2019高考物理一轮复习微专题系列之热点专题突破专题39电场线、等势线面与运动轨迹问题学案

309 教育网 突破突破 3939 电场线、等势线电场线、等势线( (面面) )与运动轨迹问题与运动轨迹问题 1.带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力以及初速度情况共同决定的，运动轨迹上 各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向；电场线只能够描述电场的方向和定性地表示电场的强弱，它 决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向。显然，电场线不一定是带电粒子在电场 中的运动轨迹。 2．若同时满足以下三个条件，则带电粒子的运动轨迹与电场线重合： (1)电场线是直线。 (2)带电粒子的初速度为零或者初速度的方向与电场线在同一条直线上。 (3)带电粒子只受电场力或受其他力但其他力的合力方向与电场线平行 3. 带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧： 判断速度方向：带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向 判断电场力或场强的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根 据粒子的正负判断场强的方向 判断电场力功的正负及势能的增减：若电场力与速度方向成锐角则电场力做正功，电势能减少，若电 场力与速度方向成钝角。则电场力做负功，电势能增加 【典例 1】如下图所示，是一簇未标明方向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的作用，根据此图可做出的正确 判断是() 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 两点的速度何处大 D．带电粒子在 a、b 两点的电势能何处大 【答案】BCD 【典例 2】如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运 动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加 309 教育资源库 309 教育网 速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc。则() A．aaabac，vavcvb B．aaabac，vbvcva C．abacaa，vbvcva D．abacaa，vavcvb 【答案】D 【跟踪短训】 1．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再 经过N点，可以判定()． A．M点的电势大于N点的电势 B．M点的电势小于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 【答案】AD 【解析】 此电场为非匀强电场，从电场线的疏密程度能够判断出场强的大小，N点处电场线比M点处 密集，则N点场强大于M点场强，同一带电粒子在N点受到的电场力大于在M点受到的电场力，D 正确、C 错误．顺着电场线的方向电势逐渐降低，M点的电势大于N点的电势，A 正确、B 错误． 2. 如图所示，实线为方向未知的三条电场线，从电场中M点，以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b 两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则() 309 教育资源库