20191002电荷在电场中运动相关的分析与判断.docx

20191002 电荷在电场中运动相关的分析与判断――方法说明电荷在电场中的运动，涉及诸多分析与判断：一、电场力方向、电场强度方向、电荷带 正电还是负电；二、电荷做什么运动、运动轨迹如何；三、电场力对电荷做正功还是做负功、电势能增加还是减少；四、合力做什么功，动能变大还是变小正确的做好这些分析与判断， 是解决电荷在电场中运动问题的关键一、判断的内容与依据： 第一、 电场力方向、电场强度方向、电荷带正电还是负电 题目中给出了或自己补画了电场线（等势线），可由下面的方法判断1、电场线一定和等势面垂直，且总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面2、电荷在电场中受到的电场力沿电场线的切线方位，正电荷指向切线的正方向，负电荷指向切线的反方向 电荷在电场中受到的电场力总是和等势面垂直，正电荷受力由较高等面指向较低等势面，负正电荷受 力由较低等面指向较高等势面依据电场线和等势面，人们可以分析判断与电场有关的一些基本情况，如：（1）判断场强的大小和方向 ⑵判断电荷在电场中的受力 ⑶判断带电物体的带电正负⑷判断电势的高低⑸处理静电平衡问题 第二、 电荷做直线运动还是曲线运动、速度增加还是减少 结合受力情况和初速度情况判断1、 平衡：受到的合力为0,则带电体处于平衡状态，保持静止状态或做匀速直线运动 。

2、 直线运动：力与速度共线且同方向做加速直线运动,力与速度共线但反方向做减速直线运动3、 曲线运动：力（指合力）与速度不共线时做曲线运动⑴力与初速度的夹角V90°，力做正功，速度增加（依据是动能定理）⑵力与初速度的夹角＞90°，力做负功，速度减少⑶特别的，力（恒力）与 初速度垂直，做类平抛运动 ，速度变大对2、3两点的进一步说明：判断步骤有3：（1）轨迹⑵加速减速⑶匀变非匀变即：根据力与初速度是 否共线判断出轨迹；根据力与速度的夹角判断出是“加速还是减速”；根据力是否恒定判断是“匀变速直 线运动、非匀变速直线运动，匀变速曲线运动、非匀变速曲线运动”中的哪种第三、 电场力做正功还是做负功、电势能增加还是减少 总体来说，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加具体判断依据有31、 依据电场力和速度的夹角：⑴电场力与速度的夹角V90°，电场力做正功，电势能减少⑵电场力与 速度的夹角＞90°，电场力做负功，电势能增加2、 依据电场线：正电荷顺电场线运动，电场力做正功，电势能减少负电荷顺电场线运动，电场力做负 功，电势能增加3、 依据等势线：由WAB=q（P A-PB）知：正电荷从高电势处运动到低电势处，电场力做正功，电势能减AB A B少。

负电荷从高电势处运动到低电势处，电场力做负功，电势能增加特别的，电荷在电势相等的两 点间运动，电场力不做功，电势能不变；沿等势面运动，电场力始终不做功，电势能始终不变； 第四、 合力做什么功，动能变大还是变小1、 依据动能定理：合外力做正功，动能增加；合外力做负功，动能减少；合外力不做功，动能不变2、 依据合外力和速度的夹角：（1）合外力与速度的夹角V 90°，合外力做正功， 动能增加⑵合外力与速度的夹角〉90°，合外力做负功，动能减少⑶匀 速圆周运动，合外力与速度保持垂直，合外力不做功，动能不变二、相关例题 （ CF ）【例 1】如图6，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在 电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨 迹的最右点不计重力，下列表述正确的是： A.粒子所受电场力沿电场方向B. 粒子一定带正电C.粒子在电场中运动的加速度不变D.粒子在M点的 速率最大 E.粒子在电场中的电势能始终在增加F.粒子在电场中的电势能和动能之和保持不变（ D ）【巩固 1】如图所示，虚线 a、b 、c 、d 表示匀强电场中的 4 个等势面．两 个带电粒子M、N （重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨 迹分别如图中MPN和NQM所示.已知M是带正电的带电粒子.则下列说法中 正确的是A. N 一定也带正电B. a点的电势高于b点的电势，a点的场强大于b点的场强C. 带电粒子N的动能减小电势能增大D. 带电粒子M的动能增加量等于电势能减小量（ BD ）【例 2】一带电油滴在匀强电场 E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电 场方向竖直向下。

