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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 等勢(shì)面和帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡問(wèn)題教案 本類(lèi)考題解答錦囊 解答“等勢(shì)面和帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡問(wèn)題”一類(lèi)試題，應(yīng)了解以下內(nèi)容： 電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面，電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)面均是形象描述電場(chǎng)的，了解它們之間的相互關(guān)系，等勢(shì)面垂直于電場(chǎng)線(xiàn)，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功；電場(chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．具體做題中還要注意力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系．功能關(guān)系的綜合應(yīng)用 I 高考最新熱門(mén)題 1 (典型例題)如圖17-3-1所示，O是一固定的點(diǎn)電荷，另一點(diǎn)電荷P從很遠(yuǎn)處以初速度vo射人點(diǎn)電荷O的電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲

2、線(xiàn)MN．a(chǎn)、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)力做的功的大小，|W34|表示由3到4的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功大小，則 A.|W12|=2|W34| B．|W12|＞2|W34| C.P、O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(xiàn)與O之間的距離可能為零 命題目的與解題技巧：考查點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，等勢(shì)線(xiàn)，電場(chǎng)力及做功分析．清楚點(diǎn)電荷周?chē)妶?chǎng)分布規(guī)律，根據(jù)場(chǎng)源電荷電場(chǎng)等勢(shì)面圖和P電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡給出的信息加以分析判斷綜合處理．

3、 [解析] 由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E=k可知，E隨r的增大而減小，又由題意知Rc-Rb=Rb-Ra，所以|b-c|<|a-b|, 即|U12|＞|2U34|根據(jù)電場(chǎng)力做功W=qU，可得|W12|>2|W34|，故B正確，A錯(cuò)誤．又由軌跡是曲線(xiàn)且繞過(guò)固定點(diǎn)電荷，兩點(diǎn)電荷間作用力為引力，故P、O一定是異種電荷，P的初速度方向的延長(zhǎng)線(xiàn)與O之間的距離不為零，故CD錯(cuò)誤． [答案] B 2 (典型例題)如圖17-3-2中虛線(xiàn)所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為O.一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分

4、別為26eV和5eV．當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn) 動(dòng)到某一位置其電勢(shì)能變?yōu)?8eV時(shí)，它的動(dòng)能就為 A．8 ev B．15 ev C．20 ev D．34 ev 答案： C 指導(dǎo)：設(shè)相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差為U，電荷從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力對(duì)電荷作負(fù)功．設(shè)電荷電量為Q．電場(chǎng)力對(duì)物體做功W=—3qU．根據(jù)動(dòng)能定理有—3qU=Ekb—EkaQu=7eV．當(dāng)電荷電。運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面3時(shí)，有-2qU=Ek3—Eka Ek3=Eka—2qU=26eV—2×7eV=12eV． 電荷在等勢(shì)面3的總能量 E3=Ek3+Ep3=12eV+0=12eV． 又電荷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程

5、中，只有電場(chǎng)力對(duì)其作動(dòng)，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，其電勢(shì)能為— 8eV，總能量為12eV，其動(dòng)能為20eV，C選項(xiàng)正確． 3 (典型例題)如圖17-3-3所示，虛線(xiàn)a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為和 c, a>b>c,一帶正電的粒子射人電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線(xiàn)KLMN所示，由圖可知 A.粒子從K到L的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功 B．粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 C．粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加 D．粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少 答案： AC 指導(dǎo)：由a>b>c，知道電場(chǎng)是正電荷形成的電場(chǎng)，帶正電

6、的粒子射入電場(chǎng)中受到庫(kù)侖力的作用，在靠近場(chǎng)源電荷的過(guò)程中，克服靜電力做功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小．在遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，粒子從K到乙的過(guò)程中，由低電勢(shì)往高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少．A、C選項(xiàng)正確．從L到 M粒子從高電勢(shì)往低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 4 (典型例題)如圖17-3-4所示實(shí)線(xiàn)是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)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)此圖可作出正確判斷的是 A.帶電粒子所帶

7、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 答案： BCD 指導(dǎo)：由軌跡的彎曲情況，可知電場(chǎng)力應(yīng)沿電場(chǎng)線(xiàn)向左，但因?yàn)椴恢妶?chǎng)線(xiàn)的方向，故帶電粒子所帶電荷符號(hào)不能確定．設(shè)粒子從a運(yùn)動(dòng)到a(也可分析從b到。的情形，兩種分析不影響結(jié)論)，速度方向與電場(chǎng)力方向夾角大于90°，能增加,即b的電勢(shì)能較大,應(yīng)選B、C、D. 5 (典型例題)靜電透鏡是利用靜電場(chǎng)使電子束會(huì)聚或發(fā)散的一種裝置，其中某部分靜電場(chǎng)的分布如圖 17-3-5所示．虛線(xiàn)表示這個(gè)靜電場(chǎng)在xOy平面內(nèi)的一簇等勢(shì)

