高中物理静电场中的图象问题解析

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2022届高中物理新教材同步必修第三册 第10章 专题强化4 电场中的功能关系及图像问题

2022届高中物理新教材同步必修第三册 第10章 专题强化4 电场中的功能关系及图像问题

电场中的功能关系及图像问题

[学习目标] 1.会利用功能关系、能量守恒定律分析电场综合问题.2.理解E-x、φ-x、E p-x 图像的意义,并会分析有关问题.

一、电场中的功能关系

1.合外力做功等于物体动能的变化量,即W合=ΔE k,这里的W合指合外力做的功.

2.静电力做功等于带电体电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B=-ΔE p.

3.只有静电力做功时,带电体电势能与机械能的总量不变,即E p1+E机1=E p2+E机2.

质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动,重力加速度为g,在小球下落h的过程中()

A.小球的重力势能减少了2mgh

B.小球的动能增加了2mgh

C.静电力做负功2mgh

D.小球的电势能增加了3mgh

答案 D

解析带电小球受到向上的静电力和向下的重力,据牛顿第二定律F合=F电-mg=2mg,得F电=3mg,在下落过程中静电力做功W电=-3mgh,重力做功W G=mgh,总功W=W电+W G=-2mgh,根据做功与势能变化关系可判断:小球重力势能减少了mgh,电势能增加了3mgh,根据动能定理,小球的动能减少了2mgh,故选D.

如图1所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2gR.求:

高中物理 第一章 静电场 第4节 电势能和电势(含解析)

高中物理 第一章 静电场 第4节 电势能和电势(含解析)

第4节电势能和电势

1.静电力做功与路径无关,只与电荷

的初、末位置有关;静电力做的功等

于电势能的减少量。

2.电荷在某点的电势能,等于把它

从该点移到零势能位置时静电力所

做的功。

3.沿电场线方向,电势逐渐降低。

4.电场线跟等势面垂直,并且由电

势高的等势面指向电势低的等势面。

5.无论粒子电性如何,当粒子垂直

进入匀强电场后,电场力一定做正

功。

一、静电力做功的特点

在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。

二、电势能

1.概念

电荷在静电场中具有的势能。用E p表示。

2.静电力做功与电势能变化的关系

静电力做的功等于电势能的减少量,W AB=E p A-E p B。

错误!

3.电势能的大小 电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。

4.零势能位置 电场中规定的电势能为零的位置,通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。

三、电势

1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。

2.公式:φ=E p q

。 3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V =1 J/C 。

4.特点

(1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势的位置有关,一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。

(2)标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。

5.与电场线关系:沿电场线方向电势逐渐降低。

四、等势面

1.定义

电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面。

2.等势面与电场线的关系

(1)电场线跟等势面垂直。

(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。

高中物理-静电场

高中物理-静电场

七静电场

一、基本概念和规律

1.库仑定律

(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在两点电荷的连线上。

(2)公式:F=k Q1Q2

r2,式中的k=9×10

9 N·m2/C2,叫静电力常量。

(3)适用条件:点电荷且在真空中。

2.电场、电场强度

(1)电场:电场是电荷周围存在的一种物质,电场对放入其中的电荷有力的作用。静止电荷产生的电场称为静电场。

(2)电场强度

①定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量的比值。

②公式:E=F q。

(3)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。

(4)叠加性:如果有几个静止电荷在空间同时产生电场,那么空间某点的电场强度是各场源电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和。

3.点电荷电场强度的计算式

(1)设在场源点电荷Q形成的电场中,有一点P与Q相距r,则P点的电场

强度E=k Q

r2。

(2)适用条件:真空中的点电荷形成的电场。

4.电场线的用法

(1)利用电场线可以判断电场强度的大小

电场线的疏密程度表示电场强度的大小。同一电场中,电场线越密集处电场强度越大。

(2)利用电场线可以判定电场强度的方向

电场线的切线方向表示电场强度的方向。

(3)利用电场线可以判定场源电荷的电性及电荷量多少

电场线起始于带正电的电荷或无限远,终止于无限远或带负电的电荷。场源电荷所带电荷量越多,发出或终止的电场线条数越多。

(4)利用电场线可以判定电势的高低

沿电场线方向电势是逐渐降低的。

【高中物理】静电场中的图像问题(课件) 高中物理同步备课(人教版2019必修第三册)

