《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题45 电场中的φ-x、Ep-x、E-x三类图像（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 45 电场中的 φ-x、Ep-x、E-x 三类图像
导练目标 导练内容
目标 1φ-x 图像
目标 2Ep-x 图像
目标 3E-x 图像
【知识导学与典例导练】
一、φ-x 图像
1.电场强度的大小等于 φ-x图线的斜率的绝对值,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大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。
3.在φ-x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。
【例 1】沿电场线所在直线建立如图所示 Ox 轴，x轴上各点电势 随 x的变化规律如图所示，坐标点
O、x1、x2和x3分别与 x轴上 O
、
A
、
B
、
C四点相对应，O点电势为零。带电量为-e的电子从 O点由静止释
放，仅受电场力作用，下列说法正确的是（　　）
A．在 0~ 区间内，电场方向始终指向 x轴正方向
B．电子到达 B点时动能为
C．电子从 A运动到 C，加速度先增大后减小
D．若在 B点给电子一个沿 x轴方向的初速度，电子一定会在 AC 间做往复运动
二、Ep-x 图像
1.根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负,电势能减少,电场力做正功:电势能增加,电场力做负功。
2.根据 ΔEp=-W=-Fx,图像 Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小。
【例 2】在静电场中，某一带负电的点电荷沿 x轴的电势能 Ep随位置 x的变化关系如图所示，在 x轴上有
四点：x1、x2、x3、x4，相邻两点间的距离相等，该带负电的点电荷只在电场力作用下由静止开始沿 x轴从
0点向 x轴正方向运动，下列说法中正确的是（　　）
A．x2和x4两点处电场强度相等
B．由 x1运动到 x4的过程中加速度先增大后减小
C．由 x1运动到 x4的过程中动能先增大再减小
D．设电荷从 x1运动到 x2，电场力做功 W1，电荷从 x1运动到 x4，电场力做功 W2，则 W1<W2
三、E-x 图像
1.E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律,E>0表示电场强度沿 x轴正方向;E<0表示电场强度沿 x轴负
方向。
2.在给定了电场的 E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与 x轴所围图
形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定
粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。
3.在这类题目中,还可以由 E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电
荷来处理相关问题。
【例 3】x轴上固定着两个点电荷 A、B，两点电荷分别位于 ， 处，两者所在区域为真空，在
两者连线上某点的电场强度 E与该点位置的关系如图所示。选取 x轴正方向为场强的正方向，无限远处电
势为零。以下说法正确的是（　　）
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