專題6.電場中三類圖象剖析及應(yīng)用課件

1、專題六電場中專題六電場中“三類三類”圖象的剖析及應(yīng)用圖象的剖析及應(yīng)用在考查電場中的基本概念時(shí)，往往給出與電場分布有關(guān)在考查電場中的基本概念時(shí)，往往給出與電場分布有關(guān)的圖象，如：的圖象，如：E x圖象、圖象、 x圖象，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)圖象，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)的圖象，如：的圖象，如：v t圖象，掌握各個(gè)圖象的特點(diǎn)，理解其斜圖象，掌握各個(gè)圖象的特點(diǎn)，理解其斜率、截距、率、截距、“面積面積”對(duì)應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問對(duì)應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問題，此類問題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等題，此類問題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等一、電場中粒子運(yùn)動(dòng)的一、電場中粒子運(yùn)動(dòng)的v t圖象圖

2、象當(dāng)帶電粒子只在電場力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果給出了粒子當(dāng)帶電粒子只在電場力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果給出了粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象，則從速度圖象上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加運(yùn)動(dòng)的速度圖象，則從速度圖象上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加速度方向，加速度大小變化情況，進(jìn)而可將粒子運(yùn)動(dòng)中速度方向，加速度大小變化情況，進(jìn)而可將粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)歷的各點(diǎn)的場強(qiáng)方向、場強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能經(jīng)歷的各點(diǎn)的場強(qiáng)方向、場強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能的變化等情況判定出來的變化等情況判定出來【典例【典例1】 (2013甘肅一診，甘肅一診，18)如圖如圖1甲甲M、N是一條電場線是一條電場線上的兩點(diǎn)，在上的兩點(diǎn)，在M點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)正的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)

3、正的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷僅在電場力的作用下沿著電場線從僅在電場力的作用下沿著電場線從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，粒子點(diǎn)，粒子的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1乙所示以下判斷正確的乙所示以下判斷正確的是是 ()圖圖1A該電場可能是勻強(qiáng)電場該電場可能是勻強(qiáng)電場BM點(diǎn)的電勢(shì)高于點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)CM點(diǎn)到點(diǎn)到N點(diǎn)，點(diǎn)電荷的電勢(shì)能逐漸減小點(diǎn)，點(diǎn)電荷的電勢(shì)能逐漸減小D點(diǎn)電荷在點(diǎn)電荷在M點(diǎn)所受電場力大于在點(diǎn)所受電場力大于在N點(diǎn)所受電場力點(diǎn)所受電場力解析解析由由vt圖象知點(diǎn)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，圖象知點(diǎn)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，由此可知此電場不是勻強(qiáng)電場，由此可知此電場不是勻強(qiáng)電

4、場，A、D錯(cuò)誤；電場力方向錯(cuò)誤；電場力方向由由M指向指向N，則電場線方向也是由，則電場線方向也是由M指向指向N，故，故MN，B正確；電場力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，正確；電場力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，C正確正確答案答案BC即學(xué)即練即學(xué)即練1(2013安徽聯(lián)考，安徽聯(lián)考，18)兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如三點(diǎn)，如圖圖2甲所示一個(gè)電荷量為甲所示一個(gè)電荷量為2 C，質(zhì)量為，質(zhì)量為1 kg的小物塊從的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v t圖象如圖乙所示，其中圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處點(diǎn)處為

5、整條圖線切線斜率最大的位置為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線圖中標(biāo)出了該切線)則則下列說法正確的是下列說法正確的是()圖圖2AB點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場強(qiáng)點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場強(qiáng)E2 V/mB由由C到到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大C由由C到到A的過程中，電勢(shì)逐漸升高的過程中，電勢(shì)逐漸升高DA、B兩點(diǎn)電勢(shì)差兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB5 V答案答案D 二、電場中的二、電場中的E x圖象圖象在給定了電場的在給定了電場的E x圖象后，可以由圖線確定場強(qiáng)的變化圖象后，可以由圖線確定場強(qiáng)的變化情況，電勢(shì)的變化情況，情況，電勢(shì)的變化情況，E x圖線與

6、圖線與x軸所圍圖形軸所圍圖形“面面積積”表示電勢(shì)差在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)表示電勢(shì)差在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況在這類題目中，還可以由在這類題目中，還可以由E x圖象假設(shè)某一種符合圖象假設(shè)某一種符合E x圖圖線的電場，利用這種已知電場的電場線分布、等勢(shì)面分線的電場，利用這種已知電場的電場線分布、等勢(shì)面分布或場源電荷來處理相關(guān)問題布或場源電荷來處理相關(guān)問題【典例【典例2】 (2013上海卷，上海卷，32)半徑為半徑為R，均，均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的

