电场中的图象问题ppt课件

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1、小专题电场中小专题电场中“三类三类”图象问题图象问题高三物理备课组高三物理备课组李久湘李久湘小专题电场中“三类”图象问题高三物理备课组 在在考考查查电电场场中中的的基基本本概概念念时时，往往往往给给出出与与电电场场分分布布有有关关的的图图象象，如如：Ex图图象象、x图图象象，或或与与粒粒子子运运动动规规律律有有关关的的图图象象，如如：vt图图象象，掌掌握握各各个个图图象象的的特特点点，理理解解其其斜斜率率、截截距距、“面面积积”对对应应的的物物理理意意义义，就就能能顺顺利利解解决决有有关关问问题题，此此类类问问题题一一般般以以选选择择题题的的形形式式出出现，难度中等现，难度中等在考查电场中的基

2、本概念时，往往给出与电场分布有关的图象，如一、电场中粒子运动的一、电场中粒子运动的vt图象图象当带电粒子只在电场力作用下运动时，如果给出了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、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电势高低及电势能的变化等情况判定出来一、电场中粒子运动的v t图象【典例【典例1】（多选）如图甲（多选）如图甲M、N是

3、一条电场线上的两点，是一条电场线上的两点，在在M点由静止释放一个正的点电荷，点电荷仅在电场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力的作用下沿着电场线从M点运动到点运动到N点，粒子的速点，粒子的速度随时间变化的规律如图乙所示以下判断正确的是度随时间变化的规律如图乙所示以下判断正确的是()A该电场可能是匀强电场该电场可能是匀强电场BM点的电势高于点的电势高于N点的电势点的电势CM点点到到N点点，点点电电荷荷的的电电势势能能逐逐渐减小渐减小D点点电电荷荷在在M点点所所受受电电场场力力大大于于在在N点所受电场力点所受电场力BC【典例1】（多选）如图甲M、N是一条电场线上的两点

4、，在M点【典例【典例2 2】两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示一个电荷三点，如图甲所示一个电荷量为量为2C，质量为，质量为1kg的小物块点静止释放，其运动的的小物块点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大点处为整条图线切线斜率最大的位置的位置(图中标出了该切线图中标出了该切线)则下列说法正确的是则下列说法正确的是()AB点为中垂线上电场强度最点为中垂线上电场强度最大的点，场强大的点，场强E2V/mB由由C到到A的过程中物块的电势的过程中物块的电

5、势能先减小后变大能先减小后变大C由由C到到A的过程中，电势逐渐的过程中，电势逐渐升高升高DA、B两点电势差两点电势差UAB5VD【典例2】两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线二、电场中的二、电场中的Ex图象图象在给定了电场的在给定了电场的Ex图象后，可以由图线确定场图象后，可以由图线确定场强的变化情况，电势的变化情况，强的变化情况，电势的变化情况，Ex图线与图线与x轴所围图轴所围图形形“面积面积”表示电势差表示电势差在与粒子运动相结合的题目中，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、电势能变化等情可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况况在这类题目

6、中，还可以由在这类题目中，还可以由Ex图象假设某一种符图象假设某一种符合合Ex图线的电场，利用这种已知电场的电场线分布、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等势面分布或场源电荷来处理相关问题二、电场中的E x图象孤立的点电荷的电场线与孤立的点电荷的电场线与E-x图像图像常见电场的电场线与常见电场的电场线与E-x图象图象孤立的点电荷的电场线与Ex图像常见电场的电场线与Ex图等量同种点电荷电场线与点电荷连线上等量同种点电荷电场线与点电荷连线上E-x图像图像等量同种点电荷电场线与点电荷连线上Ex图像【典例【典例3 3】（多选）】（多选）空间存在一沿空间存在一沿

7、x轴方向的静电场，电轴方向的静电场，电场强度场强度E随随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对称，称，A、B是是x轴上关于原点对称的两点。下列说法中正轴上关于原点对称的两点。下列说法中正确的是（确的是（）A电子在电子在A、B两点的电势能相等两点的电势能相等B电子在电子在A、B两点的加速度方向相反两点的加速度方向相反C电子从电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线D取无穷远处电势为零，则取无穷远处电势为零，则O点处电势亦为零点处电势亦为零AB【典例3】（多选）空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随等量同种点电荷电场线

