1.(多选)(2017·全国卷Ⅰ,20)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图1所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是( )
图1
A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1
C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3
答案 AC
2. (多选)(2017·天津理综,7)如图2所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是( )
图2
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAab>ac,va>vc>vb
B.aa>ab>ac,vb>vc>va
C.ab>ac>aa,vb>vc>va
D.ab>ac>aa,va>vc>vb
【变式探究】如图13所示,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点.已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力.求A、B两点间的电势差.
图13
【答案】
【名师点睛】
(1)首先分析粒子的运动规律,区分是在电场中的直线运动还是曲线运动问题.
(2)对于直线运动问题,可根据对粒子的受力分析与运动分析,从以下两种途径进行处理:
①如果是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题,应用牛顿第二定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.
②如果是非匀强电场中的直线运动,一般利用动能定理研究全过程中能的转化,研究带电粒子的速度变化、运动的位移等.
(3)对于曲线运动问题,如是类平抛运动模型,通常采用运动的合成与分解方法处理.通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析,应用动力学方法或功能方法求解.
【锦囊妙计,战胜自我】
(1)常见典型电场的电场线、等势面的分布特点.
(2)电场线、等势面与运动轨迹结合点及题目中力的方向判断.
(3)动能定理应用时易出现分解的错误.