电场强度电势电势能随位移变化图像

中学教学参考　专题论析　

定性分析电场强度、电势、电势能的变化　

江苏如皋市搬经中学（２２６５６１）蒋超生　

电场强度、电势、电势能是描述静电场的力或能的　

性质的物理量，以选择题为载体分析各量的变化情况也　

一直是高考命题的热点，本文结合近几年的高考真题阐　

述上述各量的定性分析方法。　

一、电场强度（Ｅ）　

１．电场线的疏密表示电场强度的相对大小　电场线是描述电场的形象方法，用电场线上每点的　

切线方向表示该点的电场强度方向，用电场线的疏密表　

示电场强度的相对大小，在同一幅图中，电场强度较大　

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图１　

荷的连线上的场强先减小后增大，选项Ａ项正确。　

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差等势面的疏密和电场线的疏密一致，同样可以表示电　

场强度的相对大小。　

【例２】　（２００９年上海高考）　

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图２所示，图中实线表示等势线，　

则（　）。　

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Ｃ．负电荷从ａ点移到ｃ点，电场力做正功　Ｄ．正电荷从ｅ点沿图中虚线移到厂点电势能先减　

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解析：ｎ、６两点处的等势面疏密程度不同，故电场强　

度大小不同，同时同一检验电荷在ｎ、ｂ两点受力方向不　

同，故电场强度的方向也不同，选项Ａ错误；因为电场线　

４４　学教学参考。０　。年　月总第　。期　与等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的　

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定性分析电场强度、电势、电势能的变化

作者：蒋超生

来源：《中学教学参考·理科版》2013年第02期

电场强度、电势、电势能是描述静电场的力或能的性质的物理量，以选择题为载体分析各量的变化情况也一直是高考命题的热点，本文结合近几年的高考真题阐述上述各量的定性分析方法。

一、电场强度（E）

1.电场线的疏密表示电场强度的相对大小

电场线是描述电场的形象方法，用电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，用电场线的疏密表示电场强度的相对大小，在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密。

【例1】（2009年上海高考）两电荷量分别为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强大小E与x的关系图是（）。

图1解析：如图1所示，根据两等量异种点电荷周围的电场线分布情况可知，两电荷连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的连线上的两点场强大小相等，方向相同，所以两点电荷的连线上的场强先减小后增大，选项A项正确。

2.等差等势面的疏密表示电场强度的相对大小

电场中电势相同的各点构成的面叫等势面，两相邻等势面间的电势之差相等的等势面叫等差等势面。等差等势面的疏密和电场线的疏密一致，同样可以表示电场强度的相对大小。

图2【例2】（2009年上海高考）位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图2所示，图中实线表示等势线，则（）。

A.a点和b点的电场强度相同

B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功

C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功

D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大

解析：a、b两点处的等势面疏密程度不同，故电场强度大小不同，同时同一检验电荷在a、b两点受力方向不同，故电场强度的方向也不同，选项A错误；因为电场线与等势面垂龙源期刊网

1 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：E-x图象、φ-x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v-t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．

【题型1】(多选)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，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v t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qvvmBA22

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mkq

D.点电荷由C到A的过程中其电势能先减小后变大

【题型2】(多选)如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为0的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示．设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则( )

A.EA＝EB B.EA

【题型3】(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )

A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度

B.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能

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 2 二、电场中的φ-x图象

在电场的φ- x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φ- x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φ- x图线的特征先假设是某一具有相同φ- x变化规律的电场，进而解决问题．

1第八章　静电场

静电场中的图像问题

【考点预测】

1. 静电场中的运动学图像问题

2.描述电场力的性质的物理量的图像问题3. 描述电场能的性质的物理量的图像问题

4. 带电粒子在电场中的动能、机械能的图像问题

【方法技巧与总结】

v-t图像根据v-t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确

定电场的方向、电势高低及电势能变化

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高低，并可根据电势高低关系确定

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W

AB=qU

AB，进而分析

W

AB的正负，然后作出判断

E-t图像根据题中给出的E-t图像，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方

向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布

E-x图像(1)反映了电场强度随位移变化的规律

(2)E>0表示电场强度沿x轴正方向，E<0表示电场强度沿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

E

p-x图像(1)反映了电势能随位移变化的规律

(2)图线的切线斜率大小等于电场力大小

(3)进一步判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况

【题型归纳目录】

题型一：静电场中的v­t图象

题型二：电势差与电场强度的关系

题型三：电场强度随位移的变化图像(E­x图像)

题型四：动能随位移变化图像(Ek­x图像)

【题型一】静电场中的v­t图象

【典型例题】

12022秋·安徽六安·高三六安一中校考阶段练习)如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负

电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。A、

B两点的场强分别为E

A、EB，电势分别为φA、φB，负电荷在A、B两点的电势能分别为EPA、EPB，则下列选

2项正确的是( )