2024届高考物理一轮复习导学案：电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析

电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析 根据粒子运动的轨迹判断粒子的受力及运动情况的三个依据 1.确定受力方向的依据 (1)曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧； (2)电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向同向，负电荷则相反； (3)场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向． 2.比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密⇒E越大⇒F＝qE越大⇒a＝越大． 3．判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角)，电场力做正功(负功)，速度增加(减小)． 【题型1】(多选)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以作出的判断是(　　) 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两点的加速度何处大 D.带电粒子在a、b两点的加速度方向 【题型2】(多选)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是(　　) A.电子一定从A向B运动 B.若aA>aB，则Q靠近M端且为正电荷 C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpB D.B点电势可能高于A点电势 【题型3】(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N仅在电场力作用下先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．下列说法正确的是(　　) A.M带负电荷，N带正电荷 B.M在b点的动能小于它在a点的动能 C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 【题型4】空间中有竖直方向的匀强电场,一个带电小球的运动轨迹如图所示，由此可知(　 ) A.电场的方向竖直向上 B.小球一定带正电 C.小球受到的电场力大于重力 D.小球在P点的动能小于在Q点的动能 【题型5】如图所示，M和N是两个带有异种电荷的带电体(M在N的正上方，图示平面为竖直平面)，P和Q是M表面上的两点，S是N表面上的一点．在M和N之间的电场中画有三条等势面，相邻等势面间电势差相等．现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点，已知液滴在F点时的机械能大于在W点时的机械能(E、W两点在同一等势面上，不计液滴对原电场的影响，不计空气阻力)．则以下说法正确的是(　　) A.液滴在F点受到的电场力小于在W点受到的电场力 B.P点的电势高于S点的电势 C.液滴在F点的电势能高于在E点的电势能 D.液滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”没有改变 针对训练 1.一带负电荷的质点，只在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(　　) 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电场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 3.(多选)如图所示，O是一固定的点电荷，虚线a、b、c是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知(　　) A.O为负电荷 B.在整个过程中q的速度先变大后变小 C.在整个过程中q的加速度先变大后变小 D.在整个过程中，电场力做功为0 4.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，ab的间距大于bc的间距．实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、M为轨迹上的两个点，由此可知(　　) A.粒子在M点受到的电场力比在P点受到的电场力大 B.粒子在P、M两点间的运动过程中，电场力一定做正功 C.粒子在M点的电势能一定比在P点的电势能大 D.三个等势面中，a的电势一定最高 5.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则(　　) A.