人教版高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动专题一般的曲线运动课件（共20张PPT）需要WPS打开

(共20张PPT)
高二物理选修3-1
第一章静电场
第9节带电粒子在电场中的运动
专题一般的曲线运动
包头市百灵庙中学
史殿斌
带电粒子在电场中做一般曲线运动的专题解题思路与方法。
1.根据电场线分布情况和带电粒子运动的轨迹情况，可以确定带电粒子的受力方向，带电粒子受力方向满足两个条件，一个是与电场线的切线共线，一个是指向曲线弯曲方向的凹侧。
2.根据带电粒子运动轨迹上各点的切线方向确定速度方向。
3.根据电场力方向与速度方向之间的夹角关系，判断电场力做功情况。电场力做正功，电势能减小，只有电场力做功时，带电粒子的动能增加；电场力做负功，电势能增加，只有电场力做功时，带电粒子的动能减小。确定带电粒子电势能、动能及速度的变化。
4.根据带电粒子的带电电性，确定电势的高低。或者根据电势的高低，确定带电粒子的电性。
在判断过程中需要熟熟练地运用的知识内容有：
1.正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同，负正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
2.顺着电场线的方向电势逐渐降低。
3.顺着电场线的方向移动正电荷，电场力做正功，电势能减小。
4.正电荷在电势高的地方电势能大。
【典例试做】
1.图中实线是一簇未标明方向的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作用。根据此图，能作出正确判断的一项是
(
)
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两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
【解析】
如图所示，带电粒子在a、b两点所受电场力方向既与电场线共线又指向曲线的凹侧。轨迹上a、b两点的切线方向是速度方向。根据电场力方向与速度方向
的夹角大于900，因此电场力做负功，
电势能增加，动能减小。由于电场线
的方向未知，带电粒子的电性无法确定。
故应选择BCD
【典例试做】
2．一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中φa＜φb＜φc＜φd；若不计粒子受的重力，可以确定（
）
A．该粒子带正电
B．该粒子带负电
C．从J到K粒子的电势能增加
D．粒子在运动过程中的动能与电势能之和不变
【解析】
如图所示，带电粒子电场中所受电场力方向既与电场线共线又指向曲线的凹侧。轨迹上J、K两点的切线方向是速度方向。根据电场力方向与速度方向的夹角小于900，因此电场力做正功，电势能减小，动能增加。由于电场线的方向垂直等势面由d指向a与带电粒子所受电场力方向
相反，因此带电粒子的电性为负电荷。
只有电场力做功动能与电势能之和保持
不变。故应选BD
【课堂训练】
1．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能变化情况是（
）
A．加速度的大小和动能、电势能都增大
B．加速度的大小和动能、电势能都减小
C．加速度增大，动能增大，电势能减小
D．加速度增大，动能减小，电势能增大
C
2.如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ。电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0，方向沿x轴正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点。电子的质量为m，电荷量为e，则
(　　)
A.O点电势高于M点电势
B.运动过程中电子在M点电势能最大
C.运动过程中电子的电势能先减少后增加
D.电场力对电子先做负功后做正功
D
3.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则（
）
A.a一定带正电，b一定带负电
B.电场力对a做正功，对b做负功
C.a的电势能将减小，b的速度将增大
D.a的加速度将减小，b的加速度将增大
CD
4.如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹，图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是（
）
A.如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较小
B.如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较大
C.不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的场强都大于b点的场强
D.不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的电势都高于b点的电势
BC
5.带电粒子射入点电荷Q的电场中，如图所示，实线表示电场的等势线，虚线为粒子运动轨迹，则（　
）
A.粒子在a和c具有相同的电势能
B.粒子在ab段电势能增加，
在bc段电势能减少
C.在从a→b→c的全过程中，电场力先做正功后做负功
D.在从a→b→c的全过程中，电场力先做负功后做正功
ABD
6.如图所示，是在O点一固定的一个点电荷Q，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷Q的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc-Rb=Rb-Ra。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则(
)
A．|W12|=2|W34|
B．|W12|＞2|W34|
C．P和Q两电荷可能同号，也可能异号
D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
B
7.如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷相同的带电粒子（不计重力）以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，图中a、b、c、d、e是粒子轨迹与各等势面的交点，则可判断（　　）
A．两个粒子的电性相同
B．经过c、e两点时，两粒子的速率相同
C．经过b、d两点时，两粒子的速率相同
D．经过b、d两点时，两粒子的加速度大小相同
BD
8.如图所示，a、b、c、d为一组匀强电场中的等差等势线，A、B分别是等势线上的两点。带电量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点运动到B点，动能增加了0.1J，若A点电势为10V，则（　　）
A．B点的电势为零
B．a、b之间的电势差Uab＝-5V
C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线①
D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
AD
9.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，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.粒子带负电
B.b点和d点的电场强度相同
C.粒子的动能先减小后增大
D.粒子在a点的电势能小于在c点的电势能
ACD
10.如图所示，虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如右图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点电势高于c点，不计重力，则（
　）
A.M带负电荷，N带正电荷
B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C.N从O点运动至a点过程中克服电场力做功
D.M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零
BD
11.如图所示，匀强电场水平向右，虚线为一带电粒子在匀强电场中从A点运动到B点的轨迹，此过程粒子克服重力做功为5J，静电力做功为3J，则下列说法中国正确的是（
　）
A．粒子带负电
B．粒子在A点的动能比在B点少2J
C．粒子在A点的电势能比在B点少3J
D．粒子在A点的机械能比在B点少3J
AD
12.如图所示一个点电荷只受电场力作用沿圆弧MN做匀速圆周运动，若圆弧MN的弧长为s，经过圆弧M、N两点的时间为t，经过这两点的速度偏向角为θ，不考虑点电荷对周围电场的影响，则（　　）
A.M、N两点的电势相等
B.点电荷的加速度大小为a＝sθ/t2
C.该电场的场强方向一定指向圆弧的圆心
D.该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的
ABD