电场运动轨迹问题(电场中的轨迹问题)
基础必备
一、电场
法拉第认为在电荷的周围存在着由它产生的 ,处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的.近代物理学认为电场以及磁场是一种客观存在,并且是互相联系的,统称为 ,场与 是物质存在的两种不同形式.
二、电场强度
试探电荷在电场中某个位置 与它的 的比值叫电场强度,用公式E=表示;单位是牛每库,符号为N/C;电场强度是矢量,方向与 的受力方向相同.
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1.真空中点电荷在周围形成的电场的场强公式为:E=k,其中k是静电力常量,Q是 电荷的电荷量.
2.如果场源是多个点电荷,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 和.
考点分析
题型一: 电场轨迹
识别标志: 电场轨迹
心法口诀:轨迹就是曲线题,交点突破很关键。切线方向力凹测,等势场强线不同。电场力在凹测,场强方向电荷定。
分析和应用:
1、电场中的轨迹问题本质就是曲线运动问题,主要有两类。第一类就是电场线与运动轨迹,分析交点位置,先分析曲线特点,凹测为受(合)力方向,切线方向为速度方向。再根据力和速度夹角,锐角加速,钝角减速!分析电场方面,疏密表示大小,切线表示场强方向,结合电场力(多为合力方向)、电荷正负。确定场强具体方向!
2、第二类是轨迹与等势线结合的,分析交点位置。先分析曲线运动特点,凹测为受(合)力方向,切线方向为速度方向。再根据力和速度夹角,锐角加速,钝角减速!分析电场方面,垂直等势线方向为场强方向。(电场力多为粒子所受合力)指向凹测,(等差等势)疏密表示大小,切线表示场强方向,结合电场力(多为合力方向)、电荷正负。确定场强具体方向!
做题套路:轨迹问题!
研究问题 |
电性? |
场源电性? |
凹测? |
速度方向? |
场强方向? |
等势(等差? |
轨迹电场线 | ||||||
轨迹等势线 |
例题精讲:
1、如图所示,、、是电场中的三条电场线,某带负电粒子(不计重力)以速度从点沿虚线路径运动到点,下列关于点和点的电势,该带电粒子在这两点的速度、加速度和电势能的比较,正确的是
A. B.
C. D.
2、把质量为 的点电荷 在电场中由静止释放,在它运动过程中,如果不计重力,只考虑电场力。下列说法中正确的是
A.点电荷运动轨迹必和电场线重合
B.若电场线是直线,则点电荷运动轨迹必和电场线重合
C.点电荷的速度方向必定和点所在的电场线的切线方向一致
D.点电荷的加速度方向必定和点所在的电场线的切线方向在一直线上
3、一个带电粒子射入一固定在 点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图虚线 所示,图中实线表示电场的等势面,下列判断错误的是
A.粒子在的过程中,电场力始终做正功
B.粒子在的过程中,一直受静电引力作用
C.粒子在的过程中, 段受引力, 段受斥力
D.粒子在的过程中, 段逆着电场线, 段顺着电场线
练习:
1.一带电小球从左向右水平射入直向下的匀强电场,在电场中的轨迹如图所示,、为轨迹上的两点,下列判断正确的是
A.小球一定带负电荷 B.点的电势大于点的电势
C.小球在点的电势能大于点的电势能 D.小球的机械能守恒
2.图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,一个带电粒子只在电场力作用下从点运动到点的轨迹如图中虚线所示,下列说法中正确的是
A.如果实线是等势面,则点的电势比点的电势低
B.如果实线是等势面,则该粒子在点的电势能比在点的电势能小
C.如果实线是电场线,则点的电势比点的电势低
D.如果实线是电场线,则该粒子在点的电势能比在点的电势能大
3.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,由运动到,以下说法正确的是
A.粒子必定带正电荷
B.由于点没有电场线,粒子在点不受电场力的作用
C.粒子在点的加速度小于它在点的加速度
D.粒子在点的动能小于在点的动能
4.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线、、为等差等势线,已知、两带电粒子从等势线上的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图所示,则
A.一定带正电,一定带负电
B.加速度减小,加速度增大
C.、之间的距离小于、之间的距离
D.粒子到达等势线的动能变化量比粒子到达等势线的动能变化量小
5.如图所示,在点固定一点电荷,一带电粒子从很远处以初速度射入电场,为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹.虚线是以为中心,、、为半径画出的三个圆,且,、、为轨迹与三个圆的个交点,以下说法正确的是
A.、两电荷可能同号,也可能异号
B.点电势大于点电势
C.在的电势能大于在点的电势能
D.由点到点的动能变化大于由点到点的动能变化
6.如图所示,虚线表示某孤立点电荷激发的电场中三个等间距的等势面,一带电粒子(可看成点电荷)仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示,、、、为轨迹与等势面的交点.下列说法正确的是
A.粒子在点的电势能一定小于在点的电势能
B.电势的高低一定是
C.粒子运动过程中经过c点时的加速度一定最大
D.粒子在、间的动能改变量一定小于在、间的动能改变量
7.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等,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,,是这条轨迹上的两点,据此可知
A.三个等势面中,的电势较高 B.带电质点通过点时电势能较大
C.带电质点通过点时动能较大 D.带电质点通过点时加速度较大
8.如图所示,一带电粒子在匀强电场中从点抛出,运动到点时速度方向竖直向下,且在点的速度为粒子在电场中运动的最小速度,已知电场方向和粒子运动轨迹在同一竖直平面内,粒子的重力和空气阻力与电场力相比可忽略不计,则
A.电场方向一定水平向右
B.电场中点的电势一定大于点的电势
C.从到的过程中,粒子的电势能一定增加
D.从到的过程中,粒子的电势能与机械能之和一定不变
9.【如图所示,是一簇未标明方向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, 、 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力的作用,根据此图可做出的正确判断是
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两点的速度何处大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处大
10.如图所示,一带正电荷的油滴在匀强电场中运动,在电场力和重力的作用下,其运动轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点的竖直线对称.由此可判断出
A.电场中点的电势比点的高
B.油滴在点的动能比它在点的大
C.油滴在点的电势能比它在点的小
D.油滴在点的加速度大小比它在点的小
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