【高中物理】静电场中的图像问题(课件) 高中物理同步备课(人教版2019必修第三册)
A. <m>0 ∼ x1</m>段电势逐渐升高 B. <m>0 ∼ x1</m>段微粒做加速度逐渐减小的加速运动 C. <m>x1 ∼ x2</m>段电场强度为零 D. <mx>2 ∼ x3</m>段的电势沿 <m>x</m>轴正方向均匀减小
&6解析 电势能 <m>Ep = φq</m>,由于粒子带正电, <0m> ∼ x1</m>段电势能变大,所以电势升 高,A正确;根据电场力做功与电势能关系 ><m−ΔEp = EqΔx</m>可知, <m>Ep − x</m>图像的 切线斜率表示电场力, <m>0 ∼ x1</m>段图像的切线斜率逐渐变小,电场力逐渐减小, 加速度逐渐变小,由于电势能增加,电场力做负功,则粒子做减速运动,即粒 子做加速度逐渐减小的减速运动,B错误; ><mx1 ∼ x2</m>段图像的切线斜率为零,电 场力为零,场强为零,C正确; <m>x2 ∼ x3</m>段电势能均匀减小,粒子带正电,所以 电势沿 <m>x</m>轴正方向均匀减小,D正确.
桥梁的 作用
W 电场力做的功

(江苏专用版)2020版高考物理总复习第六章微专题4电场中的图像问题带电粒子在交变电场中的运动课件

(江苏专用版)2020版高考物理总复习第六章微专题4电场中的图像问题带电粒子在交变电场中的运动课件

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、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
可知,粒子在x2~x3段电势能减小,速度v随x均匀增大,故C项错误;x2~x3段
是直线,场强不变,是匀强电场,故D项正确。
考点二 带电粒子在交变电场中的运动
1.常见的交变电场 常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。 2.常见的试题类型 此类题型一般有三种情况: (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。 (2)粒子做往返运动(一般分段研究)。 (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)。
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= krQ2 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。

高中物理第十章静电场中的能量专题拓展三电场中的功能关系及图像问题课件新人教版必修第三册

 高中物理第十章静电场中的能量专题拓展三电场中的功能关系及图像问题课件新人教版必修第三册
则在此过程中(
)
A.金属块的动能增加2 J
B.系统的电势能增加24 J
C.金属块的机械能增加20 J
D.系统的重力势能与电势能之和增加26 J
答案:ACD
[训练1] 如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两等势面
间的电势差相等.一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J,运动到等
势面L1处的动能为0.现取L2为零电势参考平面,则当此电荷的电势能
变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差(如图所示),
两点的电势高低根据电场方向判定.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、电势能变化等情况.
3.在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,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.
【典例】 例4. (多选)空间中存在沿x轴正方向的电场,x轴上各点的
C.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐减小
D.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐增大
答案:BC
解析:由题图可知,电势与距离不成正比,图线切线斜率的绝对值等于电场强
度的大小,因此该静电场是非匀强电场,A错误,B正确.根据沿着电场线方向
电势降低,可知电场线的方向沿x轴负方向,故电子所受静电力沿x轴正方向,电
5.在φ-x图像中可知电场强度的方向,进而可以判断电荷在电场中

专题04 电场中的图像(解析版)—高中物理图像与方法

专题04 电场中的图像(解析版)—高中物理图像与方法

专题04 电场中的图像

目录

一.电场中的运动学图像 (1)

1.v -t 图象 (1)

2.其他运动学图像 ....................................................................................................................................... 3 二.电场中的φ-x 图像 ....................................................................................................................................... 6 三.电场中的E -x 图像问题 ............................................................................................................................. 10 四.电场中的E p -x 图像 (14)

一.电场中的运动学图像

1.v -t 图象

【分析要点】1.由v ­t 图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a 的大小变化。 2.根据牛顿第二定律a =F m =Eq

m

,判断场强E 的大小变化。

3.根据v ­t 图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动,进而分析场强的方向。

4.进而由场强的大小和方向分析电场的其他性质,如电场线、等势面、电势、电势能的变化等. 【典例分析1】(多选)(2020·四川宜宾市第二次诊断)如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场,MN 是其中的一条直线,线上有A 、B 、C 三点,一带电荷量为+2×10-

高中物理高考一轮复习一轮复习 专题 静电场中的图像问题—2022届高考物理一轮复习讲义

高中物理高考一轮复习一轮复习 专题 静电场中的图像问题—2022届高考物理一轮复习讲义

五静电场中的图像问题

1.命题规律

在高考中“静电场”部分常涉及的v-t图像、φ-x图像、E-x图像、E p­x图像等图像问题主要考查学生的受力分析、运动过程分析、临界条件分析等一系列基本能力,是高考命题的热点。

