靜電場(chǎng)中的圖像

——高三一輪復(fù)習(xí)人教新課標(biāo)2003版選修3-1《物理》第一章《靜電場(chǎng)》主講：劉茂林湖南省寧鄉(xiāng)市第一高級(jí)中學(xué)例1、如圖1甲所示，光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場(chǎng)，MN是其中的一條直線，線上有A、B、C三點(diǎn)，一帶電荷量為＋2×10－3C、質(zhì)量為1×10－3g的小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，沿MN做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處的切線斜率最大圖中標(biāo)出了該切線，C點(diǎn)處的切線平行于t軸，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊電荷量保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是（）AA、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB＝－4V＝10－2J間電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝1V/m的過(guò)程中小物塊的電勢(shì)能先減小后變大圖1C根據(jù)v－t圖象的速度變化、斜率變化即加速度大小的變化類型1v－t圖象確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化例2、多選在軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在軸上分布如圖2所示。下列說(shuō)法正確的有B1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D負(fù)電荷從1移到2，受到的電場(chǎng)力增大圖2ACAq1和q2帶有異種電荷C負(fù)電荷從1移到2，電勢(shì)能減小1電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ－圖線的斜率的絕對(duì)值，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處φ－圖線存在極值，其切線的斜率為零2在φ－圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向類型2φ－圖象如圖3所示圖33在φ－圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WAB＝qUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷4在φ－圖象中可以判斷電場(chǎng)類型，如圖4所示，如果圖線是曲線，則表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是變化的，電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng)；如果圖線是傾斜的直線，則表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是不變的，電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)圖45在φ－圖象中可知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，進(jìn)而可以判斷電荷在電場(chǎng)中的受力方向練習(xí)1多選兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在軸上的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖5所示，其中P點(diǎn)電勢(shì)最高，且AP<PB，則（）Aq1和q2都是負(fù)電荷Bq1的電荷量大于q2的電荷量C在A、B之間將一負(fù)點(diǎn)電荷沿軸從P點(diǎn)左側(cè)移到右側(cè)，電勢(shì)能先減小后增大D一點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力作用下沿軸從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，加速度逐漸變小圖5AC例3、多選空間內(nèi)有一沿軸分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨變化的圖象如圖7所示。－1、1、2、3是軸上的四個(gè)點(diǎn)，圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O中心對(duì)稱，下列說(shuō)法中正確的是（）A－1處的電勢(shì)比1的電勢(shì)高B將正電荷由－1移到2，電勢(shì)能先增大，后減小C將一負(fù)電荷由－1處由靜止釋放，若只受電場(chǎng)力作用，它將在－1和1之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)D負(fù)電荷在4個(gè)點(diǎn)中位于2處電勢(shì)能最大圖7BC類型3E－圖象1E－圖象反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律，E>0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿軸正方向；E<0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿軸負(fù)方向－圖象后，可以由圖線確定電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的變化情況，E－圖線與軸所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差如圖6所示，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況圖63在這類題目中，還可以由E－圖象畫(huà)出對(duì)應(yīng)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)題練習(xí)2、多選靜電場(chǎng)在軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨的變化關(guān)系如圖8所示，軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷4處電勢(shì)能相等4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大圖8BC3的過(guò)程中電勢(shì)能增大4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小例4、將兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B分別固定在水平面上軸的兩個(gè)不同位置上，將一帶負(fù)電的試探電荷在水平面內(nèi)由A點(diǎn)的附近沿軸的正方向移動(dòng)到B點(diǎn)附近的過(guò)程中，該試探電荷的電勢(shì)能隨位置變化的圖象如圖9所示，已知AC>CB，圖中過(guò)C點(diǎn)的水平虛線與圖線相切，兩固定點(diǎn)電荷帶電荷量的多少分別用qA、qB表示。則下列分析正確的是（）A兩固定點(diǎn)電荷都帶正電，且qA>qB連線內(nèi)，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小但不等于零C因試探電荷的電勢(shì)能始終為正值，可知A、B兩點(diǎn)間沿軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度始終向右D如果將試探電荷的電性改為正電，則該電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能最大圖9D類型4Ep－圖象1反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律2圖線的切線斜率大小等于電場(chǎng)力大小3進(jìn)一步判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況練習(xí)3、多選一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移的變化關(guān)系如圖10所示，則下列說(shuō)法正確的是B1、2處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小圖10AD2處的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功2處的電勢(shì)低小結(jié)：類型一、v-t圖像類型二、φ-圖像類型三、E-圖像類型四、EP-圖像利用速度變化和加速度變化情況，確定電場(chǎng)情況，進(jìn)而確定電勢(shì)與電勢(shì)能的情況。由圖像確定電勢(shì)和電勢(shì)能的變化，通過(guò)斜率確定電場(chǎng)強(qiáng)度大