熱點專題系列四　攻克電場類圖像的應(yīng)用

(本欄目對應(yīng)學(xué)生用書P173)熱點專題系列四攻克電場類圖像的應(yīng)用電場中?？嫉娜悎D像圖像特點φ-x圖像E-x圖像（1）反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律（2）E>0表示場強沿x軸正方向，E<0表示場強沿x軸負(fù)方向（3）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Ep-x圖像類型一

φ-x圖像

CD

變式1如圖甲，O、P為光滑絕緣水平面上一條電場線上的兩點，兩點相距0.3m，電場線上各點的電勢φ隨距O點的距離x變化的關(guān)系如圖乙所示.圖中斜虛線為圖線在點P（0.3m，200V）的切線，切線與x軸交于0.5m處.現(xiàn)將一質(zhì)量1×10-3kg、電荷量大小為2×10-6C的小物塊從O點靜止釋放，會向P點運動，下列說法正確的是

（）A.該物塊帶負(fù)電B.該物塊在P點的電勢能比在O點的電勢能大C.該物塊運動到P點時，加速度大小為20m/s2D.該物塊運動到P點時，速度大小為1m/sD

類型二

E-x圖像例2

（2024年廣東一模）如圖所示，電荷量為+q的電荷均勻地分布在半徑為R的絕緣環(huán)上，O為圓環(huán)的圓心、在過O點垂直于圓環(huán)平面的軸上有一點P，它與O點的距離OP=2R，在P點也有一帶電荷量為+q的點電荷，A點為OP的中點，隨著R的改變，下列圖像中，A點的場強與相關(guān)物理量之間的關(guān)系，正確的是

（）A

變式2某靜電場中x軸上各點的電場強度方向均與x軸重合，將x軸負(fù)方向設(shè)為電場強度的正方向，電場強度E隨x變化的規(guī)律如圖所示.-d~d間的圖像關(guān)于x=0對稱.下列圖分別表示x軸上各點的電勢φ隨x變化的圖像，其中可能正確的是

（）C【解析】由于以x軸負(fù)方向為電場強度的正方向，在-d~d區(qū)間，場強均為正值，即場強均沿x軸負(fù)方向，沿電場方向電勢逐漸降低，故沿+x方向，電勢逐漸升高，由于φ-x圖線的斜率表示場強大小，在O點附近場強最大，φ-x圖線斜率最大，對比可知，C項符合題意.類型三

Ep-x圖像1.根據(jù)電勢能的變化可以判斷電場力做功的正負(fù)，電勢能減少，電場力做正功；電勢能增加，電場力做負(fù)功.2.根據(jù)ΔEp=-W=-Fx，圖像Ep-x斜率的絕對值表示電場力的大小.例3

（2024年茂名一模）（多選）如圖甲所示，在某電場中建立x坐標(biāo)軸，一個電子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動，經(jīng)過a、b、c三點，已知xb-xa=xc-xb.該電子的電勢能Ep隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示.則下列說法中正確的是

（）A.自a到c電場力對電子做正功B.a點電勢高于b點電勢C.電子在a點加速度大于在c點加速度D.電子經(jīng)過a點的動能小于經(jīng)過b點的動能甲乙ACD【解析】根據(jù)題意，由圖乙可知，從a到c的過程中，電子的電勢能減小，則電場力對電子做正功，A正確；由圖乙可知，電子在a點電勢能高于在b點電勢能，由Ep=φq可知，a點電勢低于b點電勢，B錯誤；根據(jù)Ep-x圖像的斜率表示電場力，由圖乙可知，電子在a點所受電場力大于在c點所受電場力，則電子在a點加速度大于在c點加速度，C正確；電子僅在電場力作用下運動，電子的電勢能和動能之和保持不變，由于電子在a點電勢能高于在b點電勢能，則電子經(jīng)過a點的動能小于經(jīng)過b點的動能，D正確.變式3空間中存在一靜電場，一電子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能Ep隨位置x的變化關(guān)系如圖所示，則電子從x1向x3運動的過程中，下列說法正確的是

（）A.在x1處電子速度最大B.在x2處電子加速度最大C.在x3處電場強度最大D.在x2處電勢最高C【解析】電子僅在電場力作用下運動，動能與電勢能之和是恒定的，則電子從x1向x3運動的過程中，在x3處的電勢能最小，則動能最大，速度最大，A錯誤；Ep-x圖像的斜率絕對值表示電子受到的電場力大小，在x2處圖像的斜率為0，則電場力為0，故電子的加速度為0，B錯誤；電子從x1向x3運動