电势图像专题课件

电势图像电势图像高三总复习高三总复习 选修选修3-13-1电势图像高三总复习选修3-1O带正电点电荷带正电点电荷电场的电场的-x图像图像ExEx电势图像的意义：电势图像的意义：1、求、求Ex的大小：的大小：3、求、求Ex的方向：的方向：Ex沿电势降低的方向沿电势降低的方向2、Ex的大小变化规律的大小变化规律O带正电点电荷电场的-x图像ExEx电势图像的意义匀强电场的匀强电场的-x图像图像ExEx=0匀强电场的-x图像ExEx=0孤立的负点电荷孤立的负点电荷电场线等势面带负电点电荷带负电点电荷电场的电场的-x图像图像ExEx孤立的负点电荷电场线等势面带负电点电荷电场的-x图正电势正电势负电势负电势零势面零势面带正负电点电荷连线上带正负电点电荷连线上电场的电场的-x图像图像ExExEx正电势负电势零势面带正负电点电荷连线上电场的-x图带等量正电的点电荷连线上带等量正电的点电荷连线上电场的电场的-x图像图像ExExExEx带等量正电的点电荷连线上电场的-x图像ExEx带等量负电的点电荷连线上带等量负电的点电荷连线上电场的电场的-x图像图像ExExExEx带等量负电的点电荷连线上电场的-x图像Ex例例1、利用电场的、利用电场的-x图像求图像求A点电场强度沿点电场强度沿x轴方向分轴方向分量大小和方向量大小和方向Ex1234560.20.40.6Px/m例1、利用电场的-x图像求A点电场强度沿x轴方向分量例例2、空间某一静电场的电势在、空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，轴上分布如图所示，x轴上两点轴上两点B、C点电场强度在点电场强度在x方向上的分量分别是方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有（，下列说法中正确的有（)AEBx的大小大于的大小大于ECx的大小的大小BEBx的方向沿轴正方向的方向沿轴正方向C电荷在点电荷在点O受到的电场力在受到的电场力在x方向上的分量最大方向上的分量最大D负电荷沿负电荷沿x轴从轴从B移到移到C的过程中，电场力先做正功，的过程中，电场力先做正功，后做负功后做负功ADExExEx=0例2、空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点B例例3、两个等量异种点电荷位于、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点轴上，相对原点对称分布，正确描述电势对称分布，正确描述电势随位置随位置x变化规律的是变化规律的是图中的图中的()AExExExEx例3、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描例例4、如图，在、如图，在x轴上的轴上的O、M两点固定着两个电荷量分两点固定着两个电荷量分别为别为q1和和q2的点电荷，两电荷连线上各点电势随的点电荷，两电荷连线上各点电势随x的变化的变化关系如图所示，其中关系如图所示，其中A、B两点的电势均为两点的电势均为0，BD段中的段中的C点离点离x轴最远，则（轴最远，则（）Aq1为负电荷，为负电荷，q2为正电荷为正电荷BBD段中段中C点的电场强度最大且沿点的电场强度最大且沿x轴正方向。轴正方向。CA点场强小于点场强小于C点场强点场强D将一负点电荷从将一负点电荷从B点移到点移到D点，电场力先做正功后做负点，电场力先做正功后做负功功BDEx=0ExExExEx=0例4、如图，在x轴上的O、M两点固定着两个电荷量分别为q1和例例5、如图、如图a所示，在所示，在x轴上的两点分别放有轴上的两点分别放有Q和和4Q两个点电荷，位置坐标分别为两个点电荷，位置坐标分别为0和和1，图，图b是反应沿是反应沿x轴电轴电势分布情况的图线，正确的是（势分布情况的图线，正确的是（）BEx=0例5、如图a所示，在x轴上的两点分别放有Q和4Q两个点电例例6、假设空间某一静电场的电势、假设空间某一静电场的电势随随x变化情况如图变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是（）A空间各点场强的方向均与空间各点场强的方向均与x轴垂直轴垂直B电荷沿电荷沿x轴从轴从0移到移到x1的过程中，一定不受电场力的的过程中，一定不受电场力的作用作用C正电荷沿正电荷沿x轴从轴从x2移到移到x3的过程中，电场力做负功，的过程中，电场力做负功，电势能增加电势能增加D负电荷沿负电荷沿x轴从轴从x4移到移到x5的过程中，电场力做负功，的过程中，电场力做负功，电势能增加电势能增加CDEx=0EExEx=0例6、假设空间某一静电场的电势随x变化情况如图所示例例7、静电场方向平行于、静电场方向平行于x轴，其电势随轴，其电势随x的分布可简的分布可简化为如图所示的折线，图中化为如图所示的折线，图中和和d为已知量。一个带为已知量。一个带负电的粒子在电场中以负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿为中心、沿x轴方向做周轴方向做周期性运动，已知该粒子质量为期性运动，已知该粒子质量为m、电荷量为、电荷量为-q，其，其动能与电势能之和为动能与电势能之和为-A（0Aq).忽略重力，求：忽略重力，求：（1）粒子所受电场力的大小）粒子所受电场力的大小（2）粒子的运动区间）粒子的运动区间（3)粒子的运动周期。粒子的运动周期。例7、静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示例例7、静电场方向平行于、静电场方向平行于x轴，其电势随轴，其电势随x的分布可简化为如的分布可简化为如图所示的折线，图中图所示的折线，图中和和d为已知量。一个带负电的粒子在为已知量。一个带负电的粒子在电场中以电场中以x=0为中心、沿为中心、沿x轴方向做周期性运动，已知该粒子轴方向做周期性运动，已知该粒子质量为质量为m、电荷量为、电荷量为-q，其动能与电势能之和为，其动能与电势能之和为-A（0Aq).忽略重力忽略重力.