电场中“三类”图象20页PPT

电场中三类图象
掌握各个图象 因 变 量 随 自 变 量 变 化 情 况 ，理解其斜率、 截距、“面积”对应的物理意义。
一：电场中的v - t图像 1.斜率大小K a，斜率正负表示a的 方向。 若只受电场力时，通过 a的大小、方向判断E 的大小、方向。 电势的高低、电势能的 变化。 v的增减，判断电场力 做功正负。 2.图线与t轴围成的 面积表示发生的位移。
3.图像下面积表示电
势差ΔU
1 2
RE0
4.从R到2R动能定
理：
qU
0
1 2
mv2 ,U
ΔU,v
qE0R m
即学即练 1 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x 变化的图象如图所示．下列说法中正确的是 ( )．
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 分析：设向右E为正，E-x对应的电场线如图
【典例2】半径为R，均匀带正电荷的球体在空
间产生球对称的电场；场强大小沿半径分
布如图所示，图中E0已知，E - r曲线下O～
R部分的面积等于R～2R部分的面积．
(1)写出 E - r 曲线下面积的单位； (2)已知带电球在 r≥R 处的场强 E＝k rQ 2 ，式中 k 为静电力 常量，该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大？ (3)求球心与球表面间的电势差 ΔU； (4)质量为 m，电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的
【典例1】如图甲M、N是一条电场线上的两点，在M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M点运动到N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( )．
E
A.该电场可能是匀强电场 B.M点的电势高于N点的电势 C.M点到N点，点电荷的电势能逐渐减小 D.点电荷在M点所受电场力大于在N点所受电场力

理论研究新课程NEW CURRICULUM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：E -x 图象、φ-x 图象，或v-t 图象。

以下分别介绍解电场问题中常见的“三类”图象。

一、电场中粒子运动的v-t 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。

例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1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v -t 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），则下列说法正确的是（）B甲乙图1A .B 点为中垂线上电场强度最大的点，场强E =2V/m B .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U AB =-5V 解析：（1）由v -t 图象可知，图线的斜率表示加速度先增后减，因此，小物块在B 点加速度有最大值，根据牛顿第二定律，可知在B 点处电场强度最大。

加速度大小为2m/s 2。

又根据qE =ma ，得E =1V/m ，选项A 错；（2）由v -t 图象可知，由C 到A 的过程中，小物块的动能一直在增大，由动能定理，电场力也一直做正功，则小物块的电势能逐渐减小，由Ep =q φ，知电势逐渐降低，选项B 、C 错；（3）由动能定理，qU AB =12mv 2B-12mv 2A ，解得U AB =-5V ，选项D 正确。

例2.如图2甲M 、N 是一条电场线上的两点，在M 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M 点运动到N 点，粒子的速度随时间变化的规律如图2乙所示，以下判断正确的是（）甲乙图2A .该电场可能是匀强电场B .N 点的电势高于M 点的电势C .M 点到N 点，点电荷的电势能逐渐减小D .点电荷在M 点所受电场力大于在N 点所受电场力解析：（1）由v -t 图象可知，点电荷从M 点运动到N 点，图线的斜率增大，故点电荷做加速度增大的加速运动。

等势面
以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的
负点电荷
电场线
直线,起于无穷远，终止于负电荷。
E
离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
φ
离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面
φ
中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷
Ｅ
大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷；有三条电场线是直线。
φ
中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负。
连线
E
以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端，先减小再增大。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的
正点电荷
电场线
直线，起于正电荷，终止于无穷远。
E
离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。
φ
离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。
连线上
E
以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反,都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
φ
由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线
E
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。

REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
电场中图象的剖析及 应用分析课件
目录
CONTENTS
• 电场基本概念 • 电场图像的解析 • 电场图像的剖析 • 电场图像的应用分析 • 电场图像的实例解析
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
电场基本概念
通过电场图像可以分析电磁感应现象 ，了解磁场的变化对电场的影响。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
电场图像的剖析
电场强度分布
总结词
描述电场中各点电场强度的分布情况。
详细描述
电场强度分布是描述电场中各点电场强度大小的分布情况，可以通过电场图像直观地展示出来。在二维平面上， 电场强度分布可以用等势线图表示，等势线越密的地方电场强度越大。在三维空间中，电场强度分布可以用三维 电场线图表示，通过电场线的疏密程度和方向可以判断电场强度的大小和方向。
电场线分布
要点一
总结词
描述电场中电场线的分布情况。
要点二
详细描述
电场线是用来形象地表示电场中电场强度分布情况的假想 线，其疏密程度和方向可以直观地反映电场强度的大小和 方向。在二维平面上，电场线的分布可以用电场线图表示 ，通过电场线的起始点和终止点可以判断电场力的方向。 在三维空间中，电场线的分布可以用三维电场线图表示， 通过观察电场线的形状和分布可以更好地理解电场的性质 和特点。
等势面的解读
等势面上的电势值相等， 等势面的形状和分布表示 电场强度的大小和方向。
电流密度的解读