高三专题带电粒子在电场中地运动轨迹问题11Word格式.docx

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1两个切线方向

电场线的切线方向：

____________________________

轨迹的切线方向：

______________________________

②判断电性应根据：

________________________________

③判断a、E、F根据：

______________________________

④判断v、EK的大小根据：

___________________________

⑤判断Ep的大小根据：

⑥判断电势的高低根据：

【典型题目】

1、某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　）

A．粒子必定带正电荷

B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度

C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度

D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能

2、实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如右图中的虚线所示（a、b只受电场力作用），则（　　）

A．a一定带正电，b一定带负电

B．电场力对a做正功，对b做负功

C．a的速度将减小，b的速度将增大

D．a的加速度将减小，b的加速度将增大

3、如右图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子（不计重力）经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能正确的是（　　）

A．该粒子带正电荷，运动方向为由a至b

B．该粒子带负电荷，运动方向为由a至b

C．该粒子带正电荷，运动方向为由b至a

D．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a

4、如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图能做出正确判断的是（）

A．带电粒子所带电荷的符号

B．带电粒子在a、b两点的受力方向

C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大

D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大

5、如右图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是（　　）

A．带电粒子带负电荷B．带电粒子带正电荷

C．带电粒子所受电场力的方向向左D．带电粒子做匀变速运动

6、一带电粒子沿着右图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的电势面，其中φa＜φb＜φc＜φd，若不计粒子受的重力，可以确定（　　）

A．该粒子带正电B．该粒子带负电

C．从J到K粒子的电势能增加

D．粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变

7、如下图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如下图所示，则（　　）

B．a加速度减小，b加速度增大

C．MN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|

D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小

8、如下图，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是（　　）

A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向

C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加

9、如下图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法正确的是（　　）

A．粒子带负电

B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5J

C．粒子在A点的动能比在B点多0.5J

D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5J

10、如下图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是（　　）

A．电场线方向向下

B．粒子一定从a点运动到b点

C．a点电势比b点电势高

D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

11、下图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如右图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点．已知O点电势高于c点，若不计重力，则（　　）

A．M带负电荷，N带正电荷

B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同

C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功

D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零

12．如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等．实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是（）

A．三个等势面中，a的电势最高

B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大

C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大

D．带电粒子由M运动到N，加速度增大

13、如图，虚线a、b和c是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb、和φc，φa﹥φb﹥φc。

一带电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）

A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C、粒子从K到L的过程中，静电势能增加

D、粒子从L到M的过程中，动能减少

14、（2010年山东理综20）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（）

A．

点场强大于

点场强

B．

点电势高于

点电势

C．若将一试探电荷+

由

点释放，它将沿电场线运动b点

D．若在

点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由

移至b的过程中，电势能减小

15、（2012山东理综19）图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。

则该粒子（）

A．带负电

B．在c点受力最大

C．在b点的电势能大于在c点的电势能

D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化

16、如图所示，匀强电场方向水平向右，一带电微粒笔直地沿虚线在电场中斜向上运动，则该微粒在从A运动到B的过程中，其动能将______，电势能将______（填“增大”或“减少”）.

考点三　静电场中图象问题

1．v－t图象：

根据v－t图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化．

2．φ－x图象：

（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图象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图象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．

3．E－x图象：

（1）反映了电场强度随位移变化的规律．

（2）E＞0表示场强沿x轴正方向；

E＜0表示场强沿x轴负方向．（3）图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．

[思维深化]

在电势能Ep与位移x的图象中，与x轴的交点和图象斜率分别表示什么？

答案　与x轴的交点是电势为零的点，图象斜率反映静电力的大小，也间接反映了电场强度E的大小．

8．[对v－t图象的理解]（2014·

海南·

9）（多选）如图8甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有（　　）

图8

A．φa>

φbB．Ea>

Eb

C．Ea<

EbD．Wa>

Wb

9．[对E－x图象的理解]（2014·

上海·

19）（多选）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图9所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（　　）

图9

A．在x2和x4处电势能相等

B．由x1运动到x3的过程中电势能增大

C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小

D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大

10．[对φ－x图象的理解]两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在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10所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（　　）

图10

A．q1、q2为等量异种电荷

B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向

C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大

D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小

11．[对Ep－x图象的理解]（2014·

安徽·

17）一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图11所示，下列图象中合理的是（　　）

图11

电场中图象问题的处理方法

解决图象问题时首先根据图象的意义，写出有关的数学表达式，其次需要巧妙地利用图象的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积等信息分析处理物理问题．

考点四　电场中的功能关系

1．电场力做功的特点：

电场力对某电荷做的功与路径无关，只与初、末位置的电势差有关．

2．对电场力做功的理解可类比重力做功．电场力做正功，电势能减少；

电场力做负功，电势能增加．

3．电场力做功的计算方法

（1）由公式W＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：

W＝qElcosα.

（2）由W＝qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场．

（3）由动能定理来计算：

W电场力＋W其他力＝ΔEk.

（4）由电势能的变化来计算：

WAB＝EpA－EpB.

4．功能关系

（1）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；

（2）若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；

（3）除重力外，其他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化．

（4）所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化．

利用W＝qU计算电场力做功时，正负号如何处理？

答案　利用W＝qU计算电场力做功时，可将q、U的正负号一起代入，计算出的W也有正负之分，能表示电场力做正、负功；

也可以只代q、U的绝对值，然后根据电场力的方向和电荷移动方向判断功的正负．

12．[功能关系的理解]如图12所示，一带电小球沿与CD平行方向，射入倾角为θ的光滑斜面上，斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场，小球运动轨迹如图中虚线所示，则（　　）

图12

A．若小球带正电荷，则电场方向一定沿斜面向下

B．小球从M点运动到N点电势能一定增加

C．小球从M点运动到N点动能一定增加

D．小球从M点运动到N点机械能一定增加

13．[功能关系的应用]一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为

，方向向下，其中g为重力加速度．则在小球下落h高度的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．小球的动能增加

mgh

B．小球的电势能减小

C．小球的重力势能减少

D．小球的机械能减少

14．[功能关系的应用]如图13所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为＋q的物块从A点由静止开始下落，加速度为

g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（　　）

图13

A．该匀强电场的电场强度为

B．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为

C．带电物块电势能的增加量为mg（H＋h）

D．弹簧的弹性势能的增加量为

15．[用动能定理分析带电粒子运动]（2015·

新课标全国Ⅱ·

24）如图14，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°

；

它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°

.不计重力．求A、B两点间的电势差．

图14