2019届高考物理一轮复习 热点题型 专题1.5 静电场中常见的图像问题（1）学案.doc

专题1.5 静电场中常见的图像问题（1）应用图像处理物理问题可达到化难为易、 化繁为简的目的， 也有利于培养学生数形结合、形象思维、灵活处理物理问题的 能力。在高考中“静电场”部分常常涉及-x 图像、 v-t 图像、E-t 图像、 E-x 图像及 Ep-x 图像等问题，主要考查学生的受力 分析、运动过程分析，临界条件分析等一系列基本能力，所以 这部分是高考命题的热点，在复习该部分内容时要足够重视。题型1 x图像问题(1)电场强度的大小等于 x图线的斜率大小，电场强度为零处， x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在 x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。(3)在x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。【典例1】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、C电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的是()A B、C两点的电场强度大小EBxECxB EBx的方向沿x轴正方向C 电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D 负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】DA、在B点和C点附近分别取很小的一段d，由题图得，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，将电场看做匀强电场，有，可见EBxECx，A项错误。C、同理可知O点的斜率最小，即场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误。B、沿电场线方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，B项错误。D、负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先向右后向左，电场力先做正功，后做负功，D项正确故选D。【跟踪训练】1. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()Aq1、q2为等量异种电荷BN、C两点间场强方向沿x轴负方向CN、D两点间的场强大小沿x轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小【答案】C2.在光滑的绝缘水平面内有一沿x轴的静电场，其电势随坐标x的变化图线如图所示(图中0已知)。有一质量为m、带电荷量为q(q0)的带电小球(可视为质点)，从O点以某一未知速度v0沿x轴正向移动到x4。则下列叙述正确的是()A小球从O运动到x1的过程中，所受电场力逐渐增大B小球从x1运动到x3的过程中，电势能一直增大C若小球的初速度v02 ，则运动过程中的最大速度为 D要使小球能运动到x4处，则初速度v0至少为2 【答案】BC【解析】由场强与电势差的关系可知，题图图线的斜率表示电场强度E，小球从O运动到x1的过程中，电场强度不变，所受电场力不变，A项错误；从x1运动到x3的过程中，电势不断减小，但小球带负电，因此小球的电势能一直增大，B项正确；小球运动到x1处时，电场力做正功最多，速度最大，由动能定理有：q(00)mvm2mv02，将v02 代入，解得小球最大速度vm，C项正确；小球运动到x3处时速度最小，要使其能运动到x4处，在x3处速度最小为0，由动能定理有：q0(0)0mv02，解得：v0 ，D项错误。3. 在空间某区域存在一电场，x轴上各点电势随位置变化的情况如图所示。x1x1之间为曲线，且关于纵轴对称，其余部分均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的说法正确的是()A图中A点对应的场强大于B点对应场强B图中A点对应的电势大于B点对应电势C一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在x1点的电势能D一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在x2点的电势能【答案】C题型2v t图像问题根据v t图像的速度变化、斜率变化确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。【典例2】（2018广东省惠州市第一中学高三上期末考试）如图甲所示，、为两个固定着的点电荷，a、b是它们连线的延长线上的两点现有一电子，只在电场力作用下，以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动，其图象如图乙所示，电子经过a、b两点的速度分别为、，则 A 一定带负电B 的电量一定大于的电量C b点的电势高于a点的电势D 电子离开b点后所受静电力一直减小【答案】BC【跟踪训练】1. 电场中的三条等势线如图中实线a、b、c所示，三条等势线的电势abc。一电子以沿PQ方向的初速度，仅在电场力的作用下沿直线从P点运动到Q点，则这一过程中电子运动的v t图像大致是下图中的() 【答案】A【解析】电子由P点运动到Q点的过程中，电场力所做的功为Wq(PQ)，因为q0，且PQ，所以W0，由动能定理可知，电子的动能不断增大，即速度不断增大，选项C、D错误；P点附近等势线密集，故场强较大，电子在P点附近所受电场力大，电子的加速度也大，对应v t图像的斜率大，故由P点到Q点，v t图像的斜率不断减小，选项A正确，B错误。2. 如图(a)所示，A、B、C三点为在等量同种正电荷连线中垂线上的点，一个带电量为q、质量为m的点电荷从C点由静止释放，只在电场力作用下运动的v t图像如图(b)所示，运动到B点处对应的图线的切线斜率最大(图中标出了该切线)，其切线斜率为k，则()AA、B两点间的电势差为B由C点到A点电势逐渐降低CB点为中垂线上场强最大的点，大小为D点电荷由C到A的过程中其电势能先减小后变大【答案】BC题型3E x图像问题(1)E x图像反映了场强随位移变化的规律。(2)E0表示场强沿x轴正方向，EEB，B错误；根据UEd，可知Er曲线下的面积表示电势差，由题图乙可知，曲线下R2R部分的面积大于2R3R部分的面积，即从球面到A点的电势差大于AB两点间的电势差，C错误；因为曲线下OR部分的面积等于2R3R部分的面积，即OR间的电势差等于2R3R间的电势差，即等于AB两点间的电势差，故正电荷从A点移到B点，电场力做功为WUqRE0q，D正确。题型4Ep x图像问题(1)Ep x图像反映了电势能随位移变化的规律。(2)图线的切线斜率大小等于电场力大小。(3)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。【典例4】一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中Ox2段是对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是() Ax1处电场强度为零Bx1、x2、x3处电势1、2、3的关系为123C粒子在Ox2段做匀变速运动，x2x3段做匀速直线运动Dx2x3段是匀强电场【答案】ABD