电场中图象的剖析及应用分析PPT课件

(续表)
根据题中给出的 Et 图像，确定 E 的方向，再在草
Et 图像
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
(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 Ex x 轴负方向. 图像 (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
答案：AB
【考点突破 1】(多选，2020 年吉林长春联考)如图 Z4-2 甲，均匀带正电的绝缘圆盘，圆盘平面在竖直面内，一光 滑绝缘细杆过圆盘中心 O 点且垂直于盘面，细杆上套有一 个质量为 m＝10 g、电荷量 q＝－5×10－2 C的带电的小环. 让小环以 v0＝6 m/s 的初速度从 A 点向右运动，到 B 点时， 速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)，到 C 点时 速度第一次减为零，小环运动的 v-t 图像如图乙.则下列说 法正确的是( )
方向沿 x 轴正向，电场力对电荷 q 做正功，电势能减小， B 错误；由图可知，从 2 cm 到 4 cm 与从 4 cm 到 6 cm 之 间的平均场强不等，电荷受到的平均电场力不同，电场力
做功不同，根据动能定理，动能的增加量不相同，C 错误； 电荷 q 由静止从 2 cm 处运动到 7.2 cm 处停止，根据动能 定理，电场力做功为零，根据 W＝qU，则两点之间的电势 差为零，即电荷 q 在 2 cm 处与在 7.2 cm 处电势能相等， D 正确.
相等，又斜率的正负表示电场强度的方向，因此这两点电
场强度的方向相反，B 错误；由图像可知 x1 和－x1 两点的 电势相等，则由公式Ep＝qφ得正粒子在x1 和－x1 两点的电 势能相等，C 正确；由图像可知，x 轴负半轴电场方向向 左，x 轴正半轴电场方向向右，则负粒子由－x1 到 O 点的 过程电场力做正功，电势能减小；负粒子在 x 轴正半轴所 受的电场力向左，则负粒子由 O 运动到 x1 点的过程中， 电场力做负功，电势能增大，D 错误.

变式1 (2022年重庆测试)反射式速调管是利用电子团在电场中的振荡来 产生微波的器件，其基本原理如下：静电场方向平行于x轴，其电势随x 的分布如图所示.在A点释放电子，其振荡周期为T，若在OA的中点释放 电子，则其振荡周期为( )
A.12T
B. 22T
C.T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【答案】B
D.2T
【解析】无论电阻在A点释放还是在OA的中点释放，在OA段的加速度完 全相同，同理在OB段的加速度前后两次也完全相同，在A点释放时，从
A.沿x轴正方向电势降低 B.A、B两板的电势差一定为2x0E0 C.将电子由O点静止释放，电势能增加 D.使电子沿x轴在板间移动，电势能不变 【答案】D
【解析】由题意可知，沿x轴方向电势不变，故A错误；x轴方向即为沿 板长方向，由于不知道板间距离，则无法确定两板间的电势差，故B错 误；将电子由O点静止释放，电场力做正功，电势能减小，故C错误；x 轴方向即为沿板长方向，则使电子沿x轴在板间移动，即在同一等势面 上移动，其电势能不变，故D正确.
A、B两点间的电势差的大小，则|UAB|＝E0＋23E0×0.06 V＝30 V，E0＝ 2.5×102 V·m－1，D正确.
类型三 Ep－x图像 例3 (多选)空间中存在一静电场，一电子从x＝0处以一定的初速度沿＋ x轴方向射出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能Ep随位 置x变化的关系图像如图所示.则下列判断正确的是( )
电子从x1向x3运动的过程中，在x3处的电势能最小，则动能最大，速度 最大，A错误；Ep－x图像的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在 x2处图像的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；电子 从x1向x3运动的过程中，x3处的图像斜率绝对值最大，则电场力最大， 电场强度最大，C正确；电子从x1向x3运动的过程中，电子在x2处电势能 最大，但由于电子带负电，故在x2处电势最低，D错误.

图2
A．B点为中垂线上电场强度最大的点， 场强E＝2 V/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UAB＝－5 V
答案 D
二、电场中的E－x图象 在给定了电场的E－x图象后，可以由图线确定场强的变 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． 在这类题目中，还可以由E－x图象假设某一种符合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．
【典例3】 两电荷量分别为q1和q2的点电荷
放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点 电势φ随x变化的关系如图5所示，其中A、N 两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则
( )．
A．C点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零 C．NC间场强方向沿x轴 正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场 力先做负功后做正功
答案 A
4．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合， 取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ 随x变化的情况如图乙所示，若在O点由
静止释放一电子，电子仅受电场力的作 用，则( )
A．电子将沿Ox方向
运动 B．电子的电势能将 增大 C．电子运动的加速度恒定 D．电子运动的加速度先减小后增大
两点。下列说法中正确的是（ AB ）
A．电子在A、B两点的 电势能相等
B．电子在A、B两点的 加速度方向相反
C．电子从A点由静止释 放后的运动轨迹可能是曲线
D．取无穷远处电势为零，则O点处电势亦为零
三、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．

第十章专题静电场中的三类图像问题(18张PPT)高二上学期物理人教版（2023）必修第三册(共18张PPT)专题：静电场中的三类图像问题一、φ-x图像问题1.电场强度的大小等于φ-x 图线的斜率的绝对值,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EP=qφ ,通过的“十”“一”与φ的高低作出判断4.在φ-x 图像中可以判断电场类型,如图所示.如果图线是曲线，则表示电场强度的大小是变化的,电场为非匀强电场;如果图线是倾斜的直线,则表示电场强度的大小是不变的，电场为匀强电场。

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的受力方向6.常见的φ-x图像（1）点电荷的φ-x图像（取无限远处为零）（3）两个等量同种点电荷的φ-x图像（2）两个等量异种电荷连线上的φ-x图像当堂练1、某静电场在x轴正半轴上的电势φ随x变化的关系如图所示,则()A.x1处跟x2处的电场强度方向相同B.x1处跟x2处的电场强度大小相等C.若把带正电的粒子从x1处移到x2处,电场力先做正功后做负功D.同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于在x2处的电势能A2、两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点,两者连线上各点电势高低如图中曲线所示(OB>BD),取无穷远处电势为零,由图可知,下列说法错误的是()A.B点的电场强度为零B.Q1为负电荷,Q2为正电荷C.Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量D.将电子沿x轴从A点移到C点,电场力一直做正功A当堂练当堂练3.(多选)两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点,两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系图像如图所示,其中P 点电势最高,且xAP 点的电势为零，则点的电势为B.粒子从到做匀速直线运动C.粒子在段电势能变化量小于在段电势能变化量D.粒子运动到点时动能为5、（多选）某条电场线是一条直线，上边依次有、、、四个点，相邻两点间距离均为，以点为坐标原点，沿电场强度方向建立轴，该电场线上各点电场强度随的变化规律如图所示，轴正方向为场强正方向.一个带电荷量为的粒子，从点由静止释放，仅受电场力作用.则( )AD当堂练三、Ep-x图像1、Ep-x图像描述的是带电粒子沿轴运动时具有的电势能随位置变化的情况,结合E,图像可以分析电场力做功、场强E、电势o 及粒子的电性等有关问题。