高二物理人教版选修31 1.9静电场中的图像问题教案

1、.静电场中的图像问题重/难点重点：理清描绘电场的图像有哪几种情况。难点：如何求解静电场中的图像问题。重/难点分析重点分析：在高中物理静电场中，我们都已经注重带电粒子在电场中的运动，我们还应重视描绘电场本质的图像。描绘电场的图像有以下两种情况，一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描绘电场的分布，另一种是描绘电场的本质的物理量随间隔 或其他量的变化关系图像，如场强随坐标轴变化的函数图像，电势随坐标轴变化的函数图像，电势能随坐标轴变化的图像。难点分析：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，同时结合题意，读懂条件，以及提出的问题，根据电场强度的定

2、义式和电势的根本公式解决问题。同时一定要根据图像描绘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。打破策略一、在坐标系中用电场线或者等势线来描绘电场知识准备：1、等势线和电场线互相垂直；2、等势线密的部分电场强度大；   3、电势沿着电场线电势越来越低。例1. 其中某部分静电场的分布如下图。虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于ox轴、oy轴对称。等势线的电势沿x轴正向增加。且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点其横坐标为-x0时，速度与ox轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区

3、域时仅在ox轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图是 题目分析：根据等势线与电场线垂直和电势变化的情况从而画出经过p点的电场线画时先在经过的等势线上的点作一小段垂线，再用平滑的曲线连接起来，然后根据受力情况求出物体在y轴方向的加速度和水平方向的加速度，得出物体在程度方向的速度和竖直方向速度变化情况。这其实是运动的合成与分解的问题。解：由于等势线的电势沿x轴正向增加，等势线与电场线垂直，故可做出经过P点的电场线如下图，电子所受的电场力与场强方向相反，故电子受到一个斜向右下方的电场力，这个力可以分解为沿x轴正方向的力和沿y轴负方向的力，所以粒子从-x0

4、开场沿x轴正方向做初速度为v的加速度运动；沿y轴的负方向做初速度等于0的加速运动，所以沿y轴方向的速度方向向下，为负值，故A、C错误。电子通过y轴后受到的电场力斜向右上方，故沿y轴负方向减速运动；又由于在x轴方向始终加速，故在程度方向通过一样的位移时间变短，根据 vy=ayt，故通过一样的程度位移，竖直方向速度变化量减小，到达x0时, vy还没有减小到0。故D正确。二、描绘电场的本质的物理量随间隔 或其他量的变化关系图像，场源可能是点电荷，解答该类型题除了要读懂图像的意义，还要结合我们学习过静电场模型，找出图像与模型的联络，使困难的的图像问题豁然开朗。 例2. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其

5、电场强度E随x变化的图象如下图。以下说法正确的选项是AO点的电势最低Bx2点的电势最高Cx1和- x1两点的电势相等Dx1和x3两点的电势相等分析：解答此题需掌握：电场线的切线方向表示空间该点的场强方向；沿着电场线电势越来越低；解答： A、B、从图象可以看出，电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，沿着电场强度的方向，电势一定降低，故根据其电场强度E随x变化的图象容易判断，O点的电势最高，故A错误，B也错误； C、由于x1和x2两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到x1和从O点到x2电势降落相等，故x1和- x1两点的电势相等，因此C正确；D、由于沿着电场强度的方向，电势

6、一定降低，故从O点到x1和从O点到 x3电势都是一直降落，故x1和x3两点的电势不相等，故D错误；应选C。点评：此题关键抓住沿着电场强度的方向，电势一定降低；然后结合图象得到电场强度的分布情况，再分析电势变化情况即可。解答：联络等量正电荷的连线的中垂线的中点两边的电场分布，答案立即就出来了，选择C。例3. 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关系的是图分析：考察电场的叠加。结合等量异种电荷的电场线分布情况分析，电场线的疏密程度反映场强的大小，电场线的切线方向反映电场强度的方向。解答：由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小。应选A。点评：此题关键是结合等量异种电荷的电场线分布情况分析，也可以结合点电荷的电场强度公式列式求解。总之，只要我们结合题意，读懂图像的意义，根据图像描绘的内容找出对应我们学习过的静电场的模型，再根据电场强度的定义式和电势的根本公式或功能关系来解决这类问题就比较容易。打破反思本节课内容比较复杂，涉及的知识点繁杂，对新学生的认知才能和理解