帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡類問題講義高二上學(xué)期物理人教版

帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡類問題知識(shí)回顧：由運(yùn)動(dòng)軌跡分析可知：帶電粒子的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向；帶電粒子的受力方向指向軌跡凹側(cè)；加減速的判斷：力與速度的夾角若為銳角，則加速；若為鈍角，則減速。電場(chǎng)線和等勢(shì)面的特點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱判斷。電場(chǎng)線：越密越強(qiáng)等差等勢(shì)面：越密越強(qiáng)粒子電性和電場(chǎng)方向的判斷。A.正電荷受力方向沿電場(chǎng)線方向，負(fù)電荷受力方向逆著電場(chǎng)線方向。B.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。3、功能轉(zhuǎn)化關(guān)系電場(chǎng)力做正功則動(dòng)能增加，速度增加，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功則動(dòng)能減少，速度減少，電勢(shì)能增加。4、從電勢(shì)高低角度來判斷電勢(shì)能的高低關(guān)系式：正電荷電勢(shì)越高，電勢(shì)能越大；負(fù)電荷電勢(shì)越高，電勢(shì)能越低。練習(xí)題一、單選題1、如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線（方向未標(biāo)出），虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)加速度大小分別為、，速度大小分別為、，下列判斷正確的是()A.， B.，C.， D.，2、一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡如圖中虛線所示，圖中一組平行實(shí)線可能是電場(chǎng)線也可能是等勢(shì)面，則以下說法正確的是()A.如果實(shí)線是等勢(shì)面，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小B.如果實(shí)線是電場(chǎng)線，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小C.如果實(shí)線是電場(chǎng)線，電子在a點(diǎn)的速率一定大于在b點(diǎn)的速率D.如果實(shí)線是等勢(shì)面，電子在a點(diǎn)的速率一定大于在b點(diǎn)的速率3、如圖所示，虛線代表電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知()R點(diǎn)時(shí)的速度大小大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小R點(diǎn)時(shí)的速度大小等于在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小，比在P點(diǎn)時(shí)的大R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的大，比在P點(diǎn)時(shí)的小4、如圖所示，虛線代表電場(chǎng)中三根電場(chǎng)線，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則()A.P點(diǎn)的電勢(shì)最高 P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最小Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 P點(diǎn)時(shí)加速度較小5、如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知()A．帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的速度大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度B．帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大C．帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小，比在P點(diǎn)時(shí)的大D．帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的加速度小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度二、多選題6、如圖所示，空間有兩個(gè)點(diǎn)電荷，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為某帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，為軌跡上的兩點(diǎn)，則()A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的大C.為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢(shì)能減小7、如圖所示，實(shí)線為三條電場(chǎng)線，虛線1、2、3分別為三條等勢(shì)線，三條等勢(shì)線與其中一條電場(chǎng)線的交點(diǎn)依次為三點(diǎn)，，電荷量相等的兩帶電粒子從等勢(shì)線上的點(diǎn)沿著等勢(shì)線的切線方向飛入電場(chǎng)，僅在靜電力的作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中的彎曲實(shí)線所示，已知a粒子到達(dá)等勢(shì)線1時(shí)的動(dòng)能與b粒子到達(dá)等勢(shì)線3時(shí)的動(dòng)能相等，下列說法正確的是()A.a粒子一定帶負(fù)電，b粒子一定帶正電B.兩粒子從O點(diǎn)飛入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等C.a的加速度逐漸減小，b的加速度逐漸增大D.a的電勢(shì)能逐漸減小，b的電勢(shì)能逐漸增大8、如圖所示的實(shí)線為某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線是僅在電場(chǎng)力作用下某帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，是電場(chǎng)線上的點(diǎn)，其中兩點(diǎn)在粒子的軌跡上，下列說法正確的是()B.B點(diǎn)的電勢(shì)一定低于C點(diǎn)電勢(shì)A點(diǎn)的加速度一定大于在D點(diǎn)加速度C點(diǎn)由靜止釋放，它可能一直沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)9、某電場(chǎng)的三條等勢(shì)線如圖所示，一帶電量大小為1e的粒子只在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，軌跡如圖中實(shí)線所示，下列說法中正確的是()A點(diǎn)處電勢(shì)能為+5JB點(diǎn)處的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和大于A處的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和10、如圖所示，虛線代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同，實(shí)線為一帶電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知()A.P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì) Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大 Q點(diǎn)時(shí)加速度較大11、一粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng)，從B點(diǎn)射出，電場(chǎng)的等差等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，圖中最左端等勢(shì)面是平面，電勢(shì)為，其余等勢(shì)面不再是平面，最右端等勢(shì)面電勢(shì)為，不計(jì)粒子的重力。下列說法正確的是()B.粒子的加速度先不變，后變大B點(diǎn)的速度比在A點(diǎn)小

