《2019高考物理一轮复习专题40电场中的图像问题学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理一轮复习专题40电场中的图像问题学案（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、突破40 电场中的图像问题在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关的图象，如：E x图象、 x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v t图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题，此类问题一般以选择题的形式出现。一、电场中粒子运动的v t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【典例1】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
2、、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【跟踪短训】1. 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v t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2AB点为中垂线上电场强
3、度最大的点，场强E2 V/mB由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C由C到A的过程中，电势逐渐升高DA、B两点电势差UAB5 V【答案】D【解析】由图乙知，小物块在B点时加速度最大，故B点场强最大，加速度大小为2 m/s2，据qEma得E1 V/m，选项A错误；由C到A的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，故电势逐渐降低，选项B、C错误；根据动能定理有qUABmvmv，解得：UAB5 V，选项D正确2如图(a)所示，AB是某电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点处自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图(b)所示，则A、B两点的电势高低和场强大小关系是()AAB，
4、EAEBBAB，EAEBCAEBDAB，EAEB【答案】C法三：根据电势能判定电荷在运动中只有电场力做功，其动能与电势能之和保持不变，由A到B其动能增加，故其电势能减少，而电荷带负电，负电荷在电势高处电势能小，故A 0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。【跟踪短训】
5、1. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图4所示下列说法中正确的是()AO点的电势最低Bx2点的电势最高Cx1和x1两点的电势相等Dx1和x3两点的电势相等【答案】C2. 两带电荷量分别为q1(q10)和q2的点电荷放在x轴上，相距为l，两电荷连线上电场强度E与x的关系如图所示，则下列说法正确的是()Aq20且q1q2Bq20且q1q2Dq20且q1|q2|【答案】A【解析】由题图知，当x时，E0，则q1和q2必为同种电荷，且电荷量相等，故选项A正确3(多选)空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对称，A、B是x轴上关于原点对称
6、的两点下列说法正确的是()A取无穷远处电势为零，则O点处电势为零B电子在A、B两点的电势能相等C电子在A、B两点的加速度方向相反D电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线【答案】BC四、Ep 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】两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)的过程中，试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图所示，则下列判断正确的是()AM点电势为零，N点场强为零BM点场强为零，N点电势为零CQ1带
7、负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小DQ1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较小【答案】AC【解析】由Ep x图象可知，由无穷远到N的过程中，电势能减小，电场力做正功，试探电荷为正，N点右侧场强方向向左，同理MN间场强方向向右，所以EN0，而EpMMq0，所以M0，故A正确，B错误根据场强分布可知Q1带负电，Q2带正电，且|Q2|Q1|，故C正确，D错误【跟踪短训】1. 图中甲是匀强电场，乙是孤立的正点电荷形成的电场，丙是等量异种点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线上，且a位于连线的中点)，丁是等量正点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线的中垂线，且a位于连线的中点)有一个正检验电荷仅在电场
8、力作用下分别从电场中的a点由静止释放，动能Ek随位移x变化的关系图象如图中的图线所示，其中图线是直线下列说法正确的是()A甲对应的图线是B乙对应的图线是C丙对应的图线是D丁对应的图线是【答案】AC2. 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的关系如图所示。下列图像中合理的是()【答案】D【解析】由于粒子只受静电力作用，因此由F电可知，Epx图像的斜率大小即为粒子所受静电力大小，从题图可知，图像的斜率随位移的增大而越来越小，因此粒子运动后所受的静电力随位移的增大而越来越小，因此电场强度越来越小，A项错误；由于只受静电力作用，因此动能与电势能的和是定值，但由B项和题图可以看出，不同位置的电势能与动能的和不是定值，B项错误；粒子受到的静电力随位移的增大而越来越小，因此加速度随位移的增大而越来越小，D项正确；若粒子的速度随位移的增大而均匀增大，则粒子的动能Ekx2，结合题图和B项分析可知，C项错误。【课后作业】1(多选)如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为0的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为A、B，则()AEAEBBEAEBCABDAB【答案】
