百年学典 全优课堂 物理 高考总复习 课件 热点专题系列四　攻克电场类图像的应用.pptx

(本栏目对应学生用书P173)热点专题系列四攻克电场类图像的应用

电场中常考的三类图像图像特点φ-x图像

E-x图像（1）反映了电场强度随位移变化的规律（2）E0表示场强沿x轴正方向，E0表示场强沿x轴负方向（3）图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定Ep-x图像

类型一φ-x图像

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变式1如图甲，O、P为光滑绝缘水平面上一条电场线上的两点，两点相距0.3m，电场线上各点的电势φ随距O点的距离x变化的关系如图乙所示.图中斜虚线为图线在点P（0.3m，200V）的切线，切线与x轴交于0.5m处.现将一质量1×10-3kg、电荷量大小为2×10-6C的小物块从O点静止释放，会向P点运动，下列说法正确的是（）A.该物块带负电B.该物块在P点的电势能比在O点的电势能大C.该物块运动到P点时，加速度大小为20m/s2D.该物块运动到P点时，速度大小为1m/sD

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类型二E-x图像

例2（2024年广东一模）如图所示，电荷量为+q的电荷均匀地分布在半径为R的绝缘环上，O为圆环的圆心、在过O点垂直于圆环平面的轴上有一点P，它与O点的距离OP=2R，在P点也有一带电荷量为+q的点电荷，A点为OP的中点，随着R的改变，下列图像中，A点的场强与相关物理量之间的关系，正确的是（）A

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变式2某静电场中x轴上各点的电场强度方向均与x轴重合，将x轴负方向设为电场强度的正方向，电场强度E随x变化的规律如图所示.-d~d间的图像关于x=0对称.下列图分别表示x轴上各点的电势φ随x变化的图像，其中可能正确的是（）C

【解析】由于以x轴负方向为电场强度的正方向，在-d~d区间，场强均为正值，即场强均沿x轴负方向，沿电场方向电势逐渐降低，故沿+x方向，电势逐渐升高，由于φ-x图线的斜率表示场强大小，在O点附近场强最大，φ-x图线斜率最大，对比可知，C项符合题意.

类型三Ep-x图像1.根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负，电势能减少，电场力做正功；电势能增加，电场力做负功.2.根据ΔEp=-W=-Fx，图像Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小.

例3（2024年茂名一模）（多选）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过a、b、c三点，已知xb-xa=xc-xb.该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示.则下列说法中正确的是（）A.自a到c电场力对电子做正功B.a点电势高于b点电势C.电子在a点加速度大于在c点加速度D.电子经过a点的动能小于经过b点的动能甲乙ACD

【解析】根据题意，由图乙可知，从a到c的过程中，电子的电势能减小，则电场力对电子做正功，A正确；由图乙可知，电子在a点电势能高于在b点电势能，由Ep=φq可知，a点电势低于b点电势，B错误；根据Ep-x图像的斜率表示电场力，由图乙可知，电子在a点所受电场力大于在c点所受电场力，则电子在a点加速度大于在c点加速度，C正确；电子仅在电场力作用下运动，电子的电势能和动能之和保持不变，由于电子在a点电势能高于在b点电势能，则电子经过a点的动能小于经过b点的动能，D正确.

变式3空间中存在一静电场，一电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位置x的变化关系如图所示，则电子从x1向x3运动的过程中，下列说法正确的是（）A.在x1处电子速度最大B.在x2处电子加速度最大C.在x3处电场强度最大D.在x2处电势最高C

【解析】电子仅在电场力作用下运动，动能与电势能之和是恒定的，则电子从x1向x3运动的过程中，在x3处的电势能最小，则动能最大，速度最大，A错误；Ep-x图像的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在x2处图像的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；电子从x1向x3运动的过程中，x3处的图像斜率绝对值最大，则电场力最大，电场强度最大，C正确；电子从x1向x3运动的过程中，电子在x2处电势能最大，但由于电子带负电，故在x2处电势最低，D错误.