热点集训 电场线(等势面)与运动轨迹综合问题

第1页高三大一轮复习学案热点集训六电场线(等势面)与运动轨迹综合问题第2页高三大一轮复习学案以电场线或等势线与带电粒子的运动相结合的题目是高考的热点，以选择题为主.解决此类问题的关键是找出带电粒子在某一位置处所受的电场力的方向、速度的方向以及轨迹的弯曲方向，然后运用物体做曲线运动的条件及功能关系进行相关的判断.第3页高三大一轮复习学案1．如图所示，实线是匀强电场的电场线，带电粒子q1、q2分别从A、C两点以初速度v垂直射入电场，其运动轨迹分别是图中的ABC、CDA.已知q1带正电，不计粒子重力．则下列说法中正确的是()第4页高三大一轮复习学案A．q2也带正电B．A点的电势低于C点的电势C．电场力对q1做正功，对q2做负功D．q1、q2的电势能均减小解析：选D.电场力指向轨迹的内侧，由q1带正电知：q2带负电，选项A错；电场强度方向水平向右，A点的电势高于C点的电势，选项B错；电场力对q1和q2均做正功，电势能均减小，选项D对，C错．第5页高三大一轮复习学案2．如图所示．图中的虚线为某点电荷电场中的一条等势线，实线为带电粒子的运动轨迹，粒子从A运动到B，若只受电场力作用，由此可以判断()A．粒子带正电B．粒子的速度增大C．粒子的电势能增大D．轨迹上A点电势高于B点电势第6页高三大一轮复习学案解析：选C.作出运动轨迹与等势线的交点处的电场线，由于电场线垂直于等势线，电场力的方向平行于电场线的切线方向且指向运动轨迹凹的一侧，由此可知粒子所受的电场力方向与速度的方向夹角大于90°，因此电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，速度减小，电势能增大，电场的方向不能确定，因此粒子的电性不能确定，因而电势高低不能确定，A、B、D项错误；C项正确．第7页高三大一轮复习学案3.(多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子()A．带负电B．在c点受力最大C．在b点的电势能大于在c点的电势能D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化第8页高三大一轮复习学案解析：选CD.物体做曲线运动时，合力方向指向轨迹的凹侧，说明粒子带正电，A错误；由库仑定律F＝kq1q2r2知离圆心越远，粒子所受的力越小，B错误；粒子从b点到c点过程中，静电力做正功，电势能减小，C正确；点电荷的等势面与虚线重合，依题意得UabUbc又电场力做功W＝qU，则WabWbc，由动能定理得粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化，D正确．第9页高三大一轮复习学案4．(多选)如图所示，虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上两点，下列说法中正确的是()第10页高三大一轮复习学案A．如果实线表示电场线，则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能B．如果实线表示等势面，则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能C．不论实线表示电场线还是等势面，粒子在M点的加速度一定小于在N点的加速度D．不论实线表示电场线还是等势面，都不能确定M、N两点电势高低关系，但能确定该粒子所带电荷的正负第11页高三大一轮复习学案解析：选AC.如果实线是电场线，做曲线运动的粒子受到的合力指向曲线的凹侧，从M到N电场力做正功，动能增加，选项A正确；如果实线表示等势面，粒子从M到N电场力做负功，动能减少，选项B错误；无论实线表示电场线还是等势面，N点比M点的线要密，所以粒子在N点受到的电场力大，加速度也大，选项C正确；无论实线表示电场线还是等势面，不能确定M、N两点间电势高低关系，也不能确定该粒子所带电荷的正负，选项D错误．第12页高三大一轮复习学案5．(2016·山东潍坊一模)(多选)位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点．则下列说法正确的是()第13页高三大一轮复习学案A．P、O两点的电势关系为φP＝φ0B．P、Q两点电场强度的大小关系为EQEPC．若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D．若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做负功第14页高三大一轮复习学案解析：选AB.根据电场叠加原理，由题图可知ab、cd两中垂线上各点的电势都为零，所以P、O两点的电势相等，选项A正确；电场线的疏密表示场强的大小，根据题图知EPEQ，选项B正确；四个点电荷在O点产生的电场相互抵消，场强为零，故在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零，选项C错误；P、Q电势相等，若将某一负电荷由P点沿着题图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零，选项D错误．第15页高三大一轮复习学案6．(2016·四川乐山二模)相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可看做匀强电场，其电场线分布如图所示．一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场，则从a运动到d的过程中()A．粒子的速度一直在增大B．粒子的电势能一直在减小C．粒子在a点的电势能比在d点低D．粒子的加速度先增大再不变后变小第16页高三大一轮复习学案解析：选D.由于电场力的方向与电场线的切线方向相同，从题图中可以看出粒子在a点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于90°，所以在a点的附近，电场力做负功，所以粒子的动能先减小，选项A错误；在a点的附近，电场力做负功，根据电场力做功与电势能的关系知粒子的电势能在a点的附近先增大，选项B错误；从题图中可得，沿电场方向d点离负极板更近一些，所以a点的电势一定高于d点的电势，正电荷在a点的电势能大于在d点的电势能，选项C错误；第17页高三大一轮复习学案电场线的疏密表示电场的强弱，从题图中可知，b点附近的电场线最密，所以b点的场强最大，大于a点和d点的场强，所以粒子在从a到d的过程中，受到的电场力先增大再不变后减小，根据牛顿第二定律，粒子的加速度先增大再不变后减小，选项D正确．第18页高三大一轮复习学案7．如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab|＜|Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低第19页高三大一轮复习学案解析：选C.由等量异种点电荷的电场线特点可知靠近电荷处电场强度大，由类比公式U＝Ed知|Uab|＞|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|＞|Wbc|，则A、B均错误；从带负电粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，故左侧为正电荷，从左向右电势降低，则D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，则C正确．第20页高三大一轮复习学案8．如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)．虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线．下列判断正确的是()A．电场线MN的方向一定是由N指向MB．带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小C．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度第21页高三大一轮复习学案解析：选C.由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，A错误；带电粒子由a运动到b的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误、C正确；由于仅给出一条电场线，电场强度的大小关系不确定，D错误．