2.复习指导

虽然图像种类繁多,但各种图像的处理方法都类似。大多数图像问题都考查斜率或面积的物理意义。

题型一v -t图像

典例(2023·黄山模拟)(多选)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一质量为m=1 g 的带正电小物块由A点静止释放,并以此时为计时起点,沿光滑水平面经过B、C两点,其运动过程的v-t图像如图乙所示,其中图线在B点位置时斜率最大,根据图线可以确定()

A. 中垂线上B点电场强度最大

B. A、B两点之间的位移大小

C. B点是连线中点,C点与A点必在连线两侧

D. U BC>U AB

【自主解答】

AD解析:v -t图像的斜率表示加速度,可知小物块在B点时的加速度最大,所受的电场力最大,所以中垂线上B点的电场强度最大,A正确;小物块由A点运动到B点的过程中,由题图

乙可知,小物块在A、B两点的速度,也知道小物块的质量,则由动能定理可知qU AB=1

2m v

2

B

1

2m v

2

A

由上式可求出小物块由A点运动到B点的过程中,电场力所做的功qU AB,因为电场强度的关系未知,则不能求解A、B两点之间的位移大小,B错误;中垂线上电场线分布不是均匀的,B点不在

连线中点,C 错误;在小物块由A 点运动到B 点的过程中,根据动能定理有qU AB =12m v 2B -12

高考母题解读(七)静电场母题8电势随空间分布图象

高考母题解读(七)静电场母题8电势随空间分布图象

高中物理学习材料

(灿若寒星**整理制作)

高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题,掌握母题解法规律,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。

母题8、电势随空间分布图象

所谓φ-x图象是指静电场中电势φ随x变化情况图象。φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度(或电场强度分量)的大小。若图象某段平行x轴,表明电势φ在该段不随x变化,电场强度沿x轴方向分量为零,空间各点场强与x轴垂直。

典例(2011上海物理第14题)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势 随

位置x变化规律的是图

【针对训练题精选解析】

1(2012年5月云南昆明检测)某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图象如图所示,φ-x图象关于φ轴对称,a、b两点到O点的距离相等。将一电荷从x轴上的a 点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点,运动过程中粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是()

A.该电荷一定带负电

B .电荷到b 点时动能为零

C .从O 到b ,电荷的电势能减小

D .从a 到b 电场力对电荷先做正功,后做负功

1.答案:BD 解析:由于ab 两点等电势,该电荷带正电,由动能定理可知,电荷到b 点时动能为零,选项A 错误B 正确;从O 到b ,电荷的电势能增大,从a 到b 电场力对电荷先做正功,后做负功,选项C 错误D 正确。

2.(2012年5月江西宜春模拟)有一静电场,其电势随x 坐标的改变而改变,变化的图线如右图所示。 若将一带负电粒子(重力不计)从坐标原点O 由静止释放,电场中P 、Q 两点的坐标分别为1mm 、

高中物理静电场的图像问题

高中物理静电场的图像问题

高中物理静电场的图像问题

在高中物理静电场中,我们都已经注重带电粒子在电场中的运动,我们还应重视描述电场本质的图像。描述电场的图像有以下两种情况,一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描述电场的分布,另一种是描述电场的本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:即图像,电势随坐标轴变化的函数图像:图像,电势能随坐标轴变化的图像:图像。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,变化趋势等的物理意义,同时结合题意,读懂已知条件,以及提出的问题,根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题。同时一定要根据图像描述的内容找出对应我们学习过的静电场的模型,场源可能是点电荷,也可能是电偶极子,还可能是带电平板等。

一、在坐标系中用电场线或者等势线来描述电场

知识准备:

1、等势线和电场线互相垂直;

2、等势线密的部分电场强度大;

3、电势沿着电场线电势越来越低。

例1、(2004&北京)静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如右图所示.虚线表示这个静电场在x o y平面内的一簇等势线,等势线形状相对于o x轴、o y轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加.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o x轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在o x轴上方运动.在通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度v y随位置坐标x变化的示意图是()

题目分析:根据等势线与电场线垂直和电势变化的情况从而画出经过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,再用平滑的曲线连接起来),然后根据受力情况求出物

高中物理静电场题解析

高中物理静电场题解析

高中物理静电场题解析

静电场是高中物理中的重要概念,也是学生们经常遇到的难点之一。在解题过

程中,理解静电场的基本原理和相关公式是关键。本文将通过具体题目的举例,分析解题思路和考点,并给出解题技巧和指导性建议,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用静电场的知识。

1. 两个等电荷之间的力

题目:两个电荷q1和q2之间的距离为r,它们之间的电力为F。如果将q1的

电量增加到原来的4倍,q2的电量减少到原来的1/2,它们之间的电力将变为多少?

