人教版高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动专题一般的曲线运动课件

高二物理选修3-1

第一章静电场

第9节带电粒子在电场中的运动

专题一般的曲线运动包头市百灵庙中学史殿斌带电粒子在电场中做一般曲线运动的专题解题思路与方法。1.根据电场线分布情况和带电粒子运动的轨迹情况，可以确定带电粒子的受力方向，带电粒子受力方向满足两个条件，一个是与电场线的切线共线，一个是指向曲线弯曲方向的凹侧。2.根据带电粒子运动轨迹上各点的切线方向确定速度方向。3.根据电场力方向与速度方向之间的夹角关系，判断电场力做功情况。电场力做正功，电势能减小，只有电场力做功时，带电粒子的动能增加；电场力做负功，电势能增加，只有电场力做功时，带电粒子的动能减小。确定带电粒子电势能、动能及速度的变化。4.根据带电粒子的带电电性，确定电势的高低。或者根据电势的高低，确定带电粒子的电性。在判断过程中需要熟熟练地运用的知识内容有：1.正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同，负正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。2.顺着电场线的方向电势逐渐降低。3.顺着电场线的方向移动正电荷，电场力做正功，电势能减小。4.正电荷在电势高的地方电势能大。【典例试做】1.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，能作出正确判断的一项是()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【解析】如图所示，带电粒子在a、b两点所受电场力方向既与电场线共线又指向曲线的凹侧。轨迹上a、b两点的切线方向是速度方向。根据电场力方向与速度方向的夹角大于900，因此电场力做负功，电势能增加，动能减小。由于电场线的方向未知，带电粒子的电性无法确定。故应选择BCD【典例试做】2．一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，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．粒子在运动过程中的动能与电势能之和不变【解析】如图所示，带电粒子电场中所受电场力方向既与电场线共线又指向曲线的凹侧。轨迹上J、K两点的切线方向是速度方向。根据电场力方向与速度方向的夹角小于900，因此电场力做正功，电势能减小，动能增加。由于电场线的方向垂直等势面由d指向a与带电粒子所受电场力方向相反，因此带电粒子的电性为负电荷。只有电场力做功动能与电势能之和保持不变。故应选BD【课堂训练】1．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能变化情况是（）A．加速度的大小和动能、电势能都增大B．加速度的大小和动能、电势能都减小C．加速度增大，动能增大，电势能减小D．加速度增大，动能减小，电势能增大C2.如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ。电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0，方向沿x轴正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点。电子的质量为m，电荷量为e，则()A.O点电势高于M点电势B.运动过程中电子在M点电势能最大C.运动过程中电子的电势能先减少后增加D.电场力对电子先做负功后做正功D3.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的电势能将减小，b的速度将增大D.a的加速度将减小，b的加速度将增大CD4.如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹，图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是（）A.如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较小B.如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较大C.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强D.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势BC5.带电粒子射入点电荷Q的电场中，如图所示，实线表示电场的等势线，虚线为粒子运动轨迹，则（）A.粒子在a和c具有相同的电势能B.粒子在ab段电势能增加，在bc段电势能减少C.在从a→b→c的全过程中，电场力先做正功后做负功D.在从a→b→c的全过程中，电场力先做负功后做正功ABD6.如图所示，是在O点一固定的一个点电荷Q，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷Q的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc-Rb=Rb-Ra。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则()A．|W12|=2|W34|B．|W12|＞2|W34|C．P和Q两电荷可能同号，也可能异号D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零B7.如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷相同的带电粒子（不计重力）以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，图中a、b、c、d、e是粒子轨迹与各等势面的交点，则可判断（）A．两个粒子的电性相同B．经过c、e两点时，两粒子的速率相同C．经过b、d两点时，两粒子的速率相同D．经过b、d两点时，两粒子的加速度大小相同BD8.如图所示，a、b、c、d为一组匀强电场中的等差等势线，A、B分别是等势线上的两点。带电量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点运动到B点，动能增加了0.1J，若A点电势为10V，则（）A．B点的电势为零B．a、b之间的电势差Uab＝-5VC．电荷运动的轨迹可能是图中曲线①D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②AD9.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（

）A.粒子带负电B.b点和d点的电场强度相同C.粒子的动能先减小后增大D.粒子在a点的电势能小于在c点的电势能ACD10.如图所示，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，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从O点运动至a点过程中克服电场力做功 D.M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零BD11.如图所示，匀强电场水平向右，虚线为一带电粒子在匀强电场中从A点运动到B点的轨迹，此过程粒子克服重力做功为5J，静电力做功为3J，则下列说法中国正确的是（）A．粒子带负电 B．粒子在A点的动能比在B点少2J C．粒子在A点的电势能比在B点少3J D．粒子在A点的机械能比在B点少3JAD12.如图所示一个点电荷只受电场力作用沿圆弧MN做匀速圆周运动，若圆弧MN的弧长为s，经过圆弧M、N两点的时间为t，经过这两点的速度偏向角为θ，不考虑点电荷对周围电场的影响，则（）A.M、N两点的电势相等 B.点电荷的加速度大小为a＝sθ/t2

C.该电场的场强方向一定指向圆弧的圆心 D.该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的ABD4、后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的损失，比错误更大的错误所以不要后悔。4、走得最慢的人，只要他不丧失目标，也比漫无目的地徘徊的人走得快。16、紧握信念，抓住每一次机会，绽放最美丽的自己。4、谁说我不行，萤光都可以照亮一个人的行程。15、如果你不给自己烦恼，别人也永远不可能给你烦恼。因为你自己的内心，你放不下。11、积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。。8、有很多事情，你不必看透，只需看清;很多茫然到迷失的日子，你不必惊扰，只需坦然。11、生活总是让我们遍体鳞伤，但到后来，那些受伤的地方一定会变成我们最强壮的地方。12、要冒一险!整个生命就是一场冒险，走得最远的人常是愿意去做、愿意去冒险的人。18、时间带走了青春，带走了纯真，带走了很多很多。它只留下了两样：一个成熟一个孤单。16、因为爱得尊严，我选择离去。因为爱得无奈，我选择放弃。20