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21.(2012年2月宁林校联考)真空中相距为力的两个点电荷“ Y分别固定于曲上富=0和口a的两点上在它们连线上咨点场擲5工变化关系如图所示,以下判断中正确的是A.点电陆M T —定为异种电荷『B・点电荷胚定为同种电荷IG点电荷H-Y所带电荷量的绝对值之比为4: 1 卜D.尸2口处的电势一定対零丰汽pr21答柔BC解析I由它们连线上咨点场强随丁变化关系可釦,| V 点点荷定为同种正电荷,选顶A错误B正确。
由点筝勺踽电荷电坏虽度公式和电场叠加原理可得点电荷⑭y所带电荷量的绝对值之比为4:1,选项c正确。
由于电势是相对量,护立处的电势随專电势点的确定变化,选项D错误。
典例.(2010江苏物理)空阿有一沿x轴对称分布的电场,耳电场逼度E隨K变化的團象如国6所示。
下列说法正确的是£1O点的电聘最低陀点的电势最高出和-比两点的电剪相等”和X3两点的电势相等【解祈】电势与电场强度之间没有必然联系.电场强度为零的点电势不一定为零*电势为零的点电场强度不一定为零,据此可知,0点的电场强度为零,但电势不一定最低,选项A错误i吃点的电场程度最大,但电势不一定最高,选顶吕错误!由0切可知电场强度E随*变化的图象与x轴所夹的面积表示电势差.比和丸两点的图象与x轴所夹的面积相等,说明这两点与。
点的电魁差相等,所以龙和讥两点的电势相等,选项C正确/比和幻两点的电场運度相等,但与X轴所夹的面积不等.所以这两点电势不相等,选项D错误,【答案】C【点评】此题以电场强度E随x变化的图象给出解题信息,考查电场强度E随x 变化的图象与电势的关系。
【解祈】由于两点电荷带电量招等,两电荷连线上场强大小E^x关系应该关于连钱中点对称,在连线中点电场5皱不为零,所以正确反映两电荷连线上场强大小£与X 关系的是图A.【答秦】A【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 i=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A..氏D.2.(2009上海物理第m题).两带电量分别为q和-可的点电荷放在潸轴上,相圈3第9题图A.点电荷M、N —定为异种电荷B.点电荷M、N —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 : 1D.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0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 两点的电势能相等芹B.电子在A、B两点的加速度大小相等方向相反’/X厂?・C.若取无限远处电势为零,则0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©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-2xW 4母题&电势随空间分布图象所谓©-X 图象是指静电场中电势 ©随x 变化情况图象。
©-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 © -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©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。
4. C2O12年江苏省无锡二模)某静电场中的一条电场线与翳由重合,其电势的 变化规律如图所示样在O 点由静止釋族一电子,电子 仅受电场力的作用,则在-此~巾区间内A. 该静电场是匀趣电场B. 该静电场是非匀强电场C. 电子將沿舅轴正方向运动,加速度逐渐减水D. 电子将沿舅轴正方向运动,加速度逐渐増大 4.答案*旺解析’由于电势随耳不是均匀变佻 所以 该静电场是非匀强电场,且O 点电场强度最大,旳处电场隹度最小,选顶A 错 误B 正确:由电势变化规律可知,电场线方向指向x 轴负方向,在O 点由静止 释放一电子,电子所受电场力的方向指向買轴正方向,电子将沿共轴正方向运魂 加速度逐渐减小,选项匚正确D 错误。
国V ・nrl2xl04-2xl042x10121—- ---------- -■]_________________! 4(510 12x/mm12xtan10102x10 -2x10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6.(2011-^春调研)如图11 ◎.所示…鮎是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿M由点*运动到点艮所经位置旳电势随距弓点的距离变化的规律如图11⑹所示.以下说法正确的是f )tvA. A.月两点的电场强度E4E去\B.电子在-J、E两点的遠度A 0|、■—c.丄月两点的电势血<如* —«:D.电子在乩B两点的电势能弘〉窃⑹聞时s 圈九【解析】根据电塚镀弓电势差的关系E=~圏(b为]线的斜率代表场遲大小,由圏可看岀E.>E S,选项A正确孑由于沿电扬线方向电势降低,所以电场线方问由H指问D 4“电子受力方向与电场銭方问相鬲从V至必电子做减速运动,口>0谨项$ C错鬲电子爪H到月电场力做员功,电势能増大,选顶D错误. 苗案】A【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,x图象关于©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40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5 (2012年开封二模)空间某一静电场的电势©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、、/ 、p1*J 62012 =4—・耳¥ ■勺' "ih J v 1 ■-— ^2^0 I l-ar ■ |-r ■■ ■斗■・vr iB.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©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 i的过程中,一定不受电场力的作用C.正电荷沿x轴从X2移到X3的过程中,电场力做正功,电势能减小D.负电荷沿x轴从X4移到x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?x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+4 Q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o-- ©---0 L X11 (2012河北衡水中学期末)两电荷量分别为轴上的0、M两点,两电荷连线上各点电势©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A B C D(b)答案;8解析;由于位置坐标分别为0和1两点分别放有卫和+4 Q两个点电荷」位于坐标为0处电勢为貝无限大,位于坐标为1处电势为正无限大。
由点电荷电场强度公式可知坐标护J处电场强度等于零,电势犬于零,所以图B正确。