10.3.3习题课：电场线、等势面、图像综合-2022-2023学年高二物理同步课件（人教版2019必修第三册）

10.3.3 习题课 电场线、等势面、图像的综合问题 第十章 静电场中的能量 1.如图所示，直线AB为某电场的一条电场线，a、b、c是电场线上等间距的三个点。一个带电粒子仅在电场力作用下沿电场线由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且a、b段动能增量大于b、c段动能增量，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，场强大小分别为Ea、Eb、Ec，粒子在a、b、c三点的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是(　　) 电场强度、电势、电势能综合问题 1 A．电场方向由A指向B　　　B．φa>φb>φc C．Epa>Epb>Epc D．Ea>Eb>Ec 选 C 2．(多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　)A．M点的电场强度比K点的大 B．球壳内表面带负电，外表面带正电C．试探电荷－q在K点的电势能比在L点的大D．试探电荷－q沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功 电场强度、电势、电势能综合问题 1 选 ABD 电场强度、电势、电势能综合问题 1 3. (2020·全国卷Ⅲ)(多选)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q＞0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是(　　)A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 选 BC 例1.如图所示，虚线代表电场中三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹。M、N是这条轨迹上的两点，下列判断中正确的是(　　)A．M点的电势比N点的电势低B．M点的场强比N点的场强小C．带电粒子通过N点时动能比M点大D．带电粒子通过N点时电势能比M点小 选A 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 2 1．“运动与力两线法”——运动轨迹夹在“速度方向”与“合力方向”之间，且轨迹向力方向弯曲，来分析曲线运动的情况。 2．“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个，可顺次分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况。 分析方法 2 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 练习1（多选）一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力，则（ ） A.粒子带正电荷 B.粒子加速度逐渐减小 C.粒子在A点的速度大于在B点的速度 D.粒子的初速度不为零 2 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 2 练习2如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M 和N 时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是( ) A.vM＜vN，aM＜aN B.vM＜vN，φM＜φN C.φM＜φN，EpM＜EpN D.aM＜aN，EpM＜EpN 选 D 练习3　如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，图中虚线为以O为圆心的一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场，实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子(　　)A．带负电B．在c点受静电力最大C．在a点的电势能小于在b点的电势能D．由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的 动能变化量 选D 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 2 选D 电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题 2 练习4.如图所示为某电场的电场线和等势面的分布图，其中实线为电场线，虚线为等势面，a、b、c为电场中的三个点。下列说法正确的是（ ） A.a点的电势高于b点的电势 B.a点的电场强度小于b点的电场强度 C.电子从a点移到c点，电势能增大 D.将电子从a点移到c点，再从c点移到b点， 电场力做功代数和为零 3 用等分法确定等势线和电场线 结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝ 结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，同理有UAC＝UBD，如图乙所示. 在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电场方向的距离.由U＝Ed可以得到下面两个结论： 例1.(2021·太原模拟)如图所示，匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点，已知BE中点O的电势为零，A、B、C三点的电势分