8、与点电荷连线中垂线上等量同种点电荷电场线与点电荷连线中垂线上E-x图像图像ExEx等量同种点电荷电场线与点电荷连线中垂线上Ex图像ExE【典例【典例4 4】空间有一沿空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度轴对称分布的电场，其电场强度E随随x变化的图象如图所示下列说法中正确的变化的图象如图所示下列说法中正确的()AO点的电势最低点的电势最低Bx2点的电势最高点的电势最高Cx1和和x1两点的电势相等两点的电势相等Dx1和和x3两点的电势相等两点的电势相等ExC【典例4】空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化均匀带电圆环中轴线上的均匀带电圆环中轴线上的Ex图象图象均匀带电圆环中轴线上的

9、Ex图象【典例【典例5 5】（多选）】（多选）如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合一光滑细杆匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m10g的带正电的小球，小球所带电荷量的带正电的小球，小球所带电荷量q5.0104C小球从小球从C点由静止释放，其沿细杆由点由静止释放，其沿细杆由C经经B向向A运动的运动的vt图图象如图乙所示小球运动到象如图乙所示小球运动到B点时，速度图象的切线斜率最点时，速度图象的切线斜率最大大(图中标

10、出了该切线图中标出了该切线)则下列说法正确的是则下列说法正确的是(A在在O点右侧杆上，点右侧杆上，B点场强最大，点场强最大，场强大小为场强大小为E1.2V/mB由由C到到A的过程中，小球的电势能的过程中，小球的电势能先减小后变大先减小后变大C由由C到到A电势逐渐降低电势逐渐降低DC、B两点间的电势差两点间的电势差UCB0.9V【典例5】（多选）如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着A在在O点右侧杆上，点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为点场强最大，场强大小为E1.2V/mB由由C到到A的过程中，小球的电势能先减小后变大的过程中，小球的电势能先减小后变大C由由C到到A电势逐渐降低电势逐渐降低

11、DC、B两点间的电势差两点间的电势差UCB0.9VCDA在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E 1.2 V【典例【典例6 6】（多选）】（多选）如图所示，两个固定的相同细环相距如图所示，两个固定的相同细环相距一定的距离，同轴放置，一定的距离，同轴放置，O1、O2分别为两环的圆心，两分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷。一带正电的粒子从环分别带有均匀分布的等量异种电荷。一带正电的粒子从很远处沿轴线飞来并穿过两环。则在带电粒子运动过程中：很远处沿轴线飞来并穿过两环。则在带电粒子运动过程中：()A在在O1点粒子加速度方向向左点粒子加速度方向向左B从从O1到到O2过程中电势能一直增

12、加过程中电势能一直增加C轴线上轴线上O1点右侧存在一点，粒子点右侧存在一点，粒子在该点动能最小在该点动能最小D轴线上轴线上O1点右侧、点右侧、O2点左侧都存点左侧都存在场强为零的点，它们关于在场强为零的点，它们关于O1、O2连线中点对称连线中点对称【典例6】（多选）如图所示，两个固定的相同细环相距一定的距离QQE合合=0E合合=0E合合0方向向方向向右右E合合0方向向方向向右右E合合0E合0E合0A在O1点等量异种点电荷电场线与连线上等量异种点电荷电场线与连线上E-x图像图像等量异种点电荷电场线与连线上Ex图像等量异种点电荷电场线与中垂线上等量异种点电荷电场线与中垂线上E-x图像图像Ex等量异

13、种点电荷电场线与中垂线上Ex图像Ex【拓展】【拓展】如图，已知匀强电场如图，已知匀强电场E中沿平行于中沿平行于E的方向的方向上两点上两点A、B相距相距d,利用电场的利用电场的Ex图像求图像求UABd【拓展】如图，已知匀强电场E中沿平行于E的方向上两点A、B相【典例【典例7】半径为半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生，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所示，图中球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中E0已知，已知，Er曲线下曲线下OR部分的面积等于部分的面积等于R2R部分的部分的面积面积(1)写出写出Er曲线下面积的单位；曲线下面积的单位；(2)已知带电球

