电场中E-x图象、φ-x图象v-t图象的剖析及应用 .PPT

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专题三 电场中“三类”图象的剖析及应用 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,难度中等. 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. 【典例1】 (2013·甘肃一诊,18)如图1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1乙所示.以下判断正确的是 (  ). 图1 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增加 D.点电荷在M点所受电场力大于在N点所受电场力 答案 B 即学即练1 (2013·安徽名校联考,18)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2甲所示.一个电荷量为2 C,质量为1 kg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 (  ). 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. 几种常见的E-x图像 + E x - + - + + + + E x + + 【典例2】 (2013·上海卷,32)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3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. 即学即练2 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4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 图4 答案 C 即学即练2、(2009上海物理)两带电荷量分别为+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关系的图象是(  ) A               B   C D A               3、(2012年陕西)空间存在一沿x轴方向的静电场,电场强度E随x变化的关系如图所示,图线关于坐标原点对称,A、B是x轴上关于原点对称的两点。下列说法中正确的是(? ? ) 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 AB 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.

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