高二物理人教版选修31静电场中的图像问题教案

高二物理人教版选修31静电场中的图像问题教案
重/难点
重点：理清描画电场的图像有哪几种状况。

难点：如何求解静电场中的图像效果。

重/难点剖析
重点剖析：在高中物理静电场中，我们都曾经注重带电粒子在电场中的运动，我们还应注重描画电场实质的图像。

描画电场的图像有以下两种状况，一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描画电场的散布，另一种是描画电场的实质的物理量随距离或其他量的变化关系图像，如场强随坐标轴变化的函数图像，电势随坐标轴变化的函数图像，电势能随坐标轴变化的图像。

难点剖析：解答该类型题关键是要读懂图像的意义，即坐标轴，坐标原点，斜率，交点坐标，变化趋向等的物理意义，同时结合题意，读懂条件，以及提出的效果，依据电场强度的定义式和电势的基本公式处置效果。

同时一定要依据图像描画的内容找出对应我们学习过的静电场的模型，场源能够是点电荷，也能够是电偶极子，还能够是带电平板等。

打破战略
一、在坐标系中用电场线或许等势线来描画电场
知识预备：
1、等势线和电场线相互垂直；
2、等势线密的局部电场强度大；
3、电势沿着电场线电势越来越低。

例1. 其中某局部静电场的散布如下图。

虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线，等势线外形相关于ox轴、oy轴对称。

等势线的电势沿x轴正向添加。

且相邻两等势线的电势差相等。

一个电子经过P点〔其横坐标为-x0〕时，速度与ox轴平行。

适当控制实验条件，使该电子经过电场区域时仅在ox轴上方运动。

在经过电场区域进程中，该电子沿y方向的分速度v y随位置坐标x变化的表示图是〔〕
标题剖析：依据等势线与电场线垂直和电势变化的状况从而画出经过p点的电场线〔画时先在经过的等势线上的点作一小段垂线，再用平滑的曲线衔接起来〕，然后依据受力状况求出物体在y轴方向的减速度和水平方向的减速度，得
出物体在水平方向的速度和竖直方向速度变化状况。

这其实是运动的分解与分解的效果。

解：由于等势线的电势沿x轴正向添加，等势线与电场线垂直，故可做出经过P点的电场线如下图，电子所受的电场力与场强方向相反，故电子遭到一个斜向右下方的电场力，这个力可以分解为沿x轴正方向的力和沿y轴负方向的力，所以粒子从-x0末尾沿x轴正方向做初速度为v的减速度运动；沿y轴的负方向做初速度等于0的减速运动，所以沿y轴方向的速度方向向下，为负值，故A、C 错误。

电子经过y轴后遭到的电场力斜向右上方，故沿y轴负方向减速运动；
又由于在x轴方向一直减速，故在水平方向经过相反的位移时间变短，依据Δv y=a yΔt，故经过相反的水平位移，竖直方向速度变化量减小，抵达x0时, v y还没有减小到0。

故D正确。

二、描画电场的实质的物理量随距离或其他量的变化关系图像，场源能够是点电荷，解答该类型题除了要读懂图像的意义，还要结合我们学习过静电场模型，找出图像与模型的联络，使困难的的图像效果豁然开朗。

例2. 空间有一沿x轴对称散布的电场，其电场强度E随x变化的图象如下图。

以下说法正确的选项是〔〕
A．O点的电势最低
B．x2点的电势最高
C．x1和- x1两点的电势相等
D．x1和x3两点的电势相等
剖析：解答此题需掌握：电场线的切线方向表示空间该点的场强方向；
沿着电场线电势越来越低；
解答１：A、B、从图象可以看出，电场强度的大小和方向都沿x轴对称散布，沿着电场强度的方向，电势一定降低，故依据其电场强度E随x变化的图象容易判别，O点的电势最高，故A错误，B也错误；C、由于x1和x2两点关于y 轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到x1和从O点到x2电势下降相等，故x1和-x1两点的电势相等，因此C正确；D、由于沿着电场强度的方向，电势一定降低，故从O点到x1和从O点到x3电势都是不时下降，故x1和x3两点的电势不相等，故D错误；应选C。

点评：此题关键抓住沿着电场强度的方向，电势一定降低；然后结合图象失掉电场强度的散布状况，再剖析电势变化状况即可。

解答２：联络等量正电荷的连线的中垂线的中点两边的电场散布，答案立刻就出来了，选择C。

例3. 两带电量区分为q和-q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场弱小小E与x关系的是图〔〕
剖析：考察电场的叠加。

结合等量异种电荷的电场线散布状况剖析，电场线的疏密水平反映场强的大小，电场线的切线方向反映电场强度的方向。

解答：由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小。

应选A。

点评：此题关键是结合等量异种电荷的电场线散布状况剖析，也可以结合点电荷的电场强度公式列式求解。

总之，只需我们结合题意，读懂图像的意义，依据图像描画的内容找出对应我们学习过的静电场的模型，再依据电场强度的定义式和电势的基本公式或功用关系来处置这类效果就比拟容易。

打破反思
本节课内容比拟复杂，触及的知识点冗杂，对新先生的认知才干和了解才干是一个严重的应战，所以本次课以教员墨守成规，层层推进的解说为主。

在解说的进程中要随时留意先生的反响状况，依据先生的反响状况适时地调整自己的讲课战略。

在先生了解基本做题思绪后，布置作业加深了解。