若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中（经过 a的速度方向与电场线垂直），下列说法正确的为：A、小球带正电B、小球做 的是类平抛运动C、电势能增加D、动能和电势能之和减少E、重力势能和 电势能之和增加F、小球和地球组成的系统机械能增加巩固 2】如图所示的匀强电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间 隔均为d,各等势面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0, 方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动.问： ⑴小球应带何种电荷？电荷量是多少？⑵小球受到的合外力⑶在入射方向上小球运动的最大位移量是多少？（电场足够大）解：⑴分析得，带电粒子带正电由平衡条件得：qE = mg，所以q = mgE⑵设这时的合外力大小为F合，那么F合=j2mg，方向与初速度方向相反 合合⑶由动能定理得：2v 2—F 合 x = 0—m v /2，解得：x = 0-合0（C ）【例3】某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场 线、粒子在 A 点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定A. 粒子带负电B .粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度C. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能D. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能E. 电场中A点的电势低于B点的电势BD ）【巩固3】如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面（其中等势面a的电势最高、c的电势最低），相邻等势面间的电势差相同，实线为一 「个带电的粒子仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。

下列说法中正确的是：A. 粒子带正电 B.带电质点通过P点时电势能较大 住 .C.带电质点通过P点时动能较大 D.带电质点通过P点时加速度较大（AD ）【例4】如图所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h,则A. 带电粒子带负电 B. a、b两点间的电势差U = mgh/qabC. b 点场强大小为 mg/q D. a 点场强大于 b 点场强【巩固4】如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将 另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零.若此电荷在A点处 下■中虫 的加速度大小为3g/4，试求： =(1)此电荷在B点处的加速度；(2) A、B两点间的电势差(用Q和h表示)P E >在电场中只受电场力从P点由静止起向Q做加速运动，则:乙丙丁甲A、带电粒子带负电图1B、带电粒子在四个电场中都将做匀加速直线运动六、专题训练(BCD) 1.右图所示是电场中某区域的电场线分布图， P 点是电场中的一点，则A. P点的电场强度跟电荷在该点所受的电场力的大小成正比B. P点的电场强度跟放于该点的电荷的电量及所受电场力的大小无关C. 负点电荷在P点所受的电场力的方向向左D. 正点电荷在P点所受的电场力的方向向右( ACD ) 2.在图示中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过 该电场区域时的运动轨迹， a,b 是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场 力作用，则由此图可做出正确判断的是：A、带电粒子带负电 B、带电粒子带正电C、带电粒子所受电场力的方向 D、带电粒子做匀变速运动(CD ) 3•如图1所示，甲、乙、丙、丁表示的是四种不同电场线，一个质量为m电量为q的带电粒子该速C、若P、Q间的电压为U,由动能定理可知该带电粒子被加速到Q点的速度大小都为v二度大小与电场的类型无关、与P、Q间的距离无关。

D、若一个电量为q的负电荷在P点的速度大i'2qU 一 一小为v二 ，方向沿电场线方向，则它运动它运动到Q点时的速率也都恰为零m(B ) 4•如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的A. A点场强一定大于B点场强 »B. 在B点由静止释放一个电子，将一定向A点运动C. 这点电荷一定带正电D. 正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向(BCD ) 5•如图所示，一组等差等势面，若将一个负电荷从A点移到C点电 场力做负功，则下列关系不正确的是A.Ea>Ec，0 a>0 c A<0 CC・Ea c D.Ea=Ec，(P a> c d(C ) 6•如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势 ：线间的电势差相等，一正电荷在0 3上时，具有动能20 J.它运动到等势 一L 线0 ]上时，速度为零，令0 2=0,那么该电荷的电势能为4 J时其动能 [大小为 A.16 J B.1O J C.6 J D.4 J :AD )7.如图，用细线栓一带负电小球在方向竖直向下的匀强电场中，在竖直面内做圆周运动，电场力大于重力，下列说法正确的是A、 小球到最高点A时，细线张力一定最大B、 小球到最低点B时，细线张力一定最大C、 小球到最低点B时，小球线速度一定最大D、 小球到最低点B时，小球电势能一定最大( ABC )8．如图 5 所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J,若A 点电势为一10V,贝yA. B点的电势为0V B.电场线方向从右向左C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D.微粒的运动轨迹可能是轨迹2( B )9.如图四所示，为电场中心一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电 场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是：A. A处场强大于B处场强；B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；C.点电荷带负电； D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。

B )10.如图所示，平行板电容器的两极板间的电场可看作是匀强电场，两板水 平放置，板间的距离为d, —带负电微粒从上板边缘射入，沿直线从下板边缘射 出，粒子的电量为q，质量为m，下列说法中不正确的是：A.粒子的加速度为零B. 粒子的电势能减少mgdo C.两板间的电势差为mgd/qD. M板比N板电势高C )11.如图，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹 —上的两点.若a点电势为少a，b点电势为少b，贝9： A.场强方向一定向左，且电 —势少 >0b o B.场强方向一定向左，且电势少〈少bo C.场强方向一定向右，且 T b a b电势0 >0 bo D.场强方向一定向右，且电势0 <0 boa b a b(ABD )12.如图所示静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正 确的是：A.此液滴带负电 B.液滴做匀加速直线运动C.合外力对液滴做的总功等于零.D.液滴的电势能减少BCD )13•右图中的实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线， 虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹， a、 b 是轨道上两点，若 带电粒子在运动中只受电场力的作用，根据此图可作出正确判断的是A.带电粒子所带电量的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向。