《高考物理一轮复习 第6章 静电场 能力课时8 电场中的“三大”问题的突破方法课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 第6章 静电场 能力课时8 电场中的“三大”问题的突破方法课件（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、能力课时8 电场中的“三大”问题的突破方法 突破一 电场中“三类”典型图图象问题问题 近几年，高考中以电场电场 中的图图象切入命题题的试题试题 逐渐渐增多， 如：E x图图象、 x图图象，或与粒子运动规动规 律有关的图图象， 如：v t图图象，掌握各个图图象的特点，理解其斜率、截距、“ 面积积”对应对应 的物理意义义，就能顺顺利解决有关问题问题 ，此类问题类问题 一般以选择题选择题 的形式出现现，难难度中等。 类型一 电场中粒子运动的vt图象 根据vt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
2、变化。 【例1】 (多选选)(2014海南单单科，9)如图图1甲，直线线MN表示某电电 场场中一条电场线电场线 ，a、b是线线上的两点，将一带负电带负电 荷的粒子从 a点处处由静止释释放，粒子从a运动动到b过过程中的vt图线图线 如图图乙 所示，设设a、b两点的电势电势 分别为别为 a、b，场场强大小分别为别为 Ea、 Eb，粒子在a、b两点的电势电势 能分别为别为 Wa、Wb，不计计重力，则则 有( ) 图1 A.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
3、b，电场线方向由b指向a，b点电势高 于a点电势，故选项B、D正确。 答案 BD 【变式训练】 1.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、 B、C三点，如图2甲所示，一个电荷量为2 C，质量为1 kg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( ) 图2 A.B点为为中垂线线上电场电场 强度最大的点，场场强E2 V/m B.由C到A的过过程中物块块的电势电势 能先减小后变变大 C.由C点到A点的过过程中，电势电势 逐渐渐升高 D.AB两点电势电势 差UAB5 V 答案 D 类型二 电
4、场中的Ex图象 1.几种常见见的Ex图图象 (1)点电电荷的Ex图图象 正点电电荷及负负点电电荷的电场电场 强度E随坐标标x变变化关系的图图象大 致如图图3和图图4所示。 图3 图4 (2)两个等量异种点电电荷的Ex图图象 两电电荷连线连线 上的Ex图图象如图图5所示。 两电电荷连线连线 的中垂线线上的Ey图图象如图图6所示。 图5 图6 (3)两个等量同种点电电荷的Ex图图象 两电电荷连线连线 上的Ex图图象如图图7所示。 两电电荷连线连线 的中垂线线上的Ey图图象如图图8所示。 图7 图8 2.Ex图象特点 (1)反映了电场电场 强度随位移变变化的规规律。 (2)E0表示场场强沿x轴轴正方
5、向；E0表示场场强沿x轴负轴负 方 向。 (3)图线图线 与x轴围轴围 成的“面积积”表示电势电势 差，“面积积”大小 表示电势电势 差大小，两点的电势电势 高低根据电场电场 方向判定。 【例2】 在x轴轴上关于原点对对称的a、b两点处处固定两个电电荷量相 等的点电电荷，如图图9所示的Ex图图象描绘绘了x轴轴上部分区域的 电场电场 强度(以x轴轴正方向为电场为电场 强度的正方向)。对对于该电场该电场 中x 轴轴上关于原点对对称的c、d两点，下列结论结论 正确的是( ) 图9 A.两点场场强相同，c点电势电势 更高 B.两点场场强相同，d点电势电势 更高 C.两点场场强不同，两点电势电势 相等，
