2019高考物理一轮复习 微专题系列之热点专题突破 专题40 电场中的图像问题学案

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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：Ex图象、φx图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：vt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

2、，一个带电量为q、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vt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(　　)A．A、B两点间的电势差为B．由C点到A点电势逐渐降低C．B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2C，质量为1kg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

3、说法正确的是(　　)．图2A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝2V/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D．A、B两点电势差UAB＝－5V【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2m/s2，据qE＝ma得E＝1V/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qUAB＝mv－mv，解得：UAB＝－5V，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

4、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(　　)．A．φA>φB，EA>EBB．φA>φB，EAEBD．φA<φB，EA

5、势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差【答案】　AB二、电场中的φx图象在电场的φx图象中，除了可以直接从图中了解各点电势大小及变化情况，还可以从图线的斜率上了解各点场强的大小及方向．当φx图象与粒子运动相结合时，可以涉及的方面有粒子电性、电势能、电场力做功、动能、速度、加速度等．也可以由φx图线的特征先假设是某一具有相同φx变化规律的电场，进而解决问题．(1)电场强度的大小等于φx图线的斜率大小，电场强度为零处，φx图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在φx图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电

6、场强度的方向。(3)在φx图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。【典例2】两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则(　　)．A．C点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功【答案】　AD【跟踪短训】　1.a、b是x轴上两个点电荷，电荷量分别为q1和q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，a、p间距离大于p、b间距

7、离．从图中可以判断以下说法正确的是(　　)．A．a和b均为负电荷且q1一定大于q2B．电势最低的p点的电场强度为零C．将一负的检验电荷从b处移到p处，电荷电势能增加D．a、p间的电场方向都指向a点【答案】　BC【解析】　由于从a到b，电势φ先减小再增加，所以a、b应均为正电荷，所以选项A错误；由φx图象的斜率表示电场强度E，知B对；由εp＝qφ知，C对；a、p间的电场方向应都指向p点，D错误．2.真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，