14、在已知带电球在rR处的场强处的场强 ，式中，式中k为静电力常量，该为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量均匀带电球所带的电荷量Q为多大？为多大？(3)求球心与球表面间的电势差求球心与球表面间的电势差U；(4)质量为质量为m，电荷量为，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到大的速度可以刚好运动到2R处？处？【典例7】半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电电场中的图象问题ppt课件电场中的图象问题ppt课件三、电场中的三、电场中的x图象图象在在电电场场的的x图图象象中中，除除了了可可以以直直接接从从图图中中了了解解各各点点电电势势大大小小及及变变

15、化化情情况况，还还可可以以从从图图线线的的斜斜率率上上了了解解各各点点场场强强的的大大小小及及方方向向当当x图图象象与与粒粒子子运运动动相相结结合合时时，可可以以涉涉及及的的方方面面有有粒粒子子电电性性、电电势势能能、电电场场力力做做功功、动动能能、速速度度、加加速速度度等等也也可可以以由由x图图线线的的特特征征先先假假设设是是某某一一具具有有相相同同x变变化化规规律律的电场，进而解决问题的电场，进而解决问题三、电场中的 x图象匀强电场的匀强电场的x图像图像Ex匀强电场的 x图像ExO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

16、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

17、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【拓展】【拓展】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轴方轴方向分量大小和方向向分量大小和方向Ex1234560.20.40.6Px/m【拓展】利用电场的 x图像求A点电场强度沿x轴【典例【典例8 8】（多选）】（多选）空间某一静电场的电势在空间某一静电场的电势在x轴上分布轴上分布如图所示，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方向上的分方向上的分量分别是量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有（，下列说法中正确的有（)AEB

18、x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【典例8】（多选）空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，【典例【典例9】（多选）】（多选）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

19、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，一定不受电场力的作用的过程中，一定不受电场力的作用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，电势的过程中，电场力做负功，电势能增加能增加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，电势的过程中，电场力做负功，电势能增加能增加CDEx=0EExEx=0【典例9】（多选）假设空间某一静电场的电势 随x变化【典例【典例10】(多选多选)有一电场强度方向沿有一电场强度方向沿x轴方向的轴方向的电场，其电势电场，其电势随随x的分布如图所示一质量为的分布如图所示一质量为m、带电荷、带电荷量为量为q的粒

20、子的粒子(重力不计重力不计)以初速度以初速度v0从从x0处的处的O点进入点进入电场并沿电场并沿x轴正方向运动，则下列关于该粒子运动的说法轴正方向运动，则下列关于该粒子运动的说法中正确的是中正确的是()A粒子从粒子从x0处运动到处运动到xx1处处的过程中动能逐渐减小的过程中动能逐渐减小B粒子从粒子从xx1处运动到处运动到xx3处处的过程中电势能逐渐减小的过程中电势能逐渐减小C欲使粒子能够到达欲使粒子能够到达xx4处，则粒子从处，则粒子从x0处出发时处出发时的最小速度应为的最小速度应为D若若v0，则粒子在运动过程中的最小速度为，则粒子在运动过程中的最小速度为ABD【典例10】(多选)有一电场强度方

21、向沿x轴方向的电场，其电场中的图象问题ppt课件【典例【典例1111】如图，在如图，在x轴上的轴上的O、M两点固定着两个电荷两点固定着两个电荷量分别为量分别为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的的变化关系如图所示，其中变化关系如图所示，其中A、B两点的电势均为两点的电势均为0，BD段段中的中的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【典例11】如图，在x轴上的O、M两点固定着两个电荷量分别为【典例【典例1212】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轴电势分布情况的图线，正确的是（轴电势分布情况的图线，正确的是（）BEx=0【典例12】如图a所示，在x轴上的两点分别放有Q和4Q两