（山东专用）2015高考物理二轮专题辅导训练 专题3 第7讲 高考命题热点 7 根据粒子运动的轨迹、电场线（等势面）进行相关问题的判断（含解析）.doc

高考命题热点　7.根据粒子运动的轨迹、电场线(等势面)进行相关问题的判断 带电粒子运动轨迹类问题分析的关键是运用曲线运动的知识(受力特征：合外力指向凹侧；运动特征：速度方向沿切向)找出电场力的方向，进而判断出场强方向或电场力做功情况，一系列问题就迎刃而解．‎ ‎(1)确定受力方向的依据 ‎①曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；‎ ‎②电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向同向，负电荷则相反；‎ ‎③场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向．‎ ‎(2)比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密⇒E越大⇒F＝qE越大⇒a＝越大．‎ ‎(3)判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角)，电场力做正功(负功)，速度增加(减少)．‎ ‎【典例】　(6分)如图3－7－18所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为其运动轨迹上的两点，可以判定(　　)‎ 图3－7－18‎ A．粒子在a点的速度大于在b点的速度 B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C．粒子一定带正电荷 D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 审题流程 - 3 -‎ 解析　‎ 该粒子在电场中做曲线运动，则电场力应指向轨迹的凹侧且沿电场线的切线方向，设粒子由a向b运动，则其所受电场力方向和速度方向的关系如图所示，可知电场力做正功，粒子速度增加，电势能减少，A错、D对；b点处电场线比a点处电场线密，即粒子在b点所受电场力大，加速度大，选项B错；因电场线方向不确定，所以粒子的电性不确定，C选项错误．(假设粒子由b向a运动同样可得出结论)‎ 答案　D 当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线、等势线都不重合的曲线时，这种现象简称为“拐弯现象”，其实质为“运动与力”的关系．运用“牛顿运动定律、功和能”的知识分析：‎ ‎(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧)，从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况．‎ ‎(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题目中相互制约的三个方面．若已知其中一个，可分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”进行分析．‎ ‎(6分)‎ 图3－7－19‎ - 3 -‎ 如图3－7－19所示，带电粒子在电场中只受电场力作用时沿虚线从a运动到b，运动轨迹ab为一条抛物线，则下列判断正确的是(　　)‎ A．若直线MN为一条电场线，则电场线方向由N指向M B．若直线MN为一条电场线，则粒子的动能增大 C．若直线MN为一个等势面，则粒子的速度不可平行MN D．若直线MN为一个等势面，则粒子的电势能减小 解析　若直线MN为一条电场线，则带电粒子所受电场力沿NM方向，可以判断电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，但由于带电粒子的电性未知，因此不能确定电场强度的方向，A、B错；若直线MN为一个等势面，粒子速度方向垂直于场强方向时平行于等势面，C错；若直线MN为一个等势面，电场力方向垂直于等势面指向轨迹凹侧，与速度间夹角小于90°做正功，粒子的电势能减小，D对．‎ 答案　D - 3 -‎