电场中Ex图象、φx图象vt图象的剖析及应用

1、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：Ex图象、x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：vt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vt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】 (201

2、3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 BM点的电势高于N点的电势 CM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2 C，质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt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(

3、图中标出了该切线)则下列说法正确的是 (),图2,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 DA、B两点电势差UAB5 V,答案D,二、电场中的Ex图象 在给定了电场的Ex图象后，可以由图线确定场强的变化情况，电势的变化情况，Ex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Ex图象假设某一种符合Ex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】 (20

4、13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，Er曲线下OR部分的面积等于R2R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 () 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,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

5、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C点电势