（江苏专用）2020版高考物理总复习第六章静电场专题突破静电场中的图象问题教案

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1、专题突破　静电场中的图象问题　电场中粒子运动的v－t图象根据v－t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化。【例1】　(2018·4月浙江选考)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以－v0做直线运动，其v－t图象如图1所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，以下判断正确的是(　　)图1A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB.A、B、C三点的场强大小关系为EC>EB>EAC.粒

2、子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功解析　带电粒子的带电性质不确定，无法判断电势的高低，A项错误；根据图象可知带电粒子的动能先减小后增大，由能量转化关系可知，动能转化为电势能，所以电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，选项C正确，D错误；v－t图象的斜率表示加速度的大小，也可间接地反映电场力和电场强度的大小，图线的斜率先增大后减小，且方向没有改变，所以电场强度应该是EB最大，选项B错误。答案　C　电场中的E－x图象1.几种常见的E－x

3、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2所示。(E方向向右为正)图2(2)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3甲所示。②两电荷连线的中垂线上的E－y图象如图3乙所示。　　　甲　　　　　　　　乙图3(3)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4甲所示。②两电荷连线的中垂线上的E－y图象如图4乙所示。　　　甲　　　　　　　乙图42.E－x图象特点(1)反映了电场强度随位移变化的规律。(2)E>0表示场强沿x轴

4、正方向；E<0表示场强沿x轴负方向。(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定。【例2】　(多选)x轴上O点右侧各点的电场方向与x轴方向一致，O点左侧各点的电场方向与x轴方向相反，若规定向右的方向为正方向，x轴上各点的电场强度E随x变化的图象如图5所示，该图象关于O点对称，x1和－x1为x轴上的两点。下列说法正确的是(　　)图5A.O点的电势最低B.x1和－x1两点的电势相等C.电子在x1处的电势能大于在－x1处的电势能D.电子从x1处由静止释

5、放后，若向O点运动，则到达O点时速度最大解析　作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O点电势最高，故A错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则x轴上关于O点对称位置的电势相等，电子在x1和－x1两点处的电势能相等，故B正确，C错误；电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，到达O点时电场力做功最多，故动能最大，速度最大，故D正确。答案　BD　电场中的φ－x图象1.几种常见的φ－x图象(1)点电荷的φ－x图象(取无限远处电势为零)①正点电荷的φ－x图象如图6甲所示。②负点电荷的φ－x图象如图6乙所示。

6、　　　　　甲　　　　　乙图6(2)两个等量异种点电荷连线上的φ－x图象，如图7所示。图7(3)两个等量同种点电荷的φ－x图象①两正点电荷连线上的φ－x图象如图8甲所示。②两正点电荷连线的中垂线上的φ－y图象如图8乙所示。　　　　甲　　　　　　　　乙图82.φ－x图象特点及应用(1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在φ－x图象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φ－x图象中分析电荷移动时电势能的

7、变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。【例3】　(2018·江苏南京、盐城高三第一次模拟)(多选)电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势随x的变化关系如图9所示。则(　　)图9A.Q1的电荷量小于Q2的电荷量B.G点处电场强度的方向沿x轴负方向C.将一带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定能到达D点D.将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功解析　图象斜率大小表示场强大小，由图可知在H点的

8、场强为零，即Q1和Q2两电荷在H点的合场强为零，由公式E＝可知，Q1的电荷量大于Q2的电荷量，故A项错误；由图知B点的电势为零，由于沿着电场线方向电势降低，所以在B点左边场强方向沿x轴正方向，在C点右边场强方向沿x轴负方向，故B项正确；由在G点场强方向沿x轴负方向，负电荷所受电场力方向向右，所以负电荷沿x轴向右运动，故C项错误；由图象可知从D点到J点电势先升高再降低，负电荷的电势能先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D项正确。答案　BD　Ep－x图象