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1、专题三电场中专题三电场中“三类三类”图象的剖析及应图象的剖析及应用用宋欢欢登封市外国语高级中学2018.08.17在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关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：的图象，如：Ex图象、图象、x图象，或与粒子运动规律有关图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：的图象，如：vt图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、截距、“面积面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题，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，难度中等此类问题一般以选择题的形式出现，难度中等一、电场中粒
2、子运动的一、电场中粒子运动的vt图象图象当当带电粒粒子子只只在在电场力力作作用用下下运运动时，如如果果给出出了了粒粒子子运运动的的速速度度图象象，则从从速速度度图象象上上能能确确定定粒粒子子运运动的的加加速速度度方方向向，加加速速度度大大小小变化化情情况况，进而而可可将将粒粒子子运运动中中经历的的各各点点的的场强强方方向向、场强强大大小小、电势高高低低及及电势能能的的变化等情况判定出来化等情况判定出来【典例典例1】(2013甘肃一诊，甘肃一诊，18)如如图1甲甲M、N是一条是一条电场线上上的两点，在的两点，在M点由静止点由静止释放一个正的点放一个正的点电荷，点荷，点电荷荷仅在在电场力的作用下沿
3、着力的作用下沿着电场线从从M点运点运动到到N点，粒子的速点，粒子的速度随度随时间变化的化的规律如律如图1乙所示以下判断正确的是乙所示以下判断正确的是()图图1A该电场可能是匀可能是匀强强电场BM点的点的电势高于高于N点的点的电势CM点点到到N点点，点点电荷荷的的电势能能逐逐渐增增加加D点点电荷荷在在M点点所所受受电场力力大大于于在在N点点所受所受电场力力答案B即学即练即学即练1(2013安徽名校联考，安徽名校联考，18)两两个等量同种点个等量同种点电荷固定于荷固定于光滑水平面上，其光滑水平面上，其连线中垂中垂线上有上有A、B、C三点，如三点，如图2甲所甲所示一个示一个电荷量荷量为2C，质量量为
4、1kg的小物的小物块从从C点静止点静止释放，放，其运其运动的的vt图象如象如图乙所示，其中乙所示，其中B点点处为整条整条图线切切线斜斜率最大的位置率最大的位置(图中中标出了出了该切切线)则下列下列说法正确的是法正确的是()图图2AB点点为中中垂垂线上上电场强强度度最最大大的的点点，场强强E2V/mB由由C到到A的的过程程中中物物块的的电势能能先先减减小后小后变大大C由由C到到A的的过程中，程中，电势逐逐渐升高升高DA、B两点两点电势差差UAB5V答案答案D二、电场中的二、电场中的Ex图象图象在在给定定了了电场的的Ex图象象后后，可可以以由由图线确确定定场强强的的变化化情情况况，电势的的变化化情
5、情况况，Ex图线与与x轴所所围图形形“面面积”表表示示电势差差在在与与粒粒子子运运动相相结合合的的题目目中中，可可进一一步确定粒子的步确定粒子的电性、性、动能能变化、化、电势能能变化等情况化等情况在在这类题目目中中，还可可以以由由Ex图象象假假设某某一一种种符符合合Ex图线的的电场，利利用用这种种已已知知电场的的电场线分分布布、等等势面面分布或分布或场源源电荷来荷来处理相关理相关问题几种常见的几种常见的E-x图像图像ExEx【典例典例2】(2013上海卷，上海卷，32)半半径径为R，均匀，均匀带正正电荷的球体在荷的球体在空空间产生球生球对称的称的电场；场强强大小沿半径分布如大小沿半径分布如图3
6、所示，所示，图中中E0已知，已知，Er曲曲线下下OR部分的面部分的面积等于等于R2R部分部分的面的面积即学即练即学即练2空空间有一沿有一沿x轴对称分布的称分布的电场，其，其电场强强度度E随随x变化的化的图象象如如图4所示下列所示下列说法中正确的是法中正确的是()AO点的点的电势最低最低Bx2点的点的电势最高最高Cx1和和x1两点的两点的电势相等相等Dx1和和x3两点的两点的电势相等相等图图4答案C即学即练即学即练2 2、（、（2009上海物理）两带电荷量分别为上海物理）两带电荷量分别为q和和q的点电荷放在的点电荷放在x轴上，相距为轴上，相距为L，能正确反映，能正确反映两电荷连线上场强大小两电荷
7、连线上场强大小E与与x关系的图象是关系的图象是()ABCDA3、（、（2012年陕西）空间存在一沿年陕西）空间存在一沿x轴方向的静电轴方向的静电场，电场强度场，电场强度E随随x变化的关系如图所示，图线关变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对称，于坐标原点对称，A、B是是x轴上关于原点对称的轴上关于原点对称的两点。下列说法中正确的是（两点。下列说法中正确的是（）A电子在电子在A、B两点的两点的电势能相等电势能相等B电子在电子在A、B两点的两点的加速度方向相反加速度方向相反C电子从电子从A点由静止释点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线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
8、，则O点处电势亦为零点处电势亦为零AB三、电场中的三、电场中的x图象图象在在电场的的 x图象象中中，除除了了可可以以直直接接从从图中中了了解解各各点点电势大大小小及及变化化情情况况，还可可以以从从图线的的斜斜率率上上了了解解各各点点场强强的的大大小小及及方方向向当当 x图象象与与粒粒子子运运动相相结合合时，可可以以涉涉及及的的方方面面有有粒粒子子电性性、电势能能、电场力力做做功功、动能能、速速度度、加加速速度度等等也也可可以以由由 x图线的的特特征征先先假假设是是某某一具有相同一具有相同 x变化化规律的律的电场，进而解决而解决问题【典典例例3】两两电荷荷量量分分别为q1和和q2的的点点电荷荷放
9、放在在x轴上上的的O、M两两点点，两两电荷荷连线上上各各点点电势随随x变化化的的关关系系如如图5所所示示，其其中中A、N两两 点点 的的 电 势 为 零零 ， ND段段 中中 C点点 电 势 最最 高高 ， 则 ()AC点的点的电场强强度大小度大小为零零BA点的点的电场强强度大小度大小为零零CNC间场强强方向沿方向沿x轴正方向正方向D将将一一负点点电荷荷从从N点点移移到到D点点，电场力先做力先做负功后做正功功后做正功答案A4 4如如图图甲甲所所示示，一一条条电电场场线线与与OxOx轴轴重重合合，取取O O点点电电势势为为零零，OxOx方方向向上上各各点点的的电电势势随随x x变变化化的的情情况况如如图图乙乙所所示示，若若在在O O点点由由静静止止释释放放一一电电子子，电电子子仅仅受受电电场场力力的的作作用，用，则则( ( ) )A A电电子将沿子将沿OxOx方方向向运运动动 B B电电子的子的电势电势能能将将增大增大C C电电子运子运动动的加速度恒定的加速度恒定 D D电电子运子运动动的加速度先减小后增大的加速度先减小后增大
