高考物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第6章靜電場(chǎng)第5課時(shí)(小專題)電場(chǎng)中“三類”典型圖像問(wèn)題的突破

1、第第5課時(shí)課時(shí)(小專題小專題)電場(chǎng)中電場(chǎng)中“三類三類”典型典型圖像問(wèn)題的突破圖像問(wèn)題的突破近近幾年，高考中以電場(chǎng)圖像和電勢(shì)圖像切入命題的試題逐漸幾年，高考中以電場(chǎng)圖像和電勢(shì)圖像切入命題的試題逐漸增多，如：增多，如：E x圖像、圖像、 x圖像，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)圖像，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)的圖像，如：的圖像，如：v t圖像，掌握各個(gè)圖像的特點(diǎn)，理解其斜率、圖像，掌握各個(gè)圖像的特點(diǎn)，理解其斜率、截距、截距、“ “面積面積” ”對(duì)應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問(wèn)題，此對(duì)應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問(wèn)題，此類問(wèn)題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等。類問(wèn)題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等。突破一電場(chǎng)中粒

2、子運(yùn)動(dòng)的突破一電場(chǎng)中粒子運(yùn)動(dòng)的vt圖像圖像當(dāng)當(dāng)帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果給出了粒子運(yùn)帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果給出了粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖像，則從速度圖像上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加速度動(dòng)的速度圖像，則從速度圖像上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加速度方向，加速度大小變化情況，進(jìn)而可將粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)歷的方向，加速度大小變化情況，進(jìn)而可將粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)歷的各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能的變化等各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能的變化等情況判定出來(lái)。情況判定出來(lái)?！镜淅镜淅?】(多選多選)(2014海南卷，海南卷，9)如如圖圖1甲，直線甲，直線MN表示表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，某電場(chǎng)中一條電

3、場(chǎng)線，a、b是線上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電是線上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電荷的粒子從荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從a運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的過(guò)程中的vt圖線如圖乙所示，設(shè)圖線如圖乙所示，設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為a、b，場(chǎng)強(qiáng)大小分別為場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，粒子在，粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為為Epa、Epb，不計(jì)重力，則有，不計(jì)重力，則有()圖圖1Aab BEaEbC.EaEb DEpaEpb解析解析由圖乙可知，粒子做加速度減小，速度增大的直線運(yùn)由圖乙可知，粒子做加速度減小，速度增大的直線運(yùn)動(dòng)，故可知從動(dòng)，故可知從a到到b電場(chǎng)強(qiáng)度減小，粒子動(dòng)能增大

4、，電勢(shì)能減電場(chǎng)強(qiáng)度減小，粒子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力方向由小，電場(chǎng)力方向由a指向指向b，電場(chǎng)線方向由，電場(chǎng)線方向由b指向指向a，b點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)高于高于a點(diǎn)電勢(shì)，故正確答案為點(diǎn)電勢(shì)，故正確答案為B、D。答案答案BD【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.電電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線如圖場(chǎng)中的三條等勢(shì)線如圖2中實(shí)線中實(shí)線a、b、c所示，三條等勢(shì)所示，三條等勢(shì)線的電勢(shì)線的電勢(shì)abc。一電子以沿。一電子以沿PQ方向的初速度，僅在方向的初速度，僅在電場(chǎng)力的作用下沿直線從電場(chǎng)力的作用下沿直線從P運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到Q，則這一過(guò)程中電子，則這一過(guò)程中電子運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的vt圖像大致是圖線中的圖像大致是圖線中的()圖圖2解析解析電子由電

5、子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功為點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功為Wq(PQ)，因?yàn)?，因?yàn)閝0，且，且PQ，所以，所以W0，由動(dòng)能定，由動(dòng)能定理可知，電子的動(dòng)能不斷增大，即速度不斷增大，選項(xiàng)理可知，電子的動(dòng)能不斷增大，即速度不斷增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；P點(diǎn)附近等勢(shì)面密集，故場(chǎng)強(qiáng)較大，電子在點(diǎn)附近等勢(shì)面密集，故場(chǎng)強(qiáng)較大，電子在P點(diǎn)附近點(diǎn)附近所受電場(chǎng)力大，電子的加速度也就大，對(duì)應(yīng)所受電場(chǎng)力大，電子的加速度也就大，對(duì)應(yīng)vt圖像的斜率圖像的斜率大，故由大，故由P到到Q，vt圖像的斜率不斷減小，選項(xiàng)圖像的斜率不斷減小，選項(xiàng)A正確，選正確，選項(xiàng)項(xiàng)B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案A突破二電場(chǎng)中的突破

6、二電場(chǎng)中的Ex圖像圖像1點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的Ex圖像圖像正正點(diǎn)電荷及負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)電荷及負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨坐標(biāo)隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖變化關(guān)系的圖像大致如圖像大致如圖3和圖和圖4所示。所示。圖圖3圖圖42.兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的Ex圖像圖像(1)兩兩電荷連線上的電荷連線上的Ex圖像如圖圖像如圖5。(2)兩電荷連線的中垂線上的兩電荷連線的中垂線上的Ey圖像如圖圖像如圖6。圖圖5圖圖63兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的Ex圖像圖像(1)兩兩電荷連線上的電荷連線上的Ex圖像如圖圖像如圖7。(2)兩電荷連線的中垂線上的兩電荷連線的中垂線上的Ey圖像如圖圖像如圖8。圖圖7圖圖

