2025年人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量专题强化静电场中的图像问题.pptx

第十章静电场中的能量

静电场中的图像问题

专题强化

目录CONTENTS

探究点1

探究点2

探究点3

探究点4

课堂效果反馈

课后知能作业

探究点1φ-x图像

》》》第十章静电场中的能量

物理(必修·第三册RJ)

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φ-x图线

1.正负点电荷的φ-x图像(取无限远处电势为零),如图1所示：2.两个等量同种点电荷的φ-x图像，如图2所示：

3.两个等量同种点电荷中垂线上的φ—x图像，如图3所示：

特点：两正点电荷连线上，中点电势最低；在两正点电荷连线的中

垂线上，中点电势最高。关于中点左右对称或上下对称的点电势相等。

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0

负点电荷两正点电荷连线上

图1图2

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两正点电荷连线的中垂线上

图3

正点电荷

特点：两点电荷连线的中垂面上的电势为零。

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4.两个等量异种点电荷的φ-x图像，如右图所示：

典题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处的电场强度方向不同

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，电场力先做正功再做负功

D.同一个带正电的粒子在R处具有的电势能大于在x₂处的电势能

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[思维点拨]

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[思维点拨]

知道电势的正负、φ-x图像的斜率、面积的物理意义，最好找出对应的电荷分布模型。

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答案：D

解析：φ随x变化的关系图像的斜率表示场强，x₁和x₂处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A错误；x₁处的斜率大于x₂处的斜率，说明x₁处的电场强度大于x₂处的电场强度，故B错误；从x₁处到x₂处，电势逐渐降低，则从x₁处到x₂处移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C错误；根据Ep=qφ可知，正电荷在R处具有的电势能为零，在x₂处的电势小于零，所以正电荷在此具有的电势能小于零，电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R处具有的电势能大于在x₂处的电势能，故D正确。故选D。

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[规律方法]

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[规律方法]

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。

φ-x图像的斜率的大小表示电场强度的大小，斜率的正负表示场强的方向；正电荷从高电势向低电势移动，电场力做正功；电势能是标量，对正电荷来说，电势越高电势能越大。个φ电场强度的大小不变

电场强度的大小变化

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o

x₂

x1

X

跟踪训练1:(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，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图像如图所示，其中P点电势最高，且APBP,则()

A.q1的电荷量大于q₂的电荷量

B.从P点到B点，电场强度逐渐增大

C.q₁和q₂都是负电荷

D.在A、B之间将一负试探电荷从P点左侧移到右侧，电势能先减少后增加

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答案：BCD

解析：在P点φ-x图像的斜率为零，P点的电场强度为零，则q₁和q₂在P点产生的场强大小相等，方向相反，由公式且有APBP,可知q₁的电荷量小于q₂的电荷量，故A错误；在φ-x图像中，图线斜率的绝对值表示电场强度的大小