求：（求：（1）粒子所受电场力的大小）粒子所受电场力的大小EE例7、静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示由图可知由图可知即即例例7、静电场方向平行于、静电场方向平行于x轴，其电势随轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图的分布可简化为如图所示的折线，图中中和和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿为中心、沿x轴方向做轴方向做周期性运动，已知该粒子质量为周期性运动，已知该粒子质量为m、电荷量为、电荷量为-q，其动能与电势能之和为，其动能与电势能之和为-A（0Aq).忽略重力忽略重力.求：（求：（1）粒子所受电场力的大小（）粒子所受电场力的大小（2）粒子的运动区）粒子的运动区间（间（3)粒子的运动周期。粒子的运动周期。EE(2)当粒子运动到最右端时当粒子运动到最右端时Ek=0根据对称性，在最左端根据对称性，在最左端由图可知即例7、静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可例例7、静电场方向平行于、静电场方向平行于x轴，其电势随轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图的分布可简化为如图所示的折线，图中中和和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿为中心、沿x轴方向做轴方向做周期性运动，已知该粒子质量为周期性运动，已知该粒子质量为m、电荷量为、电荷量为-q，其动能与电势能之和为，其动能与电势能之和为-A（0Aq).忽略重力忽略重力.求：（求：（1）粒子所受电场力的大小（）粒子所受电场力的大小（2）粒子的运动区）粒子的运动区间（间（3)粒子的运动周期。粒子的运动周期。（3 3）考虑粒子从）考虑粒子从-x-x0 0处开始运动的四分之处开始运动的四分之一周期。根据牛顿第二定律一周期。根据牛顿第二定律粒子运动周期粒子运动周期EE例7、静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示例例8、粗糙绝缘的水平面附近存在平行于水平面的电场，其中某一、粗糙绝缘的水平面附近存在平行于水平面的电场，其中某一区域电场线与区域电场线与x轴平行，沿轴平行，沿x轴方向的电势与坐标值轴方向的电势与坐标值x的关系如下：的关系如下：根据上述表格中的数据可作出如右的根据上述表格中的数据可作出如右的x图像。图像。现有一质量为现有一质量为0.10kg，电荷量为，电荷量为1.010-7C带正电荷带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为为0.20。问：。问：（1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的轴的电势电势与与x的函数关系表达式。的函数关系表达式。（2）若将滑块无初速地放在）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块处，则滑块最终停止在何处？最终停止在何处？（3）在上述第（）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速时它的加速度多大？度多大？（4）若滑块从）若滑块从x=0.60m处以初速度处以初速度v0沿沿-x方向运方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为应为多大？多大？例8、粗糙绝缘的水平面附近存在平行于水平面的电场，其中某一区解：（解：（1 1）由数据表格和图像可得，）由数据表格和图像可得，电势电势与与x x成反比关系，即成反比关系，即E（1）由数据表格和图像给出）由数据表格和图像给出的信息，写出沿的信息，写出沿x轴的电势轴的电势与与x的函数关系表达式。的函数关系表达式。1234560.20.40.6Px/mx/m解：（1）由数据表格和图像可得，电势与x成反比关系，即解：设滑块停止的位置为解：设滑块停止的位置为x2,由动能定理由动能定理1234560.20.40.6Px/mx/mEq=+1.010-7Cm=0.10kg=0.20解得解得x2=0.225m或或x2=0.1m（舍）。（舍）。（2）若将滑块无初速地放在）若将滑块无初速地放在x1=0.10m处，则滑块最终停止在何处？处，则滑块最终停止在何处？x1x2解：设滑块停止的位置为x2,由动能定理1234560.20解：先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变解：先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动。即加速度先减小后增大。减速运动。即加速度先减小后增大。当它位于当它位于x=0.15m时，图像上该时，图像上该点的切线斜率表示场强大小点的切线斜率表示场强大小滑块在该点的水平合力滑块在该点的水平合力Fx=Eqmg=0故滑块的加速度故滑块的加速度a=01234560.20.40.6Px/mx/m（3）在上述第（）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于当它位于x3=0.15m时它的加速度多大？时它的加速度多大？F库库Ffx3解：先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动。则再对滑块由则再对滑块由x4位置到达位置到达x5位置的位置的过程中过程中,由动能定理由动能定理x5=0.0375m或或x5=0.6m（舍去）（舍去）解解:设滑块到达的最左侧位置为设滑块到达的最左侧位置为x5，对滑块从开始运动到返回出发点的对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程，由动能定理整个过程，由动能定理解得解得（4）若滑块从）若滑块从x4=0.60m处以初速度处以初速度v0沿沿-x方向运动，要使滑方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度块恰能回到出发点，其初速度v0应为多大？应为多大？1234560.20.40.6Px/mx/mx4x5则再对滑块由x4位置到达x5位置的过程中,由动能定理x5=0