參考答案1、答案：B解析：N點(diǎn)的電場(chǎng)線比M點(diǎn)的密，故N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，粒子在N點(diǎn)的加速度大于在M點(diǎn)的加速度，即，做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子受到的合外力指向曲線的凹側(cè)，粒子受到的電場(chǎng)力指向曲線的右下方，因?yàn)榱Ｗ訋ж?fù)電，場(chǎng)強(qiáng)方向沿左上方，粒子由M到N，電場(chǎng)力做負(fù)功，所以，故B正確；ACD錯(cuò)誤。故選B。2、答案：D3、答案：A解析：AB.電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以電場(chǎng)力的方向向右；若粒子從P經(jīng)過R運(yùn)動(dòng)到Q，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，可知P點(diǎn)的動(dòng)能最大，即速度最大，其次為R點(diǎn)，而Q點(diǎn)速度最小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD.根據(jù)能量守恒定律可知帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能與動(dòng)能的和不變，故CD錯(cuò)誤。故選A。4、答案：B解析：A.由題意可知帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅受電場(chǎng)力作用，由于電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)，可知電場(chǎng)方向沿著電場(chǎng)線偏右，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可知P點(diǎn)的電勢(shì)最低，A錯(cuò)誤；BC.只有電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功，可知?jiǎng)幽芎碗妱?shì)能的和保持不變，根據(jù)由于質(zhì)點(diǎn)帶正電，P點(diǎn)的電勢(shì)最低，可知帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最小，動(dòng)能最大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，B正確，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力較大，加速度較大，D錯(cuò)誤。故選B。5、答案：A解析：AB、電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以電場(chǎng)力的方向向右；若粒子從P經(jīng)過R運(yùn)動(dòng)到Q，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，知道R點(diǎn)的動(dòng)能大，即速度大，而P點(diǎn)電勢(shì)能較小，故A正確，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)能量守恒定律，帶電質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中各點(diǎn)處的動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變。故C錯(cuò)誤；D.由電場(chǎng)線疏密確定出，R點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)力大，加速度大，故D正確.6、答案：CD兩個(gè)點(diǎn)電荷的電性和帶電粒子的電性，故不能確定電場(chǎng)線的指向，不能確定兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，A錯(cuò)誤；B.M點(diǎn)處的電場(chǎng)線比較稀疏，N點(diǎn)的電場(chǎng)線比較密集，故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小，B錯(cuò)誤；為異種電荷，且b附近電場(chǎng)線更密集，故a的電荷量小于b的電荷量，C正確；帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力與速度方向的夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，故電勢(shì)能減小，D正確；故選CD。7、答案：AC解析：A.根據(jù)軌跡可知，a粒子受電場(chǎng)力向左，則a粒子一定帶負(fù)電，b粒子受電場(chǎng)力向右，則一定帶正電，選項(xiàng)A正確；，因電場(chǎng)線越密場(chǎng)強(qiáng)越大，而可知，兩粒子電荷量相等，則兩粒子分別到達(dá)1、3等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力對(duì)a粒子做功較小，而a粒子到達(dá)等勢(shì)線1時(shí)的動(dòng)能與b粒子到達(dá)等勢(shì)線3時(shí)的動(dòng)能相等，可知兩粒子從O點(diǎn)飛入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.因電場(chǎng)線向右越來越密集，即左邊場(chǎng)強(qiáng)小，右邊場(chǎng)強(qiáng)大，則a受電場(chǎng)力逐漸減小，a的加速度逐漸減小，b受電場(chǎng)力逐漸變大，則b的加速度逐漸增大，選項(xiàng)C正確；D.電場(chǎng)力對(duì)兩粒子均做正功，則兩粒子的電勢(shì)能都是逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。8、答案：BC解析：A.正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線是發(fā)自正電荷的直線，該靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線是曲線，A錯(cuò)誤；B.帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，合外力指向凹的一側(cè)，如圖所示：故在電場(chǎng)線由C指向B上，沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來越低，故B點(diǎn)的電勢(shì)一定低于C點(diǎn)電勢(shì)，B正確；C.電場(chǎng)線越密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，粒子在A點(diǎn)的加速度一定大于在D點(diǎn)的加速度，C正確；D.電場(chǎng)中的帶電粒子受力的方向沿電場(chǎng)線的切線方向，由于C點(diǎn)所在的電場(chǎng)線為曲線，所以將該粒子在C點(diǎn)由靜止釋放，它一定不能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選BC。9、答案：AC解析：AC.由曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知粒子所受合外力應(yīng)指向軌跡的凹側(cè)與電場(chǎng)力的方向相同，故帶電粒子帶正電，運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，AC正確；B.電勢(shì)能與零勢(shì)能面的選擇有關(guān)，故不能確定帶電粒子在A點(diǎn)處電勢(shì)能，B錯(cuò)誤；B點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)到A處的過程中只有電場(chǎng)力做功，帶電粒子在B點(diǎn)處的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和等于A處的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和，D錯(cuò)誤；故選AC。10、答案：BC解析：A.電荷所受電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于粒子電性未知，不能判斷P點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)的大小關(guān)系。故A錯(cuò)誤；BC.根據(jù)粒子受力情況可知，從Q到P過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能升高，動(dòng)能減小，故P點(diǎn)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)的電勢(shì)能，P點(diǎn)的動(dòng)能小于Q點(diǎn)的動(dòng)能。故BC正確；D.由于相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同，等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密場(chǎng)強(qiáng)大，故P點(diǎn)位置電場(chǎng)強(qiáng)，電場(chǎng)力大，根據(jù)牛頓第二定律，加速度也大。故D錯(cuò)誤。故選BC。11、答案：AC解析：A.由題知右側(cè)電勢(shì)高于左側(cè)電勢(shì)，故電場(chǎng)線方向大致向左，而粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力方向處于軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，說明電場(chǎng)力方向偏左，即電