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2021湖北教师招聘物理:电场线与带电粒子在电场中运动轨迹类问题

2021-04-23 11:18:55| 来源:湖北中公教育

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电场线与带电粒子在电场中运动轨迹问题是电场问题中比较常见的考察方式,由于具有较强的综合性,需要对于知识的掌握较为全面,接下来通过例题的方式总结此类问题的解决步骤,以及注意事项。

例题:如图所示,一带电粒子在静电场中做加速运动,实线表示电场线,虚线表示粒子的运动轨迹,M、N是轨迹上的两点,不计粒子的重力,下列说法正确的是()。

A.N点的电势小于M点的电势

B.带电粒子一定从M点运动到N点

C.在运动过程中,带电粒子的动能与电势能之和逐渐增大

D.在运动过程中,带电粒子的加速度逐渐减小

解析:根据沿电场线方向电势降低,可知N点电势高于M点电势,A错误。由合力指向带电粒子轨迹的凹侧,可知带电粒子受到向右电场力的作用,又知道带电粒子做加速运动,于是运动方向与受力方向夹角成锐角,所以运动方向是由N到M,B错误。带电粒子只在电场力的作用下运动,那么电势能与动能相互转化,电势能与动能之和为0,C错误。由N到M电场线变稀疏,场强减小,受到的电场力减小,根据牛顿第二定律可知,加速度减小,故D正确,故选D。

一般解题技巧:

一、判断运动方向:可以根据物体运动轨迹上某一点的切线方向确定物体在该点的运动方向。

二、判断判断电场力(场强)方向:仅受电场力作用下的带电粒子,所受的电场力指向带电粒子运动轨迹的凹侧,再根据带电粒子所带电荷正负判断场强方向。

三、判断电场力做功的正负及电势能的增减:通过速度与力两线法,画出速度线与力线(初始位置),根据他们的夹角分析。若运动方向与电场力方向成锐角,则电场力做正功,电势能减小,若电场力与速度方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加。

同时还可以根据沿电场线方向电势逐渐降低;电势降低最快的方向为场强方向,电场线越密集,场强越大来确定所需要比较的物理量。

注意:电场线与轨迹问题的判断需要注意“三不知”,一不知电荷带电性,二不知电场方向,三不知运动方向。若已知其中一个,便可以分析判断各待求量。若三个量都不知,则需要在题目中使用假设法。

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