物理小4 电场中的图象.ppt

小专题4电场中的图象专题突破 1电场中粒子运动的 vt 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.【典题 1】(多选，2016 年山东第一次大联考)如图 Z41 甲所示，两个点电荷 Q1、Q2 固定在 x 轴上，其中 Q1 位于原点 O，a、b 是它们连线延长线上的两点.现有一带正电的粒子 q 以一定的初速度沿 x 轴从 a 点开始经 b 点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过 a、b 两点时的速度分别为 va、vb，其速度随坐标 x 变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是()甲乙图 Z41A.b 点的电场强度一定为零B.Q2 带负电且电荷量小于 Q1C.a 点的电势比 b 点的电势高D.粒子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能小解析：由 vx 图象知，粒子从 a 点向远处运动先加速再减速，在 b 处速度最大，则 b 点左右两侧电场方向相反，b 点的场强一定为零，根据从 a 点开始经 b 点向远处运动先加速后减速知，Q1 带负电，Q2 带正电，Q2 的电荷量小于 Q1，A 项正确，B 项错误；a 点的动能比 b 点的动能小，a 点的电势能比 b 点的电势能大，且运动电荷为正电荷，所以 a 点的电势比 b 点的电势高，C 项正确，D 项错误.答案：AC【考点突破 1】(2017 年湖南衡阳高三第一次大联考)两个等量同种电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线中垂线上有 A、B、C 三点，如图 Z42 甲所示，一个电荷量为 2 C，质量为 1 kg的带正电的小物块从 C 点静止释放，其运动的 vt 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(甲乙图 Z42A.B 点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度 E0.2 N/CB.由 C 到 A 的过程中物块的电势能先减小后增大C.A、B 两点间的电势差 UAB5 VD.UCB UBA解析：据 vt 图象可知带电粒子在 B 点的加速度最大为最大为 1 N/C，故 A 错误.据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由 O 点沿中垂线指向外侧，故由 C 点到 A点的过程中电势逐渐减小，物块的电势能逐渐减小，故 B 错误.答案：D突破 2电场中的 Ex 图象1.分析(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)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.2.分类(1)点电荷的 Ex 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 Z43 和图 Z44 所示.图 Z43图 Z44图 Z45(2)两个等量异种点电荷的 Ex 图象：两电荷连线上的 Ex 图象如图 Z45.两电荷连线的中垂线上的 Ey 图象如图 Z46.图 Z46图 Z47图 Z48(3)两个等量同种点电荷的 Ex 图象：两电荷连线上的 Ex 图象如图 Z47.两电荷连线的中垂线上的 Ey 图象如图 Z48.【典题 2】(2016 年山东高三统考)x 轴上各点的电场强度如图 Z49 所示，场强方向与 x 轴平行，规定沿 x 轴正方向为正.一负点电荷从坐标原点 O 以一定的初速度沿 x 轴正方向运动，点电荷到达 x2 位置时速度第一次为零，在 x3 位置第二次速度为)零，不计粒子的重力.下列说法正确的是(图 Z49A.点电荷从 O 点运动到 x2，再运动到 x3 的过程中，速度先均匀减小再均匀增大，然后减小再增大B.点电荷从 O 点运动到 x2，再运动到 x3 的过程中，加速度先减小再增大，然后保持不变C.O 点与 x2 和 O 点与 x3 电势差 UOx2ECx，EOx0，故 A 项正确，C 项错误；根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知 EBx 沿 x 轴负方向，B 项错误；负电荷在正 x 轴上受电场力沿 x 轴负方向，在负 x 轴上受电场力沿 x 轴正方向，故可判断负电荷从 B 移到C 的过程中，电场力先做正功后做负功，D 项正确.答案：AD【考点突破 3】(多选，2017 年新课标卷)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离 r 的关系如图 Z417 所示.电场中四个点 a、b、c 和 d 的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec 和 Ed.点 a 到点电荷的距离 ra 与点 a 的电势a 已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推.现将一带正电的试探电荷由 a 点依次经 b、c 点移动到 d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为 Wab、Wbc 和 Wcd.下列选项正确的是()图 Z417A.EaEb41C.WabWbc31B.EcEd21D.WbcWcd13答案：AC突破 4 电场中的Epx、Ekx图象电场力做功量度电势能的变化，而电场力做功就是力对位移的积累，由EpEp0Fx，得EpEp0Fx，故Epx图象的斜率表示电场力，纵截距表示初势能；合力做功量度了动能的变化，如果带电粒子只受电场力的作用，则合力做的功就是电场力做的功，由EkEk0Fx，得EkEk0Fx，故Ekx图象的斜率表示电场力，纵截距表示初动能.然后根据两图象斜率的变化可判断出电场力的变化，进而判断出电场强度大小的变化.【典题 4】一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动.取该直线为 x 轴，起始点 O 为坐标原点，其电势能 Ep 与位移 x 的关系如图 Z418 所示，下列图象中合理的是()图 Z418A.电场强度与位移的关系C.粒子速度与位移的关系B.粒子动能与位移的关系D.粒子加速度与位移的关系答案：D【考点突破 4】(多选，2017 年江西南昌二模)M、N 是某电场中一条电场线上的两点，若在 M 点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由 M 点运动到 N 点，其电势能随位移变化的关系如图 Z419 所示，则下列说法正确的是()A.电子运动的轨迹为直线B.该电场是匀强电场图 Z419C.电子在 N 点的加速度小于在 M 点的加速度D.电子在 N 点的动能大于在 M 点的动能答案：ACD