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1、专题专题电场中电场中“三类三类”图图像像的剖析及应用的剖析及应用物理组物理组 卢桦静卢桦静高三（高三（1）班）班考察方向考察方向1 1、在考查电场中的相关知识点时，往往给、在考查电场中的相关知识点时，往往给出与电场分布有关的出与电场分布有关的图像图像，如：，如：E E x x图像图像、 x x图像图像，或与粒子运动规律有关的，或与粒子运动规律有关的图像图像，如：如：v v t t图像图像，掌握各个，掌握各个图像图像的特点，理的特点，理解其坐标轴、斜率、面积对应的物理意义，解其坐标轴、斜率、面积对应的物理意义，就能顺利解决有关问题，就能顺利解决有关问题，2 2、此类问题一般以选择题的形式出现，要
2、、此类问题一般以选择题的形式出现，要求有较强的综合能力，试题难度中等求有较强的综合能力，试题难度中等一一、电场中粒子运动的、电场中粒子运动的v v t t图像图像1 1、 v v t t图像图像中中斜率：表示加速度斜率：表示加速度面积：表示位移面积：表示位移2 2、当带电粒子只在电场力作用下运动时，、当带电粒子只在电场力作用下运动时，由加速度确定电场力；由加速度确定电场力；电场力确定电场强度；电场力确定电场强度；判断电势高低、电势能的变化情况等判断电势高低、电势能的变化情况等例题例题1 1、(2013(2013甘肃一诊甘肃一诊) )如图甲如图甲M M、N N是一条电是一条电场线上的两点，在场线
3、上的两点，在M M点由静止释放一个正的点电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荷，点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从M M点运动到点运动到N N点，粒子的速度随时间变化的规律如点，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图乙所示以下判断正确的是( (多选）多选）A A该电场可能是匀强电场该电场可能是匀强电场B BM M点的电势高于点的电势高于N N点的电势点的电势C CM M点到点到N N点，点电荷的电势点，点电荷的电势能逐渐减小能逐渐减小D D点电荷在点电荷在M M点所受电场力大点所受电场力大于在于在N N点所受电场力点所受电场力答案：答案：BCBC
4、变式训练变式训练1 1(2013(2013安徽联考安徽联考) )两个等量同种点电荷固定两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有于光滑水平面上，其连线中垂线上有A A、B B、C C三点，如三点，如图甲所示一个电荷量为图甲所示一个电荷量为2 C2 C，质量为，质量为1 kg1 kg的小物块从的小物块从C C点静止释放，其运动的点静止释放，其运动的v v t t图像图像如图乙所示，其中如图乙所示，其中B B点点处为整条图线切线斜率最大的位置处为整条图线切线斜率最大的位置( (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( (单选单选) )A.A.B B点
5、为中垂线上电场强点为中垂线上电场强度最大的点，场强度最大的点，场强E E2 V/m2 V/mB.B.由由C C到到A A的过程中物块的电的过程中物块的电势能先减小后变大势能先减小后变大C.C.由由C C到到A A的过程中，电势逐的过程中，电势逐渐升高渐升高D.D.A A、B B两点电势差两点电势差U UABAB5 V5 V答案：答案：D D二、电场中的二、电场中的E E x x图像图像1 1、在给定了电场的、在给定了电场的E E x x图像图像后，可以由图线确后，可以由图线确定场强的定场强的大小和方向，从而找到电势的高低。大小和方向，从而找到电势的高低。2 2、E E x x图线与图线与x x
6、轴所围图形轴所围图形“面积面积”表示电势表示电势差在与粒子运动相结合的题目中，可进一差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、电势能变化步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况等情况3 3、还可以由、还可以由E E x x图像图像假设某一种符合假设某一种符合E E x x图线图线的电场，利用这种已知电场的电场线分布、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例题例题2 2、(2013(2013江西省八校联合考试江西省八校联合考试) )空间有一沿空间有一沿x x轴对轴对称分布的电场，其电场强度称分布的电场，
7、其电场强度E E随随x x变化的变化的图像图像如图所示，如图所示，带电粒子在此空间只受电场力作用下列说法中正确带电粒子在此空间只受电场力作用下列说法中正确的是的是( (单选）单选）A A在在x x1 1处释放一带负电的粒子，它能运动到处释放一带负电的粒子，它能运动到x x1 1处处B B带负电的粒子以一定的速度由带负电的粒子以一定的速度由x x1 1处沿处沿x x轴正方向运轴正方向运动到动到x x1 1处，它在处，它在x x1 1处的速度小于在处的速度小于在x x1 1处的速度处的速度C C带正电的粒子以一定的速度由带正电的粒子以一定的速度由x x1 1处沿处沿x x轴正方向运轴正方向运动的过
