2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 小專題4 電場中的圖象專題課件.ppt

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小專題4電場中的圖象專題 突破1 電場中粒子運動的v t圖象 當(dāng)帶電粒子只在電場力作用下運動時 如果給出了粒子運動的速度圖象 則從速度圖象上能確定粒子運動的加速度方向 加速度大小變化情況 進而可將粒子運動中經(jīng)歷的各點的場強方向 場強大小 電勢高低及電勢能的變化等情況判定出來 典題1 多選 2016年山東第一次大聯(lián)考 如圖Z4 1甲所示 兩個點電荷Q1 Q2固定在x軸上 其中Q1位于原點O a b是它們連線延長線上的兩點 現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點開始經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運動 粒子只受電場力作用 設(shè)粒子經(jīng)過a b兩點時的速度分別為va vb 其速度 隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示 則以下判斷正確的是 甲 乙 圖Z4 1 A b點的電場強度一定為零B Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1C a點的電勢比b點的電勢高 D 粒子在a點的電勢能比在b點的電勢能小 解析 由v x圖象知 粒子從a點向遠(yuǎn)處運動先加速再減速 在b處速度最大 則b點左右兩側(cè)電場方向相反 b點的場強一定為零 根據(jù)從a點開始經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運動先加速后減速知 Q1帶負(fù)電 Q2帶正電 Q2的電荷量小于Q1 A項正確 B項錯誤 a點的動能比b點的動能小 a點的電勢能比b點的電勢能大 且運動電荷為正電荷 所以a點的電勢比b點的電勢高 C項正確 D項錯誤 答案 AC 考點突破1 2017年湖南衡陽高三第一次大聯(lián)考 兩個等量同種電荷固定于光滑絕緣水平面上 其連線中垂線上有A B C三點 如圖Z4 2甲所示 一個電荷量為2C 質(zhì)量為1kg的帶正電的小物塊從C點靜止釋放 其運動的v t圖象如圖乙所示 其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置 圖中標(biāo)出了 該切線 則下列說法正確的是 甲 乙 圖Z4 2 A B點為中垂線上電場強度最大的點 電場強度E 0 2N CB 由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后增大C A B兩點間的電勢差UAB 5V D UCB UBA 解析 據(jù)v t圖象可知帶電粒子在B點的加速度最大為 最大為1N C 故A錯誤 據(jù)兩個等量的同種正電荷 其連線中垂線上電場強度方向由O點沿中垂線指向外側(cè) 故由C點到A點的過程中電勢逐漸減小 物塊的電勢能逐漸減小 故B錯誤 答案 D 突破2 電場中的E x圖象 1 分析 1 反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律 2 圖線與x軸圍成的 面積 表示電勢差 面積 大小表示電勢差大小 兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定 2 分類 1 點電荷的E x圖象 正點電荷及負(fù)點電荷的電場強度E隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖象大致如圖Z4 3和圖Z4 4所示 圖Z4 3 圖Z4 4 圖Z4 5 2 兩個等量異種點電荷的E x圖象 兩電荷連線上的E x圖象如圖Z4 5 兩電荷連線的中垂線上的E y圖象如圖Z4 6 圖Z4 6 圖Z4 7 圖Z4 8 3 兩個等量同種點電荷的E x圖象 兩電荷連線上的E x圖象如圖Z4 7 兩電荷連線的中垂線上的E y圖象如圖Z4 8 典題2 2016年山東高三統(tǒng)考 x軸上各點的電場強度如圖Z4 9所示 場強方向與x軸平行 規(guī)定沿x軸正方向為正 一負(fù)點電荷從坐標(biāo)原點O以一定的初速度沿x軸正方向運動 點電荷到達(dá)x2位置時速度第一次為零 在x3位置第二次速度為 零 不計粒子的重力 下列說法正確的是 圖Z4 9 A 點電荷從O點運動到x2 再運動到x3的過程中 速度先 均勻減小再均勻增大 然后減小再增大 B 點電荷從O點運動到x2 再運動到x3的過程中 加速度 先減小再增大 然后保持不變 C O點與x2和O點與x3電勢差UOx2 UOx3D 點電荷在x2 x3位置的電勢能最大 解析 在沿x軸正方向上的電場是非勻強電場 所以點電荷受到的電場力不是恒定的 電場先增大后減小 再增大再減小 所以點電荷在從原點到x2過程中加速度先增大后減小 再增大再減小 從x2向坐標(biāo)原點運動過程中加速度先增大后減小 再增大再減小 到達(dá)x軸負(fù)方向時 電場恒定 加速度恒定 整個過程中速度不是均勻變化 A B項錯誤 從O點運動到 電勢能之和保持不變 動能最小則電勢能最大 