6、均比O点电势电势 高 D.两点场场强不同，两点电势电势 相等，均比O点电势电势 低 解析 题图中a点左侧、b点右侧的电场都沿x轴负方向，则 a点处为正电荷，b点处为负电荷，又两点电荷的电荷量相 等，则c、d两点的场强相同，c点电势更高，A正确，B、C 、D错误。 答案 A 【变式训练】 2.(多选)(2014上海单单科，19)静电场电场 在x轴轴上的场场强E随x的变变化 关系如图图10所示，x轴轴正方向为场为场 强正方向，带带正电电的点电电荷 沿x轴轴运动动，则则点电电荷( ) 图10 A.在x2和x4处电势处电势 能相等 B.由x1运动动到x3的过过程中电势电势 能增大 C.由x1运动动到x
7、4的过过程中电场电场 力先增大后减小 D.由x1运动动到x4的过过程中电场电场 力先减小后增大 解析 由图象可知，将正电荷沿x轴正向移动，从x2移动到x4的 过程电场力做功不为零，两点处的电势能不相等，选项A错误 ；从x1移动到x3的过程电场力沿x轴负方向，电场力做负功，电 势能增大，选项B正确；由x1运动到x4的过程中，场强先增大后 减小，因此电场力先增大后减小，C项正确，D项错误。 答案 BC 类型三 电场中的x图象 1.几种常见见的x图图象 (1)点电电荷的x图图象(取无限远处电势为远处电势为 零) 正点电电荷的x图图象如图图11所示； 负负点电电荷的x图图象如图图12所示。 图11 图
8、12 (2)两个等量异种电电荷连线连线 上的x图图象，如图图13所示。 图13 (3)两个等量同种电电荷的x图图象 两正电电荷连线连线 上的x图图象如图图14所示。 两正电电荷连线连线 的中垂线线上的y图图象如图图15所示。 图14 图15 2.x图象特点及应用 (1)电场电场 强度的大小等于x图线图线 的斜率大小，电场电场 强度为为零 处处，x图线图线 存在极值值，其切线线的斜率为为零。 (2)在x图图象中可以直接判断各点电势电势 的大小，并可根据电电 势势大小关系确定电场电场 强度的方向。 (3)在x图图象中分析电电荷移动时电势动时电势 能的变变化，可用WAB qUAB，进进而分析WAB的
9、正负负，然后作出判断。 【例3】 (多选选)空间间某一静电场电场 的电势电势 在x轴轴上分布如图图16所 示，x轴轴上两点B、C的电场电场 强度在x方向上的分量分别别是EBx、 ECx。下列说说法正确的有( ) 图16 A.EBx的大小大于ECx的大小 B.EBx的方向沿x轴轴正方向 C.电电荷在O点受到的电场电场 力在x轴轴方向上的分量最大 D.负电负电 荷沿x轴轴从B移到C的过过程中，电场电场 力先做正功，后做 负负功 解析 在x图象中，图线斜率表示场强大小。结合题中图象 特点可知EBxECx，EOx0，故A项正确，C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
10、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 【变式训练】 3.如图17甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox 方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静 止释放一电子，电子在仅受电场力的作用下开始运动，则以下 说法正确的是( ) 图17 A.电电子将沿x负负方向运动动 B.电电子的电势电势 能将变变大 C.电电子运动动的加速度先增大后减小 D.电电子运动动的加速度一直增大 解析 顺着x轴正方向电势逐渐升高，故电场线跟x轴反向，则由 静止释放的电子所
11、受电场力沿x轴正方向，且沿x轴正方向加速运 动，选项A错误；电场力做正功，电子的电势能一直减小，选项B 错误；x关系图线的切线斜率反映沿x方向各点的电场强度大小 ，故电场强度和电子所受电场力先增大后减小，电子运动的加速 度先增大后减小，选项C正确，D错误。 答案 C 突破二 带电粒子在交变电场中的运动 1.常见的交变电场 常见见的产产生交变电场变电场 的电压电压 波形有方形波、锯齿锯齿 波、正弦波 等。 2.常见见的试题类试题类 型 此类题类题 型一般有三种情况： (1)粒子做单单向直线线运动动(一般用牛顿顿运动动定律求解)。 (2)粒子做往返运动动(一般分段研究)。 (3)粒子做偏转转运动动
