电场线 等势面和带电粒子轨迹问题 01 02 03 04备选训练 课堂互动 题组剖析 规律总结 课堂互动 1 常见等势面比较 电场等势面 实线 图样重要描述 匀强电场 垂直于电场线 的一簇 平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇 球面 等量异种点电荷的电 场 两电荷连线 的中垂面 为等势面 等量同种正点电荷的电 场 在电荷连线 上 中点 电势 最低 在中垂线 上 中点电势 最高 课堂互动 2 分析方法 1 根据等势面与电场线垂直 画出电场线 2 根据运动轨迹的弯曲方向 判断电场力方向 从而分析电场方向或电荷的正负 确定电势能 电势的变化 A 电子一定从A向B运动 B 若aA aB 则Q靠近M端且为正电荷 C 无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB 说明电子在A点受到的电场力较大 A点的电场强度较大 根据点电荷的电场分布可知 靠近M端为场源电荷的位置 应为正电荷 故选项 B正确 无论Q为正电荷还是负电荷 一定有电势 A B 电子电势能Ep e 电势能是标量 所以 一定有EpA0 得EkM EkN 选项D错误 答案 A 3 规律方法 带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧 1 判断速度方向 带电粒子运动轨迹上某点的 切线方向为该点处的速度方向 2 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 3 判断电场力做功的正负及电势能的增减 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 备选训练 解析 由等势线的分布特点可知 形成电场的正电荷在上 方 负电荷在下方 又由轨迹的偏转情况可确定 运动的 粒子带负电 选项A错误 电场力先做负功后做正功 动能 先变小后变大 速度先减小后变大 电势能先变大后变小 则选项B错误 C正确 由于bd两点在同一等势面上 则 粒子在这两点的电势能相等 动能相等 速度大小相等 选项D正确 答案 CD 1 等势面与运动轨迹 2017 青岛市质量检测 多选 两个 固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图3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 则下列关于带 电粒子的判断正确的是 A 带正电 B 速度先变大后变小 C 电势能先变大后变小 D 经过b点和d点时的速度大小相同 2 带电油滴的运动轨迹分析 2016 全国卷 20 多选 如图4 一带负电荷的油滴在匀强电场中运 动 其轨迹在竖直面 纸面 内 且相对于过轨迹最 低点P的竖直线对称 忽略空气阻力 由此可知 A Q点的电势比P点高 B 油滴在Q点的动能比它在P点的大 C 油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D 油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 备选训练 解析 由于油滴受到的电场力和重力都是恒力 所 以合外力为恒力 加速度恒定不变 所以D选项错 由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力 总是指向轨迹弯曲内侧 所以油滴所受合外力沿竖 直向上的方向 因此电场力竖直向上 且qE mg 则电场方向竖直向下 所以Q点的电势比P点的高 A选项正确 当油滴从P点运动到Q点时 电场力 做正功 电势能减小 C选项错误 当油滴从P点 运动到Q点的过程中 合外力做正功 动能增加 所以Q点动能大于P点的动能 B选项正确 答案 AB 解析显 隐