◇　山東　趙海榮

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靜電場(chǎng)中涉及圖像問(wèn)題的處理方法和技巧

◇山東趙海榮

高中物理靜電場(chǎng)中的圖象類問(wèn)題形式多樣．場(chǎng)源可能是點(diǎn)電荷、等量的同種(異種)電荷、帶電平板等．知識(shí)點(diǎn)涉及加速度、靜電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差等．解答該類題型的關(guān)鍵是要讀懂圖象的意義,即坐標(biāo)軸、坐標(biāo)原點(diǎn)、斜率、交點(diǎn)坐標(biāo)的物理意義，同時(shí)結(jié)合題意,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和電勢(shì)的基本公式解決相關(guān)問(wèn)題．

1　v-t圖象

圖1　　　　　　圖2

AA、B 2點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是EA

BA、B 2點(diǎn)的電勢(shì)是φA>φB;

CQ在A、B 2點(diǎn)的電勢(shì)能大小是EpA> EpB;

D此電場(chǎng)一定是負(fù)電荷形成的電場(chǎng)

答案A、B、D. 小結(jié): 由v-t 圖象的速度和斜率的變化,確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況,進(jìn)而確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化．

2　φ-x圖象

圖3

AC點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0;

BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0;

CNC間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向;

D負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)到D點(diǎn),電場(chǎng)力一直做正功

答案A. 小結(jié): 1) 在φ-x 圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小,并由此確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和判斷場(chǎng)源電荷的位置或電性; 2) 在φ-x 圖象中可以用WAB=QUAB分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,再分析WAB的正負(fù),然后作出判斷; 3) 電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于φ-x 圖線的斜率大小,電場(chǎng)強(qiáng)度為0處,φ-x 圖線存在極值,其切線斜率為0.

3　E-x 圖象

圖4

AO點(diǎn)的電勢(shì)最低;

Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高;

Cx1和-x12點(diǎn)的電勢(shì)相等;

Dx1和x32點(diǎn)的電勢(shì)相等

答案C. 小結(jié): 1)E-x圖象在橫軸上的截距表示場(chǎng)強(qiáng)為0的位置,由圖象還可直接得到各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小及方向關(guān)系并畫出對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線,從而比較同一帶電粒子在電場(chǎng)中加速度大小和方向關(guān)系并確定電勢(shì)高低; 2)E-x圖象與坐標(biāo)軸所圍成圖形“面積”表示電勢(shì)差,該“面積”大小表示電勢(shì)差的絕對(duì)值,“面積”的位置(位于橫軸上方或下方)表示電勢(shì)差正、負(fù)性不同,計(jì)算2點(diǎn)間電勢(shì)差時(shí)要求代數(shù)和,若代數(shù)和為0,說(shuō)明這2點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn).

4　Ep-x 圖象

圖5

A坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度為0;

B粒子經(jīng)過(guò)x1、-x1處速度相同;

C由x1運(yùn)動(dòng)到O過(guò)程加速度一直減小;

答案A、B. 小結(jié): 1)由Ep=Qφ和E=Δφ/Δx分析圖象的斜率與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系,可求出某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小; 2)Ep-x圖象上各點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值表示各點(diǎn)電場(chǎng)力大?。纱朔治鲭妶?chǎng)力的變化,從而判斷加速度及電場(chǎng)強(qiáng)度的變化; 3) 由能量守恒判斷速度的大小關(guān)系.

山東東營(yíng)市河口區(qū)第一中學(xué))