7、電場；場強(qiáng)大小沿半徑分布如圖電場；場強(qiáng)大小沿半徑分布如圖3所所示，圖中示，圖中E0已知，已知，E r曲線下曲線下OR部分部分的面積等于的面積等于R2R部分的面積部分的面積圖圖3 即學(xué)即練即學(xué)即練2空間有一沿空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場，其電場強(qiáng)度軸對(duì)稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨隨x變化的圖象如圖變化的圖象如圖4所示下列說法中正確的是所示下列說法中正確的是()AO點(diǎn)的電勢(shì)最低點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高點(diǎn)的電勢(shì)最高Cx1和和x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx1和和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等兩點(diǎn)的電勢(shì)相等圖圖4 解析解析由題圖知，由題圖知，O點(diǎn)兩側(cè)電場強(qiáng)度方向相反，因電場強(qiáng)點(diǎn)兩側(cè)電場強(qiáng)度方向相反，因電

8、場強(qiáng)度的方向沿度的方向沿x軸，故軸，故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低，也可能電勢(shì)最點(diǎn)可能電勢(shì)最低，也可能電勢(shì)最高，高，A不正確；不正確；x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場線上，由沿電三點(diǎn)在同一電場線上，由沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低可知，無論場線方向電勢(shì)逐漸降低可知，無論O點(diǎn)右側(cè)電場強(qiáng)度沿點(diǎn)右側(cè)電場強(qiáng)度沿x軸向右還是向左，軸向右還是向左，x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高，點(diǎn)電勢(shì)都不是最高，x1、x3兩點(diǎn)的電兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等，故勢(shì)也不相等，故B、D不正確；由題圖知，電場強(qiáng)度在不正確；由題圖知，電場強(qiáng)度在O點(diǎn)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱，故兩側(cè)對(duì)稱，故x1、x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，兩點(diǎn)電勢(shì)相等，C正確正確答案答案C三、電場中的三、電場中的 x圖象圖象在

9、電場的在電場的 x圖象中，除了可以直接從圖中了解各點(diǎn)電勢(shì)圖象中，除了可以直接從圖中了解各點(diǎn)電勢(shì)大小及變化情況，還可以從圖線的斜率上了解各點(diǎn)場強(qiáng)大小及變化情況，還可以從圖線的斜率上了解各點(diǎn)場強(qiáng)的大小及方向當(dāng)?shù)拇笮〖胺较虍?dāng) x圖象與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí)，可以涉圖象與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí)，可以涉及的方面有粒子電性、電勢(shì)能、電場力做功、動(dòng)能、速及的方面有粒子電性、電勢(shì)能、電場力做功、動(dòng)能、速度、加速度等也可以由度、加速度等也可以由 x圖線的特征先假設(shè)是某一具圖線的特征先假設(shè)是某一具有相同有相同 x變化規(guī)律的電場，進(jìn)而解決問題變化規(guī)律的電場，進(jìn)而解決問題【典例【典例3】 兩電荷量分別為兩電荷量分別為q1和和q2

10、的點(diǎn)電荷放在的點(diǎn)電荷放在x軸上的軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨隨x變化的關(guān)系如圖變化的關(guān)系如圖5所所示，其中示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，點(diǎn)電勢(shì)最高，則則()AC點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零BA點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零CNC間場強(qiáng)方向沿間場強(qiáng)方向沿x軸正方向軸正方向D將一負(fù)點(diǎn)電荷從將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做正功后做點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功負(fù)功圖圖5 解析解析由題圖可知，由由題圖可知，由O點(diǎn)到點(diǎn)到M點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖線在線在A點(diǎn)的斜率也不為零，故

11、點(diǎn)的斜率也不為零，故A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不為點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不為零，而零，而C點(diǎn)向點(diǎn)向N、向、向D兩個(gè)方向電勢(shì)均降低，說明兩個(gè)方向電勢(shì)均降低，說明C點(diǎn)兩側(cè)點(diǎn)兩側(cè)電場方向相反，且圖線在電場方向相反，且圖線在C點(diǎn)的切線斜率為零，故點(diǎn)的切線斜率為零，故C點(diǎn)電點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為零，故場強(qiáng)度大小為零，故A正確、正確、B錯(cuò)誤；由錯(cuò)誤；由N到到C電勢(shì)升高，電勢(shì)升高，故故NC間電場方向沿間電場方向沿x軸負(fù)方向，軸負(fù)方向，C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；WNCUNCq，UNC0，q0，而，而WCDUCDq，UCD0，q0，所以所以WCD0，D正確正確答案答案AD即學(xué)即練即學(xué)即練3a、b是是x軸上兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為軸上兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為q1和和q2，沿，沿x軸軸a、b之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖6中曲線所中曲線所示，示，a、p間距離大于間距離大于p、b間距離從圖中可以判斷以下間距離從圖中可以判斷以下說法正確的是說法正確的是()Aa和和b均為負(fù)電荷且均為負(fù)電荷且q1一定大于一定大于q2B電勢(shì)最低的電勢(shì)最低的p點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零C將一負(fù)的檢驗(yàn)電荷從將一負(fù)的檢驗(yàn)電荷從b處移到處移到p處，處，電荷電勢(shì)能增加電荷電勢(shì)能增加Da