专题强化5　电场中的图像问题（课件 学案 练习，3份打包）鲁科版（2019）必修 第三册

专题强化5　电场中的图像问题 [学习目标]　1.理解E－x、φ－x、Ep－x图像的意义(难点)。2.能用E－x、φ－x、Ep－x图像解决电场问题(重点)。 一、E－x图像 (1)E－x图像的意义：反映了沿x轴方向电场强度E随x变化的规律。 (2)设x轴正方向为电场强度的正方向，E＞0表示电场强度沿x轴正方向；E＜0表示电场强度沿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。 例1　(多选)(2023·成都市树德中学高二月考)某条电场线是一条直线，直线上依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向。一个带电荷量为＋q的粒子，从O点由静止释放，仅受静电力作用。则(　　) A．若O点的电势为零，则A点的电势为－ B．粒子从A到B做匀速直线运动 C．粒子在OA段电势能减少量小于在BC段电势能减少量 D．粒子运动到B点时动能为 二、φ－x图像 (1)φ－x图像的意义：反映了电势φ随位置x变化的规律。在φ－x图像中根据纵坐标值可以直接判断各点电势的高低。 (2)φ－x图线的斜率绝对值表示沿x轴方向电场强度的大小；电场强度为零处，其切线的斜率为零。 (3)设电场强度的方向与x轴平行，图像中沿x轴，电势降低的方向即为电场强度方向。图中A点电势高于B点电势，故A、B间电场方向沿x轴正方向，C点电势低于D点电势，故C、D间电场方向沿x轴负方向。 例2　(多选)(2023·莆田市高二期末)在x轴上存在一电场，其电势φ随x的变化关系如图所示，一个带电粒子仅受电场力作用，在O处由静止释放后沿x轴正方向做直线运动，且以一定的速度通过x2处，则(　　) A．x1处的电场强度为零 B．x1和x2之间场强方向不变 C．从O到x2过程中，粒子电势能先减小后增大 D．从O到x2过程中，粒子加速度先减小后增大 例3　(多选)(2023·漳州市高二期末)某空间存在的静电场方向平行于x轴，其电势φ随x坐标变化情况如图所示，图中的φ0和d为已知量。一质量为m、电荷量为－q的粒子从(－d，0)点由静止释放，不计粒子重力，下列说法正确的是(　　) A．φ轴左侧的电场方向沿x轴正方向 B．φ轴右侧的电场强度大小为 C．粒子运动的最大速度为 D．粒子从点到点的过程中，电场力做功为2qφ0 三、Ep－x图像 (1)Ep－x图像的意义： 反映了电势能随位移变化的规律，如图所示。 (2)Ep－x图线的切线斜率绝对值表示电场力大小。 例4　如图所示，在原点O和x轴负半轴上坐标为－x1处分别固定两点电荷Q1、Q2(两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与x轴交点的横坐标为x3，图线最高点对应的横坐标为x4，不计试探电荷受到的重力，则下列判断正确的是(　　) A．点电荷Q1带负电 B．试探电荷在x2～x3之间受到的静电力沿x轴正方向 C．x3～x4之间的电场强度沿x轴正方向 D．两点电荷Q1、Q2电荷量的比值为 例5　(2023·龙岩市连城县第一中学高二月考)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2是关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3是直线，则下列说法正确的是(　　) A．x1处电场强度最小，但不为零 B．粒子在0～x2做匀变速运动，x2～x3做匀速直线运动 C．若x1、x3处电势为φ1、φ3，则φ1<φ3 D．x2～x3的电场强度大小方向均不变 例1　AD　[E－x图线与x轴所围图形的面积表示两点间的电势差大小，因此UOA＝E0d，由于φO＝0，因此φA＝－E0d，A正确；粒子由A到B过程静电力一直做正功，则带电粒子做加速运动，在该过程电场强度不变，故带电粒子做匀加速直线运动，B错误；粒子在OA段所 ... ...