高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题,掌握母题解法规律,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
电场强度E随空间变化关系图象
【解法归纳】
所谓E-x图象是指空间中电场强度E随坐标x变化关系的图象。
匀强电场中的E-x图象是平行于x轴的直线;处于x=0处点电荷的E-x图象是有最大迅速减小的曲线;关于x=0对称分布的两个等量异号点电荷的E-x图象是关于E轴(纵轴)对称的U型图线;关于x=0对称分布的两个等量同号点电荷的E-x图象是关于坐标原点对称的曲线。
在E-x
图象上取一微元,由U=Ed可知电场强度E随x变化的一小段图象与x 轴所夹的面积表示对应的两点之间的电势差,据此比较两点之间电势的高低。
【针对训练题精选解析】
1. .(2012年2月宁波八校联考)真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x 1=0 和x2=3a的两点上,在它
们连线上各点场强随x变化关系如图所示,以下判断
中正确的是图7
第9题
图
A.点电荷M、N一定为异种电荷
B.点电荷M、N一定为同种电荷
C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1
D.x=2a处的电势一定为零
3.(2012年5月陕西宝鸡三模)在坐标系的x轴上关于O点对称的位置放置两个等量同种电荷,x轴上电场的场强E随x变化的关系如图所示,图线关于坐标原点对称,A.B是x轴上关于原点对称的两点.下列说法中正确的是
A.电子在A、B两点的电势能相等
B.电子在A、B两点的加速度大小相等方向相反
C.若取无限远处电势为零,则O点处电势小于零
D.电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线
4.有一静电场,其电场强度方向平行于x
轴。
其电势φ随坐标x的改变而变化,变化的
图象如图所示,设场强沿x轴正方向时取正值,
则图乙中正确表示该静电场的场强E随x变化
的图线是
母题8、电势随空间分布图象
所谓φ-x图象是指静电场中电势φ随x变化情况图象。
φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。
根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度(或电场强度分量)的大小。
若图象某段平行x轴,表明电势φ在该段不随x变化,电场强度沿x轴方向分量为零,空间各点场强与x轴垂直。
典例(2011上海物理第14题)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电势 随位置x变化规律的是图
【针对训练题精选解析】
1(2012年5月云南昆明检测)某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图象如图所示,φ-x图象关于φ轴对称,
a、b两点到O点的距离相等。
将一电荷从x轴上的
a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点,运动过
程中粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是
()
A.该电荷一定带负电
B.电荷到b点时动能为零
C.从O到b,电荷的电势能减小
D .从a 到b 电场力对电荷先做正功,后做负功
2.(2012年5月江西宜春模拟)有一静
电场,其电势随x 坐标的改变而改变,变化
的图线如右图所示。
若将一带负电粒子(重
力不计)从坐标原点O 由静止释放,电场中
P 、Q 两点的坐标分别为1mm 、4mm 。
则下列
说法正确的是:( )
A .粒子将沿x 轴正方向一直向前运动
B .粒子在P 点与Q 点加速度大小相等、方向相反
C .粒子经过P 点与Q 点时,动能相等
D .粒子经过P 点与Q 点时,电场力做功的功率相等
3.(2012年5月山东泰安二模)有一静电场,
其电势随x 坐标的改变而改变,变化的图线如右图所
示,若将一带负电粒子(重力不计)从坐标原点O
由静止释放,粒子沿x 轴运动,电场中P 、Q 两点的
坐标分别为1mm 、4mm 。
则下列说法正确的是
A .粒子经过P 点和Q 点加速度大小相等、方向相
反
B .粒子经过P 点与Q 点时,动能相等
C .粒子经过P 点与Q 点时,电场力做功的功率相等
D .粒子在P 点的电势能为正值 246810204012
20-40-)
(V )(mm x
5(2012年开封二模)空间某一静电场的电势φ
随x 变化情况如图所示,下列说法中正确的是
A. 空间各点场强的方向均与x 轴垂直
B. 电荷沿x 轴从O 移到x1的过程中,电场力不
做功
C. 正电荷沿x 轴从x1移到x2的过程中,电场力做正功,电势能减小
D. 负电荷沿x 轴从x1移到x2的过程中,电场力做负功,电势能增加
【点评】此题以电子运动所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律图象切入,要求比较两点的电场强度、电势、电子速度、电势能等。
7.(2010海淀高三期末考试)假设空间某一静电场的电势φ随x 变化情况如图12所示,根据图中信息可以确定下列说
法中正确的是
A .空间各点场强的方向均与x 轴垂直
B .电荷沿x 轴从0移到x 1的过程中,一定不受电
场力的作用
C .正电荷沿x 轴从x 2移到x 3的过程中,电场力做正功,电势能减
小
D .负电荷沿x 轴从x 4移到x 5的过程中,电场力做负功,电势能增
加
9.(2009江苏物理第8题)空间某一静电场的电势 在x 轴上分布图12 φ0x x x x x x
如图所示,x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx,下列说法中正确的有
A.E Bx的大小大于E Cx的大小
B.E Bx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
10、(2012上海静安区一模)如图(a)所示,在x轴上的两点分别放有-Q和+4Q两个点电荷,位置坐标分别为0和1。
图(b)是反映沿x轴电势分布情况的图线,正确是
11(2012河北衡水中学期末)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间场强方向指向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。