电场中图象的剖析及应用分析课件

单击此处编辑母版文本样式,电场中图象,问题,的剖析及应用,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：,E,x,图象、,x,图象，E,p,x图像，或与粒子运动规律有关的图象，如：,v,t,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,v,t,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】,如图甲,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,B,M,点的电势高于,N,点的电势,C,M,点到,N,点，点电荷的电势能逐渐减小,D点电荷在,M,点所受电场力大于在,N,点所受电场力,解析,由,v,t,图象知点电荷做加速度增大的加速运动，由此可知此电场不是匀强电场，A、D错误；电场力方向由,M,指向,N,，则电场线方向也是由,M,指向,N,，故,M,N,，B正确；电场力做正功，电势能逐渐减小，C正确,答案,BC,练,习：,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,v,t,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(图中标出了该切线)则下列说法正确的是(),A,B,点为中垂线上电场强度最大的点，场强,E,2 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,D,A,、,B,两点电势差,U,AB,5 V,图2,答案,D,二、电场中的,E,x,图象,在给定了电场的,E,x,图象后，可以由图线确定场强的变化情况，电势的变化情况，,E,x,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,E,x,图象假设某一种符合,E,x,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,【典例2】,(2013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,E,0,已知，,E,r,曲线下,O,R,部分的面积等于,R,2,R,部分的面积,图3,练,习：,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(),A,O,点的电势最低,B,x,2,点的电势最高,C,x,1,和,x,1,两点的电势相等,D,x,1,和,x,3,两点的电势相等,图4,解析,由题图知，,O,点两侧电场强度方向相反，因电场强度的方向沿,x,轴，故,O,点可能电势最低，也可能电势最高，A不正确；,x,1,、,x,2,、,x,3,三点在同一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无论,O,点右侧电场强度沿,x,轴向右还是向左，,x,2,点电势都不是最高，,x,1,、,x,3,两点的电势也不相等，故B、D不正确；由题图知，电场强度在,O,点两侧对称，故,x,1,、,x,1,两点电势相等，C正确,答案,C,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,q,1,和,q,2,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,点电势最高，则(),A,C,点的电场强度大小为零,B,A,点的电场强度大小为零,C,NC,间场强方向沿,x,轴正方向,D将一负点电荷从,N,点移到,D,点，电场力先做正功后做负功,图5,解析,由题图可知，由,O,点到,M,点，电势一直降低，且图线在,A,点的斜率也不为零，故,A,点的电场强度大小不为零，而,C,点向,N,、向,D,两个方向电势均降低，说明,C,点两侧电场方向相反，且图线在,C,点的切线斜率为零，故,C,点电场强度大小为零，故A正确、B错误；由,N,到,C,电势升高，故,NC,间电场方向沿,x,轴负方向，C错误；,W,NC,U,NC,q,，,U,NC,0，,q,0，而,W,CD,U,CD,q,，,U,CD,0，,q,0，所以,W,CD,0，D正确,答案,AD,练,习：,a,、,b,是,x,轴上两个点电荷，电荷量分别为,q,1,和,q,2,，沿,x,轴,a,、,b,之间各点对应的电势高低如图6中曲线所示，,a,、,p,间距离大于,p,、,b,间距离从图中可以判断以下说法正确的是(),A,a,和,b,均为负电荷且,q,1,一定大于,q,2,B电势最低的,p,点的电场强度为零,C将一负的检验电荷从,b,处移到,p,处，,电荷电势能增加,D,a,、,p,间的电场方向都指向,a,点,图6,解析,由于从,a,到,b,，电势,先减小再增加，所以,a,、,b,应均为正电荷，所以选项,A,错误；由,x,图象的斜率表示电场强度,E,，知B对；由,p,q,知，C对；,a,、,p,间的电场方向应都指向,p,点，D错误,答案,BC,练习：,真空中有一静电场，其在x轴正半轴的电势随x变化的关系如图所示，则根据图象可知（）,AR处的电场强度E=0,B若试探电荷从x,1,处移到x,2,处，电场力不一定做正功,Cx,1,处与x,2,处的电场强度方向相反,D该电场有可能是处在O点的正的点电荷激发产生的,B,例：,两个点电荷Q,1,，Q,2,固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q,2,（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示则下列判断正确的是（）,AM点电势为零，N点场强为零,BM点场强为零，N点电势为零,CQ,1,带负电，Q,2,带正电，且Q,2,电荷量较小,DQ,1,带正电，Q,2,带负电，且Q,2,电荷量较小,四、电场中的,Ep,x,图象,AC,解析：,由图读出电势能EP，由=E,P,/,q，分析电势E,P,-x图象的斜率E,P,/,x=F，即斜率大小等于电场力大小由F=qE，分析场强根据正电荷在电势高处电势能大，分析电势变化，确定场强的方向，由N点场强为零，判断两电荷的电性和电量的大小,练习：,一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E,p,随位移x变化的关系如图所示，其中0-x,2,段是关于直线y=x,1,的对称曲线，x,2,-x,3,段是直线，则下列说法正确的是（,）,A,x,1,处电场强度为零,Bx,2,-x,3,段是匀强电场,Cx,1,、x,2,、x,3,处电势,1,、,2,、,3,的关系为,1,2,3,D粒子在0-x,2,段做匀变速运动，x,2,-x,3,段做匀速直线运动,AB,练习：,空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OAOB，OM=ON，一带正电的粒子在AB间的电势能Ep随x的变化规律为如图所示的折线，则下列判断中正确的是（）,AM点电势比N点电势高,B把该粒子从M向O移动过程中，所受电场力做正功,CAO间的电场强度小于OB间的电场强度,D若将一带电负粒子从M点静止释放，它一定能通过N点,D,