资源描述：
《微专题4-电场中的图像问题-带电粒子在交变电场中的运动课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、微专题4 电场中的图像问题 带电粒子在交变电场中的运动考点一静电场中的图像问题考点二带电粒子在交变电场中的运动考点突破考点一 静电场中的图像问题图像物理含义v-t图像根据v-t图像的速度变化、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,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化E-x图像在给定了电场的E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、
2、动能变化、电势能变化等情况φ-x图像(1)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零(2)在φ-x图像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方向(3)在φ-x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Ep-x图像反映了电势能随位移变化的规律;图线的切线斜率大小等于电场力大小;进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况例1如图甲所示,Q1、Q2为两个固定的点电荷,a、b是
3、它们连线的延长线上的两点。现有一带正电的粒子只在电场力作用下以一定的初速度从a点开始经b点向远处运动,粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度-时间图像如图乙所示,下列说法正确的是( )A.粒子由a点到b点运动过程中加速度逐渐增大B.b点的电场强度一定为零C.Q1的电荷量一定小于Q2的电荷量D.粒子由a点到b点向远处运动的过程中,粒子的电势能先增大后减小答案B速度-时间图线上每一点的切线斜率表示瞬时加速度,从图像可见正电荷从a到b做加速度减小的加速运动,故A项错误;在b点时粒子运动的
4、加速度为零,则电场力为零,所以该点场强为零,故B项正确;正电荷从a到b做加速运动,所以a、b之间电场的方向向右;过b点后正电荷做减速运动,所以电场的方向向左,b点场强为零,可见两点电荷在b点对正电荷的电场力相等,根据F=k,b到Q1的距离大于b到Q2的距离,所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故C项错误;正电荷从a到b做加速运动,电场力做正功,电势能减小;过b点后正电荷做减速运动,电场力做负功,电势能增大,故D项错误。例2空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法中
5、正确的是(B)A.O点的电势最低B.x1和-x1两点的电势相等C.x2点的电势最高D.x1和x3两点的电势相等解析题图中从O点沿+x轴方向,场强为正值,位移为正值,所以图线与x轴包围的面积表示的电势差为正,即沿+x轴方向的电势逐渐降低,即O点电势依次大于x1点、x2点、x3点的电势,选项A、C、D错误。而图中沿-x轴方向,场强为负值、位移为负值,所以图线与x轴包围的面积表示的电势差也为正,即沿-x轴方向的电势也逐渐降低。因从-x1点移到x1点,E-x图线在O点两侧所包围的面积相等,表示这两点间的
6、电势差为零,所以-x1和x1两点电势相等,选项B正确。此电场实际上是等量同种正电荷,从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移动的电场模型。例3(多选)(2018南京、盐城一模)电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点,规定无穷远处电势为零,x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示。则(BD)A.Q1的电荷量小于Q2的电荷量B.G点处电场强度的方向沿x轴负方向C.将一带负电的试探电荷自G点静止释放,仅在电场力作用下一定能到达D点D.将一带负电的试探电荷从D点移到J点,电场力先做正功后做负
7、功解析φ-x图线斜率表示场强大小,由图可知在H点的场强为零,即Q1和Q2两电荷在H点的合场强为零,由公式E=可知,Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故A项错误;由图知B点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以在B点左边场强方向沿x轴正方向,在B点右边场强方向沿x轴负方向,故B项正确;因为在G点场强方向沿x轴向左,负电荷所受电场力向右,所以负电荷沿x轴向右运动,故C项错误;由图像可知从D点到J点电势先升高再降低,负电荷的电势能先减小后增大,电场力先做正功后做负功,故D项正确。例4(多选)(2018如
8、皋调研)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能EP随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是(ABD)A.x1处电场强度为零B.x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2>φ3C.粒子在x2~x3段速度v随x均匀减小D.x2~x3段是匀强电场解析根据电势能与电势的关系Ep=qφ,以及场强与电势的关系E=,得E=×,由数学知识可知Ep-x图像切线的斜率等于,x1处切线斜率为零,电场强度为零,故A项正确;由图可知,x
