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2021湖北教師招聘物理:電場線與帶電粒子在電場中運動軌跡類問題

2021-04-23 11:18:55| 來源:湖北中公教育

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電場線與帶電粒子在電場中運動軌跡問題是電場問題中比較常見的考察方式,由于具有較強的綜合性,需要對于知識的掌握較為全面,接下來通過例題的方式總結此類問題的解決步驟,以及注意事項。

例題:如圖所示,一帶電粒子在靜電場中做加速運動,實線表示電場線,虛線表示粒子的運動軌跡,M、N是軌跡上的兩點,不計粒子的重力,下列說法正確的是()。

A.N點的電勢小于M點的電勢

B.帶電粒子一定從M點運動到N點

C.在運動過程中,帶電粒子的動能與電勢能之和逐漸增大

D.在運動過程中,帶電粒子的加速度逐漸減小

解析:根據沿電場線方向電勢降低,可知N點電勢高于M點電勢,A錯誤。由合力指向帶電粒子軌跡的凹側,可知帶電粒子受到向右電場力的作用,又知道帶電粒子做加速運動,于是運動方向與受力方向夾角成銳角,所以運動方向是由N到M,B錯誤。帶電粒子只在電場力的作用下運動,那么電勢能與動能相互轉化,電勢能與動能之和為0,C錯誤。由N到M電場線變稀疏,場強減小,受到的電場力減小,根據牛頓第二定律可知,加速度減小,故D正確,故選D。

一般解題技巧:

一、判斷運動方向:可以根據物體運動軌跡上某一點的切線方向確定物體在該點的運動方向。

二、判斷判斷電場力(場強)方向:僅受電場力作用下的帶電粒子,所受的電場力指向帶電粒子運動軌跡的凹側,再根據帶電粒子所帶電荷正負判斷場強方向。

三、判斷電場力做功的正負及電勢能的增減:通過速度與力兩線法,畫出速度線與力線(初始位置),根據他們的夾角分析。若運動方向與電場力方向成銳角,則電場力做正功,電勢能減小,若電場力與速度方向成鈍角,則電場力做負功,電勢能增加。

同時還可以根據沿電場線方向電勢逐漸降低;電勢降低最快的方向為場強方向,電場線越密集,場強越大來確定所需要比較的物理量。

注意:電場線與軌跡問題的判斷需要注意“三不知”,一不知電荷帶電性,二不知電場方向,三不知運動方向。若已知其中一個,便可以分析判斷各待求量。若三個量都不知,則需要在題目中使用假設法。

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