
1.v-t圖像
根據(jù)v-t圖像的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化),可確定電荷所受靜電力的方向與靜電力的大小變化情況,進而確定電場的方向、電勢的高低及電勢能的變化.
2.φ-x圖像
(1)電場強度在x軸方向分量的大小等于φ-x圖線的切線斜率的絕對值,如果圖線是曲線,電場為非勻強電場;如果圖線是傾斜的直線,電場為勻強電場(如圖).切線的斜率為零時沿x軸方向電場強度為零.
(2)在φ-x圖像中可以直接判斷各點電勢的高低,并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強度的方向,進而可以判斷電荷在電場中的受力方向.(如圖)
(3)在φ-x圖像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.
(4)電場中常見的φ-x圖像
①點電荷的φ-x圖像(取無限遠(yuǎn)處電勢為零),如圖.
②兩個等量異種點電荷連線上的φ-x圖像,如圖.
③兩個等量同種點電荷的φ-x圖像,如圖.
3.E-x圖像
(1)E-x圖像為靜電場在x軸上的電場強度E隨x的變化關(guān)系,若規(guī)定x軸正方向為電場強度E的正方向,則E>0,電場強度E沿x軸正方向;E<0,電場強度E沿x軸負(fù)方向.
(2)E-x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢差(如圖所示),兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定.在與粒子運動相結(jié)合的題目中,可進一步確定粒子的電性、動能變化、電勢能變化等情況.
(3)電場中常見的E-x圖像
①點電荷的E-x圖像
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)系的圖像大致如圖所示.
②兩個等量異種點電荷的E-x圖像,如圖.
③兩個等量正點電荷的E-x圖像,如圖.
4.Ep-x圖像
由靜電力做功與電勢能變化關(guān)系F電x=Ep1-Ep2=-ΔEp知Ep-x圖像的切線斜率k=ΔEpΔx,其大小等于靜電力,斜率正負(fù)代表靜電力的方向,如圖所示.
5.Ek-x圖像
當(dāng)帶電體只有靜電力做功,由動能定理F電x=Ek-Ek0=ΔEk知Ek-x圖像的切線斜率k=ΔEkΔx,其大小等于靜電力.
研透高考 明確方向
命題點1 電場中的v-t圖像
1.一帶電粒子僅在電場力作用下從A點開始以-v0做直線運動,其v-t圖像如圖所示.粒子在t0時刻運動到B點,3t0時刻運動到C點,下列說法正確的是( C )
A.A、B、C三點的電勢關(guān)系為φB>φA>φC
B.A、B、C三點的場強大小關(guān)系為EC>EB>EA
C.粒子從A點經(jīng)B點運動到C點,電勢能先增加后減少
D.粒子從A點經(jīng)B點運動到C點,電場力先做正功后做負(fù)功
解析 由題圖可知,帶電粒子在0~t0時間內(nèi)做減速運動,電場力做負(fù)功,電勢能增加,在t0~3t0時間內(nèi)反方向做加速運動,電場力做正功,電勢能減少,C正確,D錯誤;由于不知道帶電粒子的電性,故無法判斷電勢的高低,A錯誤;題圖中的斜率表示粒子的加速度,即a=ΔvΔt=qEm,可知A、B、C三點中B點的場強最大,B錯誤.
命題點2 φ-x圖像
2.[多選]在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示.下列說法正確的有( AC )
A.q1和q2帶有異種電荷
B.x1處的電場強度為零
C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢能減小
D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場力增大
解析 由題圖可知,電勢有正有負(fù),且只有一個極值,說明兩個點電荷為異種電荷,A正確;由E=ΔφΔx可知,φ-x圖像的切線斜率的絕對值表示電場強度的大小,因此x1處的電場強度不為零,B錯誤;負(fù)電荷從x1移到x2的過程中,電勢升高,電場強度減小,由Ep=qφ,F(xiàn)=qE可知,負(fù)電荷電勢能減小,受到的電場力減小,C正確,D錯誤.
