专题带电粒子在电场中的运动轨迹功能关系和图像问题课件-高二上学期物理人教版

第十章

静电场中的能量专题：带电粒子在电场中的运动轨迹

功能关系和图像问题

授课人：张银平1.电场线和等势面互相垂直，根据等势线可以大体画出电场线，反之亦可。一、

电场线等势面与运动轨迹2.带电粒子运动轨迹的三条规律（1）带电粒子运动的速度方向为轨迹的切线方向；（2）带电粒子所受合力方向应指向轨迹的凹侧；（3）在运动过程中，若合力与速度方向的夹角小于90°，则合力做正功，若夹角大于90°，则合力做负功，若夹角等于90°，则合力不做功。【典例1】

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，则下列判断正确的是

（

）A.粒子带正电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点的电势能大于在c点的电势能二、

电场中的功能关系（1）静电力做功等于带电体电势能的减少量，即

WAB＝EPA-EPB=－ΔEP

（4）若只有静电力做功，则动能和电势能之间相互转化，

二者总和不变,即ΔEK=－ΔEP（2）合外力做功等于带电体动能的变化量，W总＝W电＋W其他＝ΔEk（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化量。

W其他（除G)=ΔE机（1）此带电小球在B点的加速度大小；答案：30m/s2

（2）A、B两点间的电势差（用k、Q和h表示）。

F­q图像(1)电场强度的大小等于F-q图像的斜率大小；(2)在F­q图像中结合电性和力的方向可以判断电场强度的方向，并可根据电场强度的方向确定电势高低；三

、电场中的图像问题如图（甲）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图（乙）所示，以x轴的正方向为电场力的正方向，则（

）A、点电荷Q一定为正电荷B、点电荷Q在OA之间C、A点的电场强度的大小为2×103N/CD、A点的电势比B点的电势高v­t图像根据v­t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，进而确定电场的方向、电势高低及电势能变化。1.一带电粒子仅在静电力作用下从A点开始以－v0做直线运动，其v-t

图像如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列

判断正确的是（

）A.A、B、C三点的电势关系为φB＞φA＞φCB.A、B、C三点的电场强度大小关系为EC＞EB＞EAC.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功C1、φ­x图像的意义：反映了电势φ随位置x变化的规律。在图像中根据纵坐标值可以直接判断各点电势的高低。φ­x图像2、φ­x图像的斜率的绝对值表示沿x轴方向电场强度的大小；电场强度为零处，其切线的斜率为零3、设电场强度的方向与x轴平行，图像中沿x轴，电势降低的方向即电场强度方向。

（多选）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，不计重力，则(

)A．A、N两点的电场强度大小为零B．N、C间电场强度方向沿x轴正方向C．将一正点电荷静止放在x轴负半轴，它将一直做加速运动D．将一负点电荷从N点移动到D点，静电力先做正功后做负功CDE­x图像1、E­x图像的意义：反映了沿x轴方向电场强度E随x变化的规律。2、设x轴正方向为电场强度的正方向，E>0表示电场强度沿x轴正方向；E<0表示电场强度沿x轴负方向。3、图线与x轴围成的“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定。BC

Ep­x图像1、Ep­x图像的意义：反映了电势能随x变化的规律。2、Ep­x图像切线的斜率绝对值表示静电力大小。Ep­x图像切线斜率为零时静电力为零，该点的电场强度的大小也为零。C

（多选）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做