8、程中，它的动能先增大后减小动的过程中，它的动能先增大后减小D D带正电的粒子在带正电的粒子在x x2 2处的处的电势能比电势能比x x1 1处的电势能大、处的电势能大、与与x x3 3处的电势能相等处的电势能相等答案：答案：A A 变式训练变式训练2 2、空间存在一沿、空间存在一沿x x轴方向的静电场，电轴方向的静电场，电场强度场强度E E随随x x变化的关系如图所示，图线关于坐变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对称，标原点对称，A A、B B是是x x轴上关于原点对称的两点。轴上关于原点对称的两点。下列说法中正确的是（多选）下列说法中正确的是（多选）A A电子在电子在A A、B B两点的电
9、势能相等两点的电势能相等B B电子在电子在A A、B B两点的加速度方向相反两点的加速度方向相反C C电子从电子从A A点由静止释放点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线后的运动轨迹可能是曲线D D取无穷远处电势为零，取无穷远处电势为零，则则O O点处电势亦为零点处电势亦为零答案：答案：A B三、电场中的三、电场中的 x x图像图像 在电场的在电场的 x x图像图像中，中，1 1、在、在x x图像图像中可以直接判断各点电势的大中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向方向2 2、电场强度的大小等于、电场强度的大小等于x x图线的斜率大
10、小，图线的斜率大小，电场强度为零处，电场强度为零处，x x图线存在极值，其图线存在极值，其切线的斜率为零切线的斜率为零3 3、在、在x x图像图像中分析电荷移动时电势能的变中分析电荷移动时电势能的变化，可用化，可用W WABABqUqUABAB，进而分析，进而分析W WABAB的正负，然的正负，然后作出判断后作出判断 例题例题3 3、(2013(2013江西省部分重点中学高三联考江西省部分重点中学高三联考) )空间空间某一静电场的电势某一静电场的电势在在x x轴上分布如图所示，轴上分布如图所示，x x轴上轴上B B、C C两点的电场强度在两点的电场强度在x x方向上的分量分别是方向上的分量分别
11、是E EBxBx、E ECxCx. .下列说法中正确的有（多选）下列说法中正确的有（多选）A AE EBxBx的方向沿的方向沿x x轴正方向轴正方向B BE EBxBx的大小大于的大小大于E ECxCx的大小的大小C C电荷在电荷在O O点受到的电场力点受到的电场力 在在x x方向上的分量最大方向上的分量最大D D负电荷沿负电荷沿x x轴从轴从B B移到移到C C的的过程中，电场力先做正功，后做负功过程中，电场力先做正功，后做负功答案：答案：B B D D变式训练变式训练3 3、两电荷量分别为两电荷量分别为q q1 1和和q q2 2的点电荷放的点电荷放在在x x轴上的轴上的O O、M M两点
12、，两电荷连线上各点电势两点，两电荷连线上各点电势随随x x变化的关系如图变化的关系如图5 5所示，其中所示，其中A A、N N两点两点的电势为零，的电势为零，NDND段中段中C C点电势最高，则点电势最高，则 ( (多多选选) )A AC C点的电场强度大小为零点的电场强度大小为零B BA A点的电场强度大小为零点的电场强度大小为零C CNCNC间场强方向沿间场强方向沿x x轴正方向轴正方向D D将一负点电荷从将一负点电荷从N N点移到点移到D D点，电场力先做正点，电场力先做正功后做负功功后做负功答案：答案：A DA D课堂小结与作业课堂小结与作业小结：静电场中的小结：静电场中的图像图像最基
13、本的是这三种最基本的是这三种图图像像。解决这种类型题的关键是要读懂。解决这种类型题的关键是要读懂图像图像的意义，特别是明确斜率、面积等的意义，的意义，特别是明确斜率、面积等的意义，结合电场具有的力和能的性质、特殊场强结合电场具有的力和能的性质、特殊场强和电势的分布规律、做功和能量转化的规和电势的分布规律、做功和能量转化的规律解题。律解题。作业：作业：（1）课时作业（二十二）课时作业（二十二） （2）总结总结并作出并作出等量等量同种电荷、同种电荷、等量等量异种电荷异种电荷的的E E x x、 x x图像，图像，掌握掌握其其分布分布规律规律课堂练习课堂练习1 1、空间有一沿、空间有一沿x x轴对称
14、分布的电场，其电轴对称分布的电场，其电场强度场强度E E随随x x变化的图象如图变化的图象如图4 4所示下列说法中所示下列说法中正确的是正确的是( (单选单选) )A AO O点的电势最低点的电势最低B Bx x2 2点的电势最高点的电势最高C Cx x1 1和和x x1 1两点的电势相等两点的电势相等D Dx x1 1和和x x3 3两点的电势相等两点的电势相等答案：答案：C C课堂练习课堂练习2 2、如图甲所示，一条电场线与、如图甲所示，一条电场线与OxOx轴轴重合，取重合，取O O点电势为零，点电势为零，OxOx方向上各点的电方向上各点的电势势随随x x变化的情况如图乙所示若在变化的情况如图乙所示若在O O点点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则用，则( (多选多选) ) A A电子将沿电子将沿OxOx方向运动方向运动 B B电子的电势能将增大电子的电势能将增大C C电子运动的加速度恒定电子运动的加速度恒定D D电子运动的加速度先减小后增大电子运动的加速度先减小后增大答案答案ADAD