故點電荷到達(dá)x2位置速度第一次為零 在x3位置第二次速度為零 在x2 x3位置電勢能最大 故D正確 答案 D 考點突破2 多選 一電荷量為 q的粒子只在電場力作用下沿x軸做直線運動 規(guī)定x軸正方向為電場強度正方向 x軸上各點的電場強度E隨x坐標(biāo)的變化圖線如圖Z4 10所示 A 0 x1 B 0 x1 為粒子運動軌跡上的兩點 下列說法正確 的是 圖Z4 10 A A B兩點的電場強度和電勢均相同B 粒子經(jīng)過A B兩點時的速度大小相同C 粒子經(jīng)過A B兩點時的加速度相同D 粒子經(jīng)過A B兩點時電勢能相同 解析 由圖知A B兩點的電場強度方向相反 電勢相等 所以A錯誤 粒子從B運動到A 電場力做功W qU 0 根據(jù)動能定理知 粒子經(jīng)過A B兩點時的動能相等 電勢能相等 速度大小相同 故B D正確 A B兩點電場的方向相反 粒子所受合外力方向相反 所以加速度方向相反 故C錯誤 答案 BD 突破3 電場中的 x圖象 1 分析 1 電場強度的大小等于 x圖線的斜率大小 電場強度為零處 x圖線存在極值 其切線的斜率為零 2 在 x圖象中可以直接判斷各點電勢的大小 并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強度的方向 3 在 x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化 可用WAB qUAB 進而分析WAB的正 負(fù) 然后作出判斷 2 分類 1 點電荷的 x圖象 取無限遠(yuǎn)處電勢為零 正點電荷的 x圖象如圖Z4 11 負(fù)點電荷的 x圖象如圖Z4 12 圖Z4 11 圖Z4 12 圖Z4 13 2 兩個等量異種電荷連線上的 x圖象如圖Z4 13 3 兩個等量同種電荷的 x圖象 兩正電荷連線上的 x圖象如圖Z4 14 兩正電荷連線的中垂線上的 y圖象如圖Z4 15 圖Z4 14 圖Z4 15 典題3 多選 空間某一靜電場的電勢 在x軸上分布如圖Z4 16所示 x軸上兩點B C的電場強度在x方向上的分量 分別是EBx ECx 下列說法正確的有 A EBx的大小大于ECx的大小B EBx的方向沿x軸正方向C 電荷在O點受到的電場力在x軸方向上的分量最大 圖Z4 16 D 負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中 電場力先做正功 后做負(fù)功 解析 在 x圖象中 圖線斜率的絕對值表示場強大小 結(jié)合題中圖象特點可知EBx ECx EOx 0 故A項正確 C項錯誤 根據(jù)電場中沿著電場線的方向電勢逐漸降低可知EBx沿x軸負(fù)方向 B項錯誤 負(fù)電荷在正x軸上受電場力沿x軸負(fù)方向 在負(fù)x軸上受電場力沿x軸正方向 故可判斷負(fù)電荷從B移到C的過程中 電場力先做正功后做負(fù)功 D項正確 答案 AD 考點突破3 多選 2017年新課標(biāo) 卷 在一靜止點電荷的電場中 任一點的電勢 與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖Z4 17所示 電場中四個點a b c和d的電場強度大小分別Ea Eb Ec和Ed 點a到點電荷的距離ra與點a的電勢 a已在圖中用坐標(biāo) ra a 標(biāo)出 其余類推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b c點移動到d點 在相鄰兩點間移動的過程中 電場力所做的功分 別為Wab Wbc和Wcd 下列選項正確的是 圖Z4 17 A Ea Eb 4 1C Wab Wbc 3 1 B Ec Ed 2 1D Wbc Wcd 1 3 答案 AC 突破4 電場中的Ep x Ek x圖象 電場力做功量度電勢能的變化 而電場力做功就是力對位移的積累 由Ep Ep0 Fx 得Ep Ep0 Fx 故Ep x圖象的斜率表示電場力 縱截距表示初勢能 合力做功量度了動能的變化 如果帶電粒子只受電場力的作用 則合力做的功就是電場力做的功 由Ek Ek0 Fx 得Ek Ek0 Fx 故Ek x圖象的斜率表示電場力 縱截距表示初動能 然后根據(jù)兩圖象斜率的變化可判斷出電場力的變化 進而判斷出電場強度大小的變化 典題4 一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用 做初速度為零的直線運動 取該直線為x軸 起始點O為坐標(biāo)原點 其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖Z4 18所示 下列圖象中合理的 是 圖Z4 18 A 電場強度與位移的關(guān)系C 粒子速度與位移的關(guān)系 B 粒子動能與位移的關(guān)系D 粒子加速度與位移的關(guān)系 答案 D 考點突破4 多選 2017年江西南昌二模 M N是某電場中一條電場線上的兩點 若在M點釋放一個初速度為零的電子 電子僅受電場力作用 并沿電場線由M點運動到N點 其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖Z4 19所示 則下列說法正確的 是 A 電子運動的軌跡為直線B 該電場是勻強電場 圖Z4 19 C 電子在N點的加速度小于在M點的加速度D 電子在N點的動能大于在M點的動能答案 ACD