专题提升14　电场中功能关系及图像问题--2025版高考总复习物理.pptxVIP

高考总复习物理教科版

专题提升14电场中功能关系及图像问题

索引

1．学会处理电场中的功能关系。2.能解决电场中各种图像问题，理解图像斜率、面积等表示的物理意义并能解决相关问题。

关键信息

模型建构

思维创新

(1)将一电荷量为－Q的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零

(2)将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放

根据库仑力的叠加，结合平衡条件，求解电荷量；根据φ­x图像判断场强方向，进而判断电荷的运动

通过电荷间的相互作用及图像抽象出电荷的运动模型

01

要点突破提升能力

提升点1电场中功能关系的综合问题

1．电场力做功的四种计算方法

2．电场中常见功能转化关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之间相互转化，二者总和保持不变，即ΔEk＝－ΔEp。

(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。

(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。

(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。

1.(多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平。a、b是两个完全相同的带正电小球(视

为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆

槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()

A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小

B．从N到P的过程中，速率先增大后减小

C．从N到Q的过程中，电势能一直增加

D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量

解析：重力不变，库仑力一直增大且与重力夹角不断减小，故合力一直增大，A错误；支持力不做功，重力与库仑力的合力先做正功，后做负功，故动能先增大后减小，即速率先增大后减小，B正确；两带电小球间距离一直减小，电势能一直增加，C正确；从P到Q，重力做负功，静电力做负功，动能转化为重力势能和电势能，动能减小量大于电势能增加量，D错误。

2．(2024·四川成都联考)如图所示，竖直和水平放置的绝缘光滑板PO、QO固定，a、b为两个均带正电的小球(可视为点电荷)，当用平行于QO向左的力F作用于b时，a、b紧靠板静止。由于a球缓慢漏电，a球缓慢移动，现稍改变F的大小，使b一直处于静止状态，则下列说法正确的是()

A．两小球之间的库仑力变大

B．力F减小

C．系统的重力势能变大

D．系统的电势能变小

提升点2电场中的图像问题

1．几种常见图像

(1)v­t图像

根据v­t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，可确定电荷所受静电力的方向与静电力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。

(2)φ­x图像(电场方向与x轴平行)

①电场强度的大小等于φ­x图线的切线斜率的绝对值，如果图线是曲线，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，电场为匀强电场(如图)。切线的斜率为零时电场强度为零。

②在φ­x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向。(如图)

(3)E­x图像(电场方向与x轴平行)

①E­x图像为静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系，若规定x轴正方向为电场强度E的正方向，则E＞0，电场强度E沿x轴正方向；E＜0，电场强度E沿x轴负方向。

②E­x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差(如图所示)，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。

2．解决静电场中图像问题的三点注意

(1)注意图像的种类，明确两个坐标轴代表的物理量，如v­t、φ­x、E­x、Ep­x等图像。

(2)注意图线的形状特点与对应的数学规律，明确两个物理量之间的变化关系。

(3)注意图线的斜率、截距、交点、拐点及有些图线与横轴所围成的“面积”等的物理意义，这些信息往往是解决此类问题的关键。

例2(2024·广西南宁高三联考)如图所示，在x＝－2r0和x＝2r0的a、b两处分别固定着电荷量不等的点电荷，其中a处点电荷的电荷量为＋q，c、d两点的坐标分别为－r0与r0。a、b连线上各点的电势φ与位置x之间的关系如图所示(取无穷远处为电势零点)，图中x＝－r0处为图线的最低点。则()

A．b处为正电荷且电荷量小于q

B．在c点由静止释放一个正电荷，它将保持静止

C．在d点由静止释放一个正电荷，它将在c、d之间做往复运动

D．取一个带正电荷的检验电荷，它在c点的电势能大于在d点的电势能

1.(多选)(2024·四川南充高三诊断)如图甲所示，绝缘且粗糙程度相同的水平面上固定着两个带等量负电荷的点电荷M和N，O、A、B是在此水平面上M、N连线的中垂线上的三点，B点是MN的中点，O与B间距为x＝0.2m。一带正电的小球