人教版高二物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題一般的曲線運(yùn)動(dòng)課件

高二物理選修3-1

第一章靜電場(chǎng)

第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專題一般的曲線運(yùn)動(dòng)包頭市百靈廟中學(xué)史殿斌帶電粒子在電場(chǎng)中做一般曲線運(yùn)動(dòng)的專題解題思路與方法。1.根據(jù)電場(chǎng)線分布情況和帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡情況，可以確定帶電粒子的受力方向，帶電粒子受力方向滿足兩個(gè)條件，一個(gè)是與電場(chǎng)線的切線共線，一個(gè)是指向曲線彎曲方向的凹側(cè)。2.根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的切線方向確定速度方向。3.根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向之間的夾角關(guān)系，判斷電場(chǎng)力做功情況。電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電粒子的動(dòng)能增加；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電粒子的動(dòng)能減小。確定帶電粒子電勢(shì)能、動(dòng)能及速度的變化。4.根據(jù)帶電粒子的帶電電性，確定電勢(shì)的高低?；蛘吒鶕?jù)電勢(shì)的高低，確定帶電粒子的電性。在判斷過(guò)程中需要熟熟練地運(yùn)用的知識(shí)內(nèi)容有：1.正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。2.順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低。3.順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小。4.正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大?！镜淅囎觥?.圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線。虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用。根據(jù)此圖，能作出正確判斷的一項(xiàng)是()A.帶電粒子所帶電荷的符號(hào)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大【解析】如圖所示，帶電粒子在a、b兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向既與電場(chǎng)線共線又指向曲線的凹側(cè)。軌跡上a、b兩點(diǎn)的切線方向是速度方向。根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角大于900，因此電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小。由于電場(chǎng)線的方向未知，帶電粒子的電性無(wú)法確定。故應(yīng)選擇BCD【典例試做】2．一帶電粒子沿著圖中曲線JK穿過(guò)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面，其中φa＜φb＜φc＜φd；若不計(jì)粒子受的重力，可以確定（）A．該粒子帶正電B．該粒子帶負(fù)電C．從J到K粒子的電勢(shì)能增加D．粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變【解析】如圖所示，帶電粒子電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力方向既與電場(chǎng)線共線又指向曲線的凹側(cè)。軌跡上J、K兩點(diǎn)的切線方向是速度方向。根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角小于900，因此電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加。由于電場(chǎng)線的方向垂直等勢(shì)面由d指向a與帶電粒子所受電場(chǎng)力方向相反，因此帶電粒子的電性為負(fù)電荷。只有電場(chǎng)力做功動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變。故應(yīng)選BD【課堂訓(xùn)練】1．一帶電粒子在如圖所示的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，在電場(chǎng)力作用下沿虛線所示軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電荷的加速度、動(dòng)能、電勢(shì)能變化情況是（）A．加速度的大小和動(dòng)能、電勢(shì)能都增大B．加速度的大小和動(dòng)能、電勢(shì)能都減小C．加速度增大，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小D．加速度增大，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大C2.如圖所示，xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，方向未知，電場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ。電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi)，從原點(diǎn)O以大小為v0，方向沿x軸正方向的初速度射入電場(chǎng)，最后打在y軸上的M點(diǎn)。電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則()A.O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最大C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子的電勢(shì)能先減少后增加D.電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功后做正功D3.實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場(chǎng)力作用)，則（）A.a一定帶正電，b一定帶負(fù)電B.電場(chǎng)力對(duì)a做正功，對(duì)b做負(fù)功C.a的電勢(shì)能將減小，b的速度將增大D.a的加速度將減小，b的加速度將增大CD4.如圖所示，某同學(xué)在研究電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了電子由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡，圖中未標(biāo)明方向的一組虛線可能是電場(chǎng)線，也可能是等勢(shì)面，則下列說(shuō)法正確的判斷是（）A.如果圖中虛線是電場(chǎng)線，電子在a點(diǎn)動(dòng)能較小B.如果圖中虛線是等勢(shì)面，電子在b點(diǎn)動(dòng)能較大C.不論圖中虛線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D.不論圖中虛線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，a點(diǎn)的電勢(shì)都高于b點(diǎn)的電勢(shì)BC5.帶電粒子射入點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)的等勢(shì)線，虛線為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，則（）A.粒子在a和c具有相同的電勢(shì)能B.粒子在ab段電勢(shì)能增加，在bc段電勢(shì)能減少C.在從a→b→c的全過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功D.在從a→b→c的全過(guò)程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功ABD6.如圖所示，是在O點(diǎn)一固定的一個(gè)點(diǎn)電荷Q，另一點(diǎn)電荷P從很遠(yuǎn)處以初速度v0射入點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線MN。a、b、c是以O(shè)為中心，Ra、Rb、Rc為半徑畫(huà)出的三個(gè)圓，Rc-Rb=Rb-Ra。1、2、3、4為軌跡MN與三個(gè)圓的一些交點(diǎn)。以|W12|表示點(diǎn)電荷P由1到2的過(guò)程中電場(chǎng)力做功的大小，|W34|表示由3到4的過(guò)程中電場(chǎng)力做功的大小，則()A．|W12|=2|W34|B．|W12|＞2|W34|C．P和Q兩電荷可能同號(hào)，也可能異號(hào)D．P的初速度方向的延長(zhǎng)線與O之間的距離可能為零B7.如圖所示，虛線為某點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，現(xiàn)有兩個(gè)比荷相同的帶電粒子（不計(jì)重力）以相同的速率從同一等勢(shì)面的a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后沿不同的軌跡1和2運(yùn)動(dòng)，圖中a、b、c、d、e是粒子軌跡與各等勢(shì)面的交點(diǎn)，則可判斷（）A．兩個(gè)粒子的電性相同B．經(jīng)過(guò)c、e兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率相同C．經(jīng)過(guò)b、d兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率相同D．經(jīng)過(guò)b、d兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的加速度大小相同BD8.如圖所示，a、b、c、d為一組勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等差等勢(shì)線，A、B分別是等勢(shì)線上的兩點(diǎn)。帶電量為1×10-2C的正電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，該電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，動(dòng)能增加了0.1J，若A點(diǎn)電勢(shì)為10V，則（）A．B點(diǎn)的電勢(shì)為零B．a(chǎn)、b之間的電勢(shì)差Uab＝-5VC．電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線①D．電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線②AD9.兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是（