解析:根据库仑定律,两个电荷之间的电力与它们的电量和距离的平方成正比。即 F ∝ q1 * q2 / r^2。在本题中,q1增加为原来的4倍,q2减少为原来的1/2,所

以新的电力F' = (4q1) * (1/2q2) / r^2 = 4F。

考点:本题考察静电场中电力与电量和距离的关系。理解库仑定律的表达式和

计算方法是解答此类题目的关键。

解题技巧:在解题过程中,要注意电量的变化对电力的影响,根据题目给出的

条件进行计算。同时,要熟悉库仑定律的表达式,掌握电力与电量和距离的关系。

2. 电场强度与电势差

题目:在电场中,一个正电荷从A点移动到B点,经过的电势差为ΔV。如果

将电场的电势差增大到原来的2倍,该正电荷从A点移动到B点所需的能量将变

为多少?

解析:电场强度E与电势差ΔV的关系为E = ΔV / d,其中d为A点到B点的

距离。在本题中,电势差增大为原来的2倍,所以新的电势差ΔV' = 2ΔV。根据能

量公式W = qΔV,其中W为能量,q为电荷量,ΔV为电势差。所以新的能量W' = qΔV' = 2W。

高考物理重难点专练—重难点15高中物理中常见的图像问题

高考物理重难点专练—重难点15高中物理中常见的图像问题

高考物理重难点专练

重难点15 高中物理中常见的图像问题

【知识梳理】

(1)x -t 图象和v -t 图象都是对物体运动的一种描述,分别反映了做直线运动时的物体的位移(位置)x 和速度v 随时间t 变化的关系,并不表示物体的运动轨迹;

(2)通过x -t 图象可以知道某时刻运动物体的位置,以及在这一位置的运动情况,通过v -t 图象可以知道某时刻运动物体的速度,以及在这一时刻的运动情况;

(3)在x -t 图象中,若图线为平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态,若图线为倾斜直线,则表示物体做匀速直线运动,直线的斜率表示了物体的运动速度,若图线为曲线,则表示物体做变速直线运动,曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻的运动速度;

(4)在v -t 图象中,若图线为平行于时间轴的直线,则表示物体做匀速直线运动,若图线为倾斜直线,则表示物体做匀变速直线运动,直线的斜率表示了物体的运动的加速度,若图线为曲线,则表示物体做变加速直线运动,曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。

(5)几种特殊、相同形状的x -t 图象与v -t 图象的比较。

x -t 图象

v -t 图象

①表示从参考点开始的匀速直线运动(斜率表示速度v )

①表示初速为零的匀加速直线运动(斜率表示加速度a )

②表示物体处于静止状态

②表示物体做匀速直线运动[来源:学科网ZXXK]

③表示物体向与规定的正方向相反的方向做匀速直线运动

③表示物体做匀减速直线运动

④交点横坐标表示三个运动质点相遇的时刻,

纵坐标表示三个运动质点相遇时相对参考点的位移

高中物理静电场电场线分布示意图和图像问题(含答案)

高中物理静电场电场线分布示意图和图像问题(含答案)

电场线分布示意图和图像问题

正点电荷(光芒四射型)E-X图像(向右为正方向)E-Y图像(向上为正方向)负点电荷(万箭穿心型)E-X图像(向右为正方向)E-Y图像(向上为正方向)等量同种电荷E-X图像(向右为正方向)E-Y图像(向上为正方向)等量异种电荷E-X图像(向右为正方向)E-Y图像(向上为正方向)

电场中的图像问题研究专练

【一】电场中的E-X 图像

一、单选题

1.在平面直角坐标系的x 轴上关于原点O 对称的P 、Q 两点各放一个等量点电荷后,x 轴上各点电场强度E 随坐标x 的变化曲线如图所示。规定沿x 轴正向为场强的正方向,则下列说法正确的是( )

A .将一个正试探电荷从

P 点沿x 轴移向Q 点的过程中电势能先增大后减小 B .x 轴上从P 点到Q 点的电势先降低后升高

C .若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中一定是电场力先做正功后做负功

D .若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力先增大后减小

2.真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N ,分别固定于x 轴上,10x =和23x a =的两点上,在它们连线上各点的电场强度E 随x 变化的关系如图所示,下列判断正确的是( )