命題拓展
如圖,某負(fù)點電荷從x3處靜止釋放,判斷其能否到達(dá)x4處,并說明理由.
答案 能;負(fù)點電荷在x3~x2之間受到沿x軸正方向的電場力,在x3~x2之間加速運動,在x2~x4之間受到沿x軸負(fù)方向的電場力,在x2~x4之間減速運動,又x3和x4兩處的電勢相等,則負(fù)點電荷到達(dá)x4處時速度恰好為0.
命題點3 E-x圖像
3.一靜電場在x軸方向上的電場強度E隨x的變化關(guān)系如圖所示,在x軸上有四點x1、x2、x3、x4,相鄰兩點間的距離相等,x軸正方向為場強正方向,一個帶正電的點電荷沿x軸運動,則點電荷( B )
A.在x2和x4兩點處電勢相等
B.由x1運動到x4的過程中,加速度先增大后減小
C.由x1運動到x4的過程中,電勢能先增大后減小
D.從x2運動到x1的過程中,電場力做的功為W1,從x3運動到x2的過程中,電場力做的功為W2,則W1=W2
解析 由題圖可知x1到x4處的場強沿x軸負(fù)方向,則點電荷從x1到x4處逆著電場方向移動,電勢升高,故帶正電的點電荷電勢能一直增大,A、C錯誤;點電荷由x1
運動到x4的過程中,由題圖可以看出電場強度的絕對值先增大后減小,所以電場力先增大后減小,加速度也先增大后減小,B正確;E-x圖線與橫軸所圍圖形的面積的絕對值表示電勢差的絕對值,由題圖可知U32>U21,故W2>W(wǎng)1,D錯誤.
命題點4 Ep-x、Ek-x圖像
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)系如圖所示.下列圖像中合理的是( D )
解析 由于粒子只受電場力作用,因此由F電=|ΔEpΔx|可知,Ep-x圖像的圖線斜率大小表示粒子所受電場力大小,從題圖可知,圖線的斜率隨位移的增大而越來越小,因此粒子運動后所受的電場力隨位移的增大而越來越小,因此電場強度越來越小,加速度也越來越小,A錯誤,D正確;由于粒子只受電場力作用,因此動能與電勢能的和是定值,但從B項圖和題圖可以看出,不同位置的電勢能與動能的和不是定值,B錯誤;粒子做加速度減小的加速運動,C錯誤.
核心考點
五年考情
命題分析預(yù)測
電場中的圖像問題
2023:上海T8;
2021:山東T6
圖像問題一般以選擇題形式考查,其他內(nèi)容一般以壓軸選擇題或計算題形式考查,考查頻次一般.預(yù)計2025年高考將考查利用“等效法”求解帶電粒子在復(fù)合場中運動的力電綜合問題.另外可能會將電場中電勢能與其他能量相關(guān)問題結(jié)合起來考查,要注意與彈簧、斜面等模型的結(jié)合.
帶電粒子在交變電場中的運動
“等效法”在復(fù)合場中的運用
2022:全國甲T21,遼寧T14;
2019:浙江4月T13
電場中的力電綜合問題
2023:新課標(biāo)T25,浙江6月T12,浙江1月T12;
2022:浙江6月T15,遼寧T10;
2021:福建T15;
2020:天津T12;
2019:全國ⅡT20,全國ⅡT24
這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第九章靜電場專題十三帶電體在電場中運動的綜合問題題型4電場中的力電綜合問題,共4頁。試卷主要包含了解題關(guān)鍵等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第九章靜電場專題十三帶電體在電場中運動的綜合問題題型2帶電粒子在交變電場中的運動,共4頁。試卷主要包含了注重全面分析,5m 光帶位置下移,長度不變等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第九章靜電場專題十三帶電體在電場中運動的綜合問題題型3“等效法”在復(fù)合場中的運用,共3頁。試卷主要包含了等效重力場,等效重力場的相關(guān)知識點及解釋,舉例等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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