）A.粒子帶負(fù)電B.b點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.粒子的動(dòng)能先減小后增大D.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能ACD10.如圖所示，虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對(duì)值也相等?，F(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如右圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，不計(jì)重力，則（）A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷 B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同 C.N從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功 D.M從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零BD11.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右，虛線為一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡，此過(guò)程粒子克服重力做功為5J，靜電力做功為3J，則下列說(shuō)法中國(guó)正確的是（）A．粒子帶負(fù)電 B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)少2J C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少3J D．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少3JAD12.如圖所示一個(gè)點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用沿圓弧MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若圓弧MN的弧長(zhǎng)為s，經(jīng)過(guò)圓弧M、N兩點(diǎn)的時(shí)間為t，經(jīng)過(guò)這兩點(diǎn)的速度偏向角為θ，不考慮點(diǎn)電荷對(duì)周圍電場(chǎng)的影響，則（）A.M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 B.點(diǎn)電荷的加速度大小為a＝sθ/t2

C.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定指向圓弧的圓心 D.該點(diǎn)電荷所處的電場(chǎng)可能是兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的ABD4、后悔是一種耗費(fèi)精神的情緒后悔是比損失更大的損失，比錯(cuò)誤更大的錯(cuò)誤所以不要后悔。4、走得最慢的人，只要他不喪失目標(biāo)，也比漫無(wú)目的地徘徊的人走得快。16、緊握信念，抓住每一次機(jī)會(huì)，綻放最美麗的自己。4、誰(shuí)說(shuō)我不行，螢光都可以照亮一個(gè)人的行程。15、如果你不給自己煩惱，別人也永遠(yuǎn)不可能給你煩惱。因?yàn)槟阕约旱膬?nèi)心，你放不下。11、積極者相信只有推動(dòng)自己才能推動(dòng)世界，只要推動(dòng)自己就能推動(dòng)世界。。8、有很多事情，你不必看透，只需看清;很多茫然到迷失的日子，你不必驚擾，只需坦然。11、生活總是讓我們遍體鱗傷，但到后來(lái)，那些受傷的地方一定會(huì)變成我們最強(qiáng)壯的地方。12、要冒一險(xiǎn)!整個(gè)生命就是一場(chǎng)冒險(xiǎn)，走得最遠(yuǎn)的人常是愿意去做、愿意去冒險(xiǎn)的人。18、時(shí)間帶走了青春，帶走了純真，帶走了很多很多。它只留下了兩樣：一個(gè)成熟一個(gè)孤單。16、因?yàn)閻?ài)得尊嚴(yán)，我選擇離去。因?yàn)閻?ài)得無(wú)奈，我選擇放棄。20