带电粒子在电场中运动轨迹类问题讲义高二上学期物理人教版

带电粒子在电场中运动轨迹类问题知识回顾：由运动轨迹分析可知：带电粒子的速度方向为该点轨迹的切线方向；带电粒子的受力方向指向轨迹凹侧；加减速的判断：力与速度的夹角若为锐角，则加速；若为钝角，则减速。电场线和等势面的特点电场强度的强弱判断。电场线：越密越强等差等势面：越密越强粒子电性和电场方向的判断。A.正电荷受力方向沿电场线方向，负电荷受力方向逆着电场线方向。B.沿电场线方向电势降低。3、功能转化关系电场力做正功则动能增加，速度增加，电势能减小；电场力做负功则动能减少，速度减少，电势能增加。4、从电势高低角度来判断电势能的高低关系式：正电荷电势越高，电势能越大；负电荷电势越高，电势能越低。练习题一、单选题1、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，粒子在M点和N点时加速度大小分别为、，速度大小分别为、，下列判断正确的是()A.， B.，C.， D.，2、一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，则以下说法正确的是()A.如果实线是等势面，a点的场强比b点的场强小B.如果实线是电场线，a点的场强比b点的场强小C.如果实线是电场线，电子在a点的速率一定大于在b点的速率D.如果实线是等势面，电子在a点的速率一定大于在b点的速率3、如图所示，虚线代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的三点，由此可知()R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小R点时的速度大小等于在Q点时的速度大小R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大R点时的动能与电势能之和比在Q点时的大，比在P点时的小4、如图所示，虚线代表电场中三根电场线，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，是这条轨迹上的两点，则()A.P点的电势最高 P点时电势能最小Q点时动能最大 P点时加速度较小5、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知()A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度二、多选题6、如图所示，空间有两个点电荷，实线为电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，为轨迹上的两点，则()A.M点的电势比N点的高B.M点的电场强度比N点的大C.为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量M点运动到N点电势能减小7、如图所示，实线为三条电场线，虚线1、2、3分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为三点，，电荷量相等的两带电粒子从等势线上的点沿着等势线的切线方向飞入电场，仅在静电力的作用下，两粒子的运动轨迹分别如图中的弯曲实线所示，已知a粒子到达等势线1时的动能与b粒子到达等势线3时的动能相等，下列说法正确的是()A.a粒子一定带负电，b粒子一定带正电B.两粒子从O点飞入电场时的动能相等C.a的加速度逐渐减小，b的加速度逐渐增大D.a的电势能逐渐减小，b的电势能逐渐增大8、如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，是电场线上的点，其中两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是()B.B点的电势一定低于C点电势A点的加速度一定大于在D点加速度C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动9、某电场的三条等势线如图所示，一带电量大小为1e的粒子只在电场力作用下从A点运动至B点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是()A点处电势能为+5JB点处的动能和电势能的总和大于A处的动能和电势能的总和10、如图所示，虚线代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，是这条轨迹上的两点，由此可知()A.P点电势高于Q点的电势 Q点时动能较大P点时电势能较大 Q点时加速度较大11、一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等差等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中最左端等势面是平面，电势为，其余等势面不再是平面，最右端等势面电势为，不计粒子的重力。下列说法正确的是()B.粒子的加速度先不变，后变大B点的速度比在A点小

参考答案1、答案：B解析：N点的电场线比M点的密，故N点的场强大于M点的场强，粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，即，做曲线运动的粒子受到的合外力指向曲线的凹侧，粒子受到的电场力指向曲线的右下方，因为粒子带负电，场强方向沿左上方，粒子由M到N，电场力做负功，所以，故B正确；ACD错误。故选B。2、答案：D3、答案：A解析：AB.电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，动能减小，可知P点的动能最大，即速度最大，其次为R点，而Q点速度最小，故A正确，B错误；CD.根据能量守恒定律可知带电粒子运动过程中电势能与动能的和不变，故CD错误。故选A。4、答案：B解析：A.由题意可知带正电的质点仅受电场力作用，由于电场力指向轨迹内侧，可知电场方向沿着电场线偏右，根据沿电场线电势降低，可知P点的电势最低，A错误；BC.只有电场力对质点做功，可知动能和电势能的和保持不变，根据由于质点带正电，P点的电势最低，可知带电质点通过P点时电势能最小，动能最大，带电质点通过Q点时电势能最大，动能最小，B正确，C错误；D.根据电场线的疏密程度可知，P点的电场强度较大，带电质点通过P点时受到的电场力较大，加速度较大，D错误。故选B。5、答案：A解析：AB、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道R点的动能大，即速度大，而P点电势能较小，故A正确，B错误；C.根据能量守恒定律，带电质点在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变。故C错误；D.由电场线疏密确定出，R点场强大，电场力大，加速度大，故D正确.6、答案：CD两个点电荷的电性和带电粒子的电性，故不能确定电场线的指向，不能确定两点的电势高低，A错误；B.M点处的电场线比较稀疏，N点的电场线比较密集，故M点的电场强度比N点的小，B错误；为异种电荷，且b附近电场线更密集，故a的电荷量小于b的电荷量，C正确；带电粒子从M点运动到N点受到的电场力与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，故电势能减小，D正确；故选CD。7、答案：AC解析：A.根据轨迹可知，a粒子受电场力向左，则a粒子一定带负电，b粒子受电场力向右，则一定带正电，选项A正确；，因电场线越密场强越大，而可知，两粒子电荷量相等，则两粒子分别到达1、3等势面时电场力对a粒子做功较小，而a粒子到达等势线1时的动能与b粒子到达等势线3时的动能相等，可知两粒子从O点飞入电场时的动能不相等，选项B错误；C.因电场线向右越来越密集，即左边场强小，右边场强大，则a受电场力逐渐减小，a的加速度逐渐减小，b受电场力逐渐变大，则b的加速度逐渐增大，选项C正确；D.电场力对两粒子均做正功，则两粒子的电势能都是逐渐减小，选项D错误。故选AC。8、答案：BC解析：A.正电荷产生的电场线是发自正电荷的直线，该静电场的电场线是曲线，A错误；B.带正电粒子的运动轨迹是曲线，物体做曲线运动，合外力指向凹的一侧，如图所示：故在电场线由C指向B上，沿着电场线的方向，电势越来越低，故B点的电势一定低于C点电势，B正确；C.电场线越密集的地方，电场强度越大，故A点的电场强度大于D点的电场强度，粒子在A点的加速度一定大于在D点的加速度，C正确；D.电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于C点所在的电场线为曲线，所以将该粒子在C点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，D错误；故选BC。9、答案：AC解析：AC.由曲线运动规律可知粒子所受合外力应指向轨迹的凹侧与电场力的方向相同，故带电粒子带正电，运动过程中电场力对粒子做正功，AC正确；B.电势能与零势能面的选择有关，故不能确定带电粒子在A点处电势能，B错误；B点处运动到A处的过程中只有电场力做功，带电粒子在B点处的动能和电势能的总和等于A处的动能和电势能的总和，D错误；故选AC。10、答案：BC解析：A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子电性未知，不能判断P点电势与Q点电势的大小关系。故A错误；BC.根据粒子受力情况可知，从Q到P过程中电场力做负功，电势能升高，动能减小，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的动能小于Q点的动能。故BC正确；D.由于相邻等势面之间的电势差相同，等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大。故D错误。故选BC。11、答案：AC解析：A.由题知右侧电势高于左侧电势，故电场线方向大致向左，而粒子做曲线运动，电场力方向处于轨迹弯曲的内侧，说明电场力方向偏左，即电