南方新高考高考物理大一轮复习 专题提升六 电场中“三类”典型图象课件

专题提升六电场中“三类”典型图象突破一 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.例 1：(多选，2014 年海南卷)如图 Z6-1 甲所示，直线 MN表示某电场中一条电场线，a、b 是线上的两点，将一带负电荷的粒子从 a 点处由静止释放，粒子从 a 运动到 b 过程中的 v-t图象如图乙所示，设 a、b 两点的电势分别为a、b，场强大小分别为 Ea、Eb，粒子在 a、b 两点的电势能分别为 Wa、Wb，不计重力，则有()甲乙图 Z6-1A.ab B.EaEb C.EaEb D.WaWb解析：由图乙可知，粒子做加速度减小，速度增大的直线运动，故可知从 a 到 b 电场强度减小，粒子动能增大，电势能减小，电场力方向由 a 指向 b，电场线方向由 b 指向 a，b 点电势高于 a 点电势，故 B、D 正确.答案：BD突破二 电场中的 E-x 图象1.点电荷的 E-x 图象正点电荷及负点电荷的电场强度 E 随坐标 x 变化关系的图象大致如图 Z6-2 和图 Z6-3 所示.图 Z6-2图 Z6-32.两个等量异种点电荷的 E-x 图象(1)两电荷连线上的 E-x 图象如图 Z6-4 所示.(2)两电荷连线的中垂线上的 E-y 图象如图 Z6-5 所示.图 Z6-4图 Z6-53.两个等量同种点电荷的 E-x 图象(1)两电荷连线上的 E-x 图象如图 Z6-6 所示.图 Z6-6(2)两电荷连线的中垂线上的 E-y 图象如图 Z6-7 所示.图 Z6-7在给定了电场的 E-x 图象后，可以由图线确定电场强度的变化情况，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.例 2：(2013 年上海卷)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 Z6-8 所示，图中 E0 已知，E-r 曲线下 OR 部分的面积等于 R2R 部分的面积.图 Z6-8(1)写出 E-r 曲线下面积的单位.量，该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大？(3)求球心与球表面间的电势差U.(4)质量为 m，电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到 2R 处？解：(1)E-r 曲线下面积的单位为伏特.突破三 电场中的-x 图象1.点电荷的-x 图象(取无限远处电势为零)(1)正点电荷的-x 图象如图 Z6-9 所示.(2)负点电荷的-x 图象如图 Z6-10 所示.图 Z6-9图 Z6-10图 Z6-112.两个等量异种电荷连线上的-x 图象如图 Z6-11 所示.3.两个等量同种电荷的-x 图象(1)两正电荷连线上的-x 图象如图 Z6-12 所示.(2)两正电荷连线的中垂线上的-y 图象如图 Z6-13 所示.图 Z6-12图 Z6-13例 3: 在绝缘粗糙的水平面上相距为 6L 的 A、B 两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图 Z6-14 甲所示，已知 B 处电荷的电量为Q.图乙是 AB 连线之间的电势与位置x 之间的关系图象，图中 xL 点为图线的最低点，x2L 处q 的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动.求：甲乙图 Z6-14(1)固定在 A 处的电荷的电量 QA.(2)为了使小物块能够到达 x2L 处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数所满足的条件.解：(1)由图乙得，xL 点为图线的最低点，切线斜率为零，即合电场强度 E合0，所以(2)物块先做加速运动再做减速运动，到达 x2L 处速度v10从 x2L 到 x2L 过程中，由动能定理得(3)小物块运动速度最大时，电场力与摩擦力的合力为零，设该位置离 A 点的距离为 lA，则解得 lA3L，即小物块运动到 x0 时速度最大小物块从 x2L 运动到 x0 的过程中，由动能定理得