7、8【典例【典例2】 (2013上海卷上海卷)半半徑為徑為R，均勻帶正電荷的球體，均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖9所示，圖中所示，圖中E0已知，已知，E r曲線下曲線下OR部分的面積等于部分的面積等于R2R部分的面積。部分的面積。圖圖9 9(1)在給定了電場(chǎng)的在給定了電場(chǎng)的E x圖像后，可以由圖線確定場(chǎng)強(qiáng)的變圖像后，可以由圖線確定場(chǎng)強(qiáng)的變化情況，電勢(shì)的變化情況，化情況，電勢(shì)的變化情況，Ex圖線與圖線與x軸所圍圖形軸所圍圖形“面積面積”表示電勢(shì)差。在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)一步確定表示電勢(shì)差。在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的

8、題目中，可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況。粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況。(2)在這類題目中，還可以由在這類題目中，還可以由Ex圖像假設(shè)某一種符合圖像假設(shè)某一種符合Ex圖線的電場(chǎng)，利用這種已知電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布、等勢(shì)面分布圖線的電場(chǎng)，利用這種已知電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布、等勢(shì)面分布或場(chǎng)源電荷來(lái)處理相關(guān)問(wèn)題?；驁?chǎng)源電荷來(lái)處理相關(guān)問(wèn)題?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】2兩兩帶電荷量分別為帶電荷量分別為q和和q的點(diǎn)電荷放在的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為軸上，相距為L(zhǎng)，能正確反映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小能正確反映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小E與與x關(guān)系的圖是關(guān)系的圖是()解析解析越靠近兩電荷的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，兩

9、等量異種點(diǎn)電荷連越靠近兩電荷的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最小，但不是零，線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最小，但不是零，B、D錯(cuò)；兩電荷的電荷錯(cuò)；兩電荷的電荷量大小相等，場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱分布，量大小相等，場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱分布，C錯(cuò)，應(yīng)選錯(cuò)，應(yīng)選A。答案答案A突破三電場(chǎng)中的突破三電場(chǎng)中的x圖像圖像1點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的x圖像圖像(取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)(1)正點(diǎn)電荷的正點(diǎn)電荷的x圖像如圖圖像如圖10。(2)負(fù)點(diǎn)電荷的負(fù)點(diǎn)電荷的x圖像如圖圖像如圖11。圖圖10圖圖112兩個(gè)等量異種電荷連線上的兩個(gè)等量異種電荷連線上的x圖像如圖圖像如圖12圖圖123兩個(gè)等量同種電荷的兩個(gè)等量同

10、種電荷的x圖像圖像(1)兩兩正電荷連線上的正電荷連線上的x圖像如圖圖像如圖13。(1)兩正電荷連線的中垂線上的兩正電荷連線的中垂線上的y圖像如圖圖像如圖14。圖圖13圖圖14【典例【典例3】 (多選多選)空空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在在x軸上分布如軸上分布如圖圖15所示，所示，x軸上兩點(diǎn)軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分方向上的分量分別是量分別是EBx、ECx。下列說(shuō)法正確的有。下列說(shuō)法正確的有()圖圖15AEBx的大小大于的大小大于ECx的大小的大小BEBx的方向沿的方向沿x軸正方向軸正方向C電荷在電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x軸方向上的分量最大軸方向

11、上的分量最大D負(fù)電荷沿負(fù)電荷沿x軸從軸從B移到移到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功做負(fù)功解析解析在在 x圖像中，圖線斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大小。結(jié)合題中圖圖像中，圖線斜率表示場(chǎng)強(qiáng)大小。結(jié)合題中圖像特點(diǎn)可知像特點(diǎn)可知EBxECx，EOx0，故，故A項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)電錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低可知場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低可知EBx沿沿x軸負(fù)方向，軸負(fù)方向，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)電荷在正項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)電荷在正x軸上受電場(chǎng)力沿軸上受電場(chǎng)力沿x軸負(fù)方向，在負(fù)軸負(fù)方向，在負(fù)x軸軸上受電場(chǎng)力沿上受電場(chǎng)力沿x軸正方向，故可判斷負(fù)電荷從軸正方向，故可判斷負(fù)電荷從B移到移到C的過(guò)程的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。答案答案AD在在x圖像中，圖線上任一點(diǎn)的圖線斜率表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)圖像中，圖線上任一點(diǎn)的圖線斜率表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿度沿x軸方向上的分量。軸方向上的分量?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】3. (多選多選)某某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與x軸重合，其電勢(shì)的變化軸重合，其電勢(shì)的變化規(guī)律如圖規(guī)律如圖16所示。在