陕西省第五批学科带头人培养对象刘小刚工作坊 高考物理小专题复习： 《静电场中的图像问题》 宝鸡市金台区教研室 刘小刚 陕西省第五批学科带头人培养对象刘小刚工作坊

课标要求： 3.1.3 知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。 3.1.5 知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。

考纲解读 电场 物质的电结构、电荷守恒 静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度、点电荷的场强 电场线 电势能、电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常用的电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ Ⅱ 考纲解读 带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强方向的情况（2018年取消）

电场知识框架图

近三年全国卷高考试题电场考点统计 年份 要求 2016 2017 2018 知识点 Ⅰ Ⅱ 题号 难度 分值 静电场 √ 电场强度、点电荷场强 15 易 6 25 难 20 电场线 电势能、电势 21 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常用的电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 17 中

《专题：静电场中的图像问题》学习目标 1、通过学习，掌握静电场中常见的E—x、φ-x、E—t、Ep-x、V—t等图像的特点，学会从图像中获取相应的信息，能够根据图像提供的信息通过分析推理，判断出对应电场的基本性质。 2、用归纳思维总结出静电场中常见图像问题的基本解法，学会用分析综合、推理论证等思维方式处理图像问题，培养自己的逻辑思维能力，将图像与具体的电场分布对应起来，能够综合应用静电场的基本规律和前面所学的力学规律解决问题。

C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功 典例示范 例题1、空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBX、 ECX。下列说法中正确的有（  ） A． EBX的大小大于ECX的大小 B． EBX的方向沿x轴正方向 C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功 答案：AD

1、如图所示，是真空中静电场的电势沿x轴变化情况的图像，电势关于坐标取点呈对称分布．电势图线在x=±x0处的切线的斜率大小相等，且最大．一带电量为+q的点电荷从0点沿x轴正方向一以无限小初速度开始运动，则关于该电荷的运动描述正确的是（下图中所有的图线在x=x0处斜率的绝对值均最大）（　　） 答案：C

例题2(多选)(2017·江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( ) 典例示范 例题2(多选)(2017·江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有(　　) A.q1和q2带有异种电荷 B.x1处的电场强度为零 C.负电荷从x1移到x2,电势能减小 D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大 解析 关闭 若为同种电荷,x轴上各点的电势不可能同时出现正值和负值,故两电荷必为异种电荷,A正确;φ-x图象中,图线上某点切线的斜率表示该点电场强度,x2处切线斜率为零,电场强度为零,x1处切线斜率不为零,电场强度不为零,B错;从x1到x2,电势升高,负电荷的电势能减小,C正确;从x1到x2,切线的斜率逐渐减小,负电荷受的电场力逐渐减小,D错。 答案 解析 关闭 AC 解析 答案

解决图象问题时首先根据图象的意义,写出有关的数学表达式;其次需要巧妙地利用图象的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积等信息分析处理物理问题。 典例示范 思维点拨本题的核心是对φ-x图象的认识,要能利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况,依据沿电场线的方向电势降低,还有就是图象的斜率描述电场的强弱——电场强度。 命题分析近几年,高考中以电场图象和电势图象切入命题的试题逐渐增多,如E-x图象、φ-x图象,或与粒子运动规律有关的图象,如v-t图象,此类问题考查学生将繁杂变化的量用图象清晰地表示的能力,考查学生数形转换的科学思想方法。 总结提升电场中图象问题的处理方法 解决图象问题时首先根据图象的意义,写出有关的数学表达式;其次需要巧妙地利用图象的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积等信息分析处理物理问题。

C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 典例示范 例题3.(多选)(2017·四川眉山东坡区月考)静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示,x轴正向为电场强度正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷(　　) A.在x2和x4处电势能相等 B.由x1运动到x3的过程中电势能增大 C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 解析 关闭 由题图可知,x1到x4电场强度先变大,再变小,则点电荷受到的电场力先增大后减小,C正确,D错误;由x1到x3及由x2到x4过程中,电场力做负功,电势能增大,知A错误,B正确。 答案 解析 关闭 BC 解析 答案

  答案：AD

B.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动 典例示范 例题4.(2017·河北张家口二模)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,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段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动 C.在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2=φ0>φ1 D.x2~x3段的电场强度大小、方向均不变 解析 关闭 答案 解析 关闭 解析 答案

变式训练 4、一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示，下列图象中合理的是（　　）

典例示范   答案：C

变式训练   答案：BC

小结 静电场中的图像特点有哪些？ 几种常见图象的特点及规律

模型建立

跟踪训练 1.(多选)(2017·全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wa b、Wb c和Wc d。下列选项正确的是(　　) A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1 C.Wa b∶Wb c=3∶1 D.Wb c∶Wc d=1∶3 解析 关闭 答案 解析 关闭 解析 答案

跟踪训练 2.(2017·内蒙古赤峰宁城县三模)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则(　　) A.N点的电场强度大小为零 B.A点的电场强度大小为零 C.NC间电场强度方向指向x轴正方向 D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功 解析 关闭 A、N点的电势等于零,电场强度大小不为零,选项A、B错误;从N点到C点电势升高,N、C点间电场强度方向指向x轴负方向,选项C错误;从N点到C点电势升高,从C点到D点电势降低,将一负点电荷从N点移到C点,电场力做正功,从C点到D点,电场力做负功,选项D正确。 答案 解析 关闭 D 解析 答案

跟踪训练  

跟踪训练  

跟踪训练 5、如图所示，是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正反向。在此过程中关于电子运动速度v、加速度a随时间t的变化，电子的动能Ek、运动径迹上电势φ随位移x的变化曲线，下列可能正确的是（　　）

课后作业： 课时规范练23： 第7、8、11题、 课时规范练24： 第8题

谢谢 Thank you 祝同学们 金榜题名 扬帆起航！