12、(一般根据交变电场变电场 特点分段研究)。 3.解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 (1)注重全面分析(分析受力特点和运动规动规 律)，抓住粒子的 运动动具有周期性和在空间间上具有对对称性的特征，求解粒子 运动过动过 程中的速度、位移、做功或确定与物理过过程相关的 边边界条件。 (2)分析时时从两条思路出发发：一是力和运动动的关系，根据牛 顿顿第二定律及运动动学规规律分析；二是功能关系。 (3)注意对对称性和周期性变变化关系的应应用。 【例4】 将如图图18所示的交变电压变电压 加在平行板电电容器A、B两板 上，开始B板电势电势 比A板电势电势 高，这时这时 有一个原来静止的电电子 正处处
13、在两板的中间间，它在电场电场 力作用下开始运动动，设设A、B两 极板间间的距离足够够大，下列说说法正确的是( ) 图18 A.电电子一直向着A板运动动 B.电电子一直向着B板运动动 C.电电子先向A板运动动，然后返回向B板运动动，之后在A、B两 板间间做周期性往复运动动 D.电电子先向B板运动动，然后返回向A板运动动，之后在A、B两 板间间做周期性往复运动动 答案 D 【拓展延伸】 在【例4】中将加在电电容器A、B两极板间间的交变电压变变电压变 成如图图 19所示，其他条件不变变，则则例4中四个选项选项 A、B、C、D哪个 说说法正确( ) 图19 解析 由题意可知电子的at图线和vt图线如图
14、甲、乙所示。 电子速度始终是一个方向，开始B板电势高，则电子是一直向B 板运动，所以选项B正确。 答案 B 反思总结 利用速度图象分析带电粒子的运动过程时，必须注意“五点” (1)带电带电 粒子进进入电场电场 的时时刻； (2)速度图图象的切线线斜率表示加速度； (3)图线图线 与坐标轴围标轴围 成的面积积表示位移，且在横轴轴上方所围围成 的面积为积为 正，在横轴轴下方所围围成的面积为负积为负 ； (4)注意对对称性和周期性变变化关系的应应用； (5)图线图线 与横轴轴有交点，表示此时时速度改变变方向，对对运动动很复 杂杂、不容易画出速度图图象的问题问题 ，还应还应 逐段分析求解。 【变式训练
15、】 4.一电荷量为q(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下 ，在t0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图20所 示，不计重力。求在t0到tT的时间间隔内： 图20 (1)粒子位移的大小和方向； (2)粒子沿初始电场电场 反方向运动动的时间时间 。 突破三 应用动力学知识和功能关系解决力、电综合问题 1.方法技巧 功能关系在电电学中应应用的题题目，一般过过程复杂杂且涉及多种性 质质不同的力。因此，通过审题过审题 ，抓住受力分析和运动过动过 程分 析是关键键，然后根据不同的运动过动过 程中各力做功的特点来选选 择择相应规应规 律求解。动动能定理和能量守恒定律在处处理电场电场 中能 量
16、问题时问题时 仍是首选选。 2.解题题流程 【例5】 在如图图21所示的竖竖直平面内，物体A和带带正电电的物体B 用跨过过定滑轮轮的绝缘轻绳连绝缘轻绳连 接，分别别静止于倾倾角37的光 滑斜面上的M点和粗糙绝缘绝缘 水平面上，轻绳轻绳 与对应对应 平面平行 。劲劲度系数k5 N/m的轻弹轻弹 簧一端固定在O点，一端用另一轻轻 绳绳穿过过固定的光滑小环环D与A相连连。弹弹簧处处于原长长，轻绳轻绳 恰好 拉直，DM垂直于斜面。水平面处处于场场强E5104 N/C、方向 水平向右的匀强电场电场 中。已知A、B的质质量分别为别为 mA0.1 kg 和mB0.2 kg，B所带电带电 荷量q4106C。设设两物体均视视 为质为质 点，不计计滑轮质轮质 量和摩擦，绳绳不可伸长长，弹弹簧始终终在弹弹 性限度内，B电电荷量不变变。取g10 m/s2，sin 370.6，
