成的面积为负。 (4)注意对称性和周期性变化关系的应用。 (5)图线与横轴有交点，表示此时速度改变方向，对运动很复杂、不容易画出速度图像的问题，还应逐段分析求解,

9、变式训练 4一电荷量为q(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图20所示，不计重力。求在t0到tT的时间间隔内,1)粒子位移的大小和方向； (2)粒子沿初始电场反方向运动的时间,1方法技巧 功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力。因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问题时仍是首选,突破三应用动力学知识和功能关系解决力、电综合问题,2解题流程,例5在如图21所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮

10、的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角37的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k5 N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连。弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面。水平面处于场强E5104 N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA0.1 kg和mB0.2 kg，B所带电荷量q4106C。设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电荷量不变。取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8,1)求B所受静摩擦力的大小； (2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a0.6 m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中，B的电势能增加了Ep0.06 J。已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率,5)求A