5 静电场中常见的图像问题(1)应用图像处理物理问题可达到化难为易、 化繁为简的目的, 也有利于培养学生数形结合、形象思维、灵活处理物理问题的 能力
在高考中“静电场”部分常常涉及 φ-x 图像、 v-t 图像、E-t 图像、 E-x 图像及 Ep-x 图像等问题,主要考查学生的受力 分析、运动过程分析,临界条件分析等一系列基本能力,所以 这部分是高考命题的热点,在复习该部分内容时要足够重视
题型 1 φ x 图像问题(1)电场强度的大小等于 φ x 图线的斜率大小,电场强度为零处,φ x 图线存在极值,其切线的斜率为零
(2)在 φ x 图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向
(3)在 φx 图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用 WAB=qUAB,进而分析 WAB的正负,然后作出判断
【典例 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 电场强度在 x 方向上的分量分别是 EBx、ECx,下列说法中正确的是( )A. B、C 两点的电场强度大小 EBx<ECxB. 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】DA、在 B 点和 C 点附近分别取很小的一段 d,由题图得,B 点段对应的电势差大于 C 点段对应的电势差,将电场看做匀强电场,有,可见 EBx>ECx,A 项错误
C、同理可知 O 点的斜率最小,即场强最小,电荷在该点受到的电场力最小,C 项错误
B、沿电场线方向电势降低,在 O 点左侧,EBx的方向沿 x 轴负方向,在 O 点右侧,ECx的方向沿 x 轴正方向,B 项错误
D、负电荷沿 x 轴从 B 移到 C 的过程中,电场力先向右后向左,电场力先做正功,后做负功,