A .点电荷M 、N 一定为同种电荷

B .在x 轴上,63a x a >>的区域内,有一点电场强度为零

C .点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2:1

D .若设无穷远处为电势零点,则2x a =处的电势一定为零

6电场图像之E-x图像问题—高中物理三轮复习重点题型考前突破

6电场图像之E-x图像问题—高中物理三轮复习重点题型考前突破

E - x图象

1. E-x图象:(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.

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、电势能变化等情况。

在这类题目中,还可以由E-x图像假设某一种符合E-x图线的电场,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。

1.点电荷的E-x图象

正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系的图象大致如图3和图4所示。

图3 图4

2.两个等量异种点电荷的E-x图象

⑴两电荷连线上的E—x图象如图5。

(2)两电荷连线的中垂线上的E—y图象如图6。

Ef E

才 1 L -------------------------- -----

0 x 0

图5 图6

3.两个等量同种点电荷的E-x图象

⑴两电荷连线上的E-x图象如图7。

(2)两电荷连线的中垂线上的E-y图象如图8。

图7 图8

1.(多选)(2019・洛阳模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场,

X

~~y

V y

其电场强度E随x变化的图像如图

12所示,带电粒子在此空间只受电场力作用。下列说法中正确的是()

图12

A.在一%1处释放一带负电的粒子,它将沿%轴在一%1与11之间做往返运动

B.带负电的粒子以一定的速度由一%1处沿%轴正方向运动到%1处,它在%1处的速度等于在一%1处的速度

C.带正电的粒子以一定的速度由一%1处沿%轴正方向运动的过程中,它的动能先增大后减小

新教材人教版高中物理 精品资料专题强化十 静电场中的图像问题

新教材人教版高中物理 精品资料专题强化十 静电场中的图像问题

专题强化十静电场中的图像问题

【专题解读 1.本专题主要复习静电场中的图像问题,利用图像分析静电场的力的性质和能的性质。2.通过本专题的学习,可以培养同学们通过“数形结合思想”分析电场的性质。

题型一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),可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。

【例1(2021·河北“五个一名校联盟”模拟)如图1所示,a、b为等量同种点电荷Q1、Q2连线的三等分点,重力不计的带电粒子从a点由静止释放,沿ab方向运动。则带电粒子从a运动到b的过程中,其速度随时间变化的图像可能正确的是()

图1

答案 B

解析因为等量同种电荷的连线中点处电场强度为零,所以带电粒子从a运动到b的过程中,电场力先减小后增大,对称分布,速度图像的斜率先减小后增大,并且图像对称,故选项B正确。

【针对训练1(2021·河南新乡市摸底)如图2甲所示,在真空中,两个带电荷量均为q=1×10-3 C 的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上,将该平面上一质量m=10 g、电荷量为1×10-3 C的带正电小球(视为质点)从a点由静止释放,小球沿两电荷连线的中垂线运动到两电荷连线的中点O,其从a点运动到O点的v

-t 图像如图乙中实线所示,其经过b 点时对应的图线切线斜率最大,如图中虚线所示,则下列分析正确的是( )

图2

A .在两电荷的连线上,O 点的电场强度最小,电势最低

B .b 点的电场强度大小为10 V/m

C .a 、b 两点间的电势差为45 V

高中物理模块七静电场考点3_6电场中图像问题含E-x图像、φ-x图像试题1

高中物理模块七静电场考点3_6电场中图像问题含E-x图像、φ-x图像试题1

考点3.6电场中图像问题(含E-x图像、(p~x图像)

1.v-t图象:根据v-t图象的速度变化、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,进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化.

2.(P-x图象:(1)电场强度的大小等于(p-x图线的斜率大小,电场强度为零处,(p-x图线存在极值,其切线的斜率为零.(2)在p -x图象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p-x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W A B=qU A B,进而分析W AB的正负,然后作出判断.

3.E-x图象:(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E< 0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.

1.一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直

线运动.取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其电势能E p与位移x的关系如图所示,下列图象中合理的是( D )

2.(多选)如图甲,直线MN表示某电场中一条电场线,a、b

是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v -t图象如图乙所示,设a、b两点的电势分别为p a、p b,场强大小分别为E a、E b,粒子在

a、b两点的电势能分别为W a、W b,不计重力,则有(BD )

A. g a >g b

B. E a >E b

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