人教版高考物理一轮总复习精品课件 第七章 静电场 研专项 素养升级.ppt

二、典型物理模型指导突破:电场中三类常考图象问题模型概述一、φ-x图象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φ-x图象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。二、Ep-x图象1.根据电势能的变化可以判断静电力做功的正负,电势能减少,静电力做正功:电势能增加,静电力做负功。2.根据ΔEp=-W=-Fx,图象Ep-x斜率的绝对值表示静电力的大小。三、E-x图象1.E-x图象反映了电场强度随位移变化的规律,E0表示电场强度沿x轴正方向;E0表示电场强度沿x轴负方向。2.在给定了电场的E-x图象后,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,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图象画出对应的电场,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。考向分析静电场中的图象问题也是高考的热点内容之一,既能考查考生的理解能力、获取信息能力和分析综合能力,又能对物理观念和科学思维等核心素养有很好的考查。要求考生在解答这类问题时首先分清图象类型,明确图象意义,然后获取图象反应的隐含信息,最后结合要求的问题做出分析与解答。案例探究典例2.(多选)(φ-x图象)(2021湖南长郡中学高三月考)在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定两个点电荷,且固定在A处的点电荷所带电荷量的数值为Q,两电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为质点)。已知静电力常量为k,则下列有关说法正确的是()A.两固定点电荷都带负电B.小球经过x=0处的速度最大C.可以求出x=0处的电场强度大小和方向D.若已知带电小球经过x=0处的速度为v,则可以求出x=2L和x=0两个位置的电势差解题指导(1)电场线从正电荷出发到无穷远(负电荷)终止,故离正电荷越近,电势越高;(2)根据φ-x图象切线的斜率为零,得出电场强度为零可进一步求出B电荷的电荷量,进而求出x=0处的电场强度大小和方向;(3)由动能定理可求x=2L和x=0两个位置的电势差。答案CD创新训练4.(Ep-x图象)一带负电的粒子只在静电力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的直线,x2~x3段是曲线,下列说法正确的是()A.x1处电场强度最小B.在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3φ2=φ0φ1C.x0~x2段带电粒子做匀变速直线运动D.x0~x1段电场方向不变,大小变,x1~x3段的电场强度大小方向均不变答案B5.(E-x图象)平行金属板A、B带等量异种电荷,以过两板中心O点(原点)的某轴线为x轴、由A指向B的方向为电场强度的正方向,作出电场强度大小随坐标变化的图象如图所示,其中aO=Ob=l。下列说法正确的是()A.A板带正电B.沿x轴正方向电势降低C.电势差UbO=UOa=E0lD.将电子沿x轴由a点移动到b点,电子的电势能不变答案D解析a、b间电场强度大小为E0且保持不变,则其为匀强电场,外侧电场强度快速趋近于零,且都为负值,因此x轴为平行于两板的中心轴线,如图所示,电场强度为负表示电场强度方向由B指向A,则A板带负电,选项A错误;两板间平行于两板的中心线为一等势线,电势不变,b、O与O、a之间的电势差均为零,选项BC错误;由于两板间的x轴为一等势线,所以将电子由a点沿x轴移动到b点,静电力不做功,电势能不变,D正确。三、情境化主题突破:现代科技中的静电场问题情境概述静电场在现代科技和生活中的应用非常广泛,应用静电现象的有静电纺纱、静电喷涂、静电植绒、静电除尘等;应用电容器的有手机电容触摸屏、电容式话筒、超级电容储存式现代电车等;应用带电粒子在电场中运动的有冷冻电镜、高压电场干燥技术、反射式速调管、多反射飞行时间质谱仪等。考向分析静电场技术在现代科技和实际生活中的应用符合“无情境、不命题”的原则,预计在今后高考中会更加频繁地出现。这类问题既能很好地考查考生的能力,又能考查考生的物理观念、科学思维等学科核心素养,倍受命题人的青睐。案例探究典例3.(多反射飞行时间质谱仪)(2020天津卷)多反射飞