8、線(xiàn)．等勢(shì)線(xiàn)形狀相對(duì)于Ox軸、Oy軸對(duì)稱(chēng)．等勢(shì)線(xiàn)的電勢(shì)沿x軸正向增加，且相鄰兩等勢(shì)線(xiàn)的電勢(shì)差相等．一個(gè)電子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)(其橫坐標(biāo)為-xo)時(shí)，速度與Ox軸平行．適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件，使該電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)僅在Ox軸上方運(yùn)動(dòng)．在通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，該電子沿丁方向的分速度vr隨位置坐標(biāo)x變化的示意圖是 答案： D 指導(dǎo)：根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面處處垂直，可在原圖中畫(huà)出一條電場(chǎng)線(xiàn)如圖017—3，電子在x國(guó)上方區(qū)域運(yùn)動(dòng)地程中聽(tīng)受電場(chǎng)力的豎直分量沿丁軸負(fù)方向且逐漸減小至零，之后先增加后減小，豎直分速度方向沿y軸負(fù)方向．電子水平方向分速度因不斷被加速，電子在xOy的區(qū)域(第1象限內(nèi))運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，故在x軸正向一側(cè)電子豎

9、直分速度變化較大，兩邊不對(duì)稱(chēng)．所以D正確． Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類(lèi)型題 1 (典型例題)如右圖所示，a、b帶等量異種電荷，MN為a、b連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子從M點(diǎn)以一定的初速度v射出．開(kāi)始時(shí)一段軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)，不考慮粒子的重力，則在飛越該電場(chǎng)的過(guò)程中 A.該粒子帶負(fù)電 B．該粒子的動(dòng)能先增大，后減小 C.該粒子的電勢(shì)能先減小，后增大 D.該粒子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處后，速率大小一定仍為v 命題目的與解題技巧：MN所在平面為零電勢(shì)面，該面上各點(diǎn)的電勢(shì)均與無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)相等，如果在a、b兩電荷間畫(huà)出電場(chǎng)線(xiàn)，則不難看出MN和所畫(huà)出的每一條電場(chǎng)線(xiàn)在相交處都垂直

10、 [解析] 從粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出，該粒子在運(yùn)動(dòng)中受到了電荷b的靜電引力的作用．所以，該粒予肯定帶負(fù)電，選項(xiàng) A正確．在粒子靠近正電荷的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，直到粒子和正電荷間的距離達(dá)到最?。@一過(guò)程中粒子的動(dòng)能增大，然后粒子和正電荷間的引力開(kāi)始對(duì)粒子做負(fù)功，故粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能逐漸變小，故B正確．電場(chǎng)力做功的過(guò)程伴隨著動(dòng)能和電勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化．所以，對(duì)應(yīng)動(dòng)能先變大后變小的過(guò)程，有電勢(shì)能先變小然后變大．而當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，相當(dāng)于粒子回到了MN所在的零電勢(shì)面．故電場(chǎng)力做功為零，粒子的運(yùn)動(dòng)速率又恢復(fù)到扎 [答案] ABCD 2 (典型例題)如圖17-3

11、-7所示，a，b，c表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為U，一帶電粒子(重力不計(jì))從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，已知它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為v，則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為 A．1.5v B． 答案： A 指導(dǎo)：從a→b時(shí) mv =q(Ua—Ub)=a→c時(shí)，(Ua—Uc)=qU求得vc=1．5v． 3 (典型例題)在靜電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是 A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置，電勢(shì)一定為零 B．電勢(shì)為零的位置電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零 C.同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等 D．電場(chǎng)力對(duì)電荷做了功，則電荷的初末位置一定不在

12、同一等勢(shì)面上 答案：同指導(dǎo) 指導(dǎo)：題中給出的是A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)，我們只要在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出兩等勢(shì)點(diǎn)，則可作出一條等勢(shì)線(xiàn)，然后利用電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直即得電場(chǎng)線(xiàn)，這樣也就得到了所求電場(chǎng)的方向．連接AC并將其三等分，等分點(diǎn)為D、I，則=6V， 1=0V．連接BD，即為一條等勢(shì)線(xiàn)，作 BD的垂線(xiàn)指向右下方即為所求電場(chǎng)的方向． 4 (典型例題)如圖17-3-8中，A、B、C為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)，已知三點(diǎn)的電勢(shì)分別為A=12V, B=6V, C=-6V試作圖確定該電場(chǎng)的方向，要求寫(xiě)出作圖步驟． 答案：D指導(dǎo)：在等量正點(diǎn)電連線(xiàn)的中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，如果選無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則該點(diǎn)電勢(shì)為正，因?yàn)閺倪@一

13、點(diǎn)沿中垂線(xiàn)向無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功，由WAB=qUAB>0可知該點(diǎn)電勢(shì)為正，A錯(cuò)；用同樣的方法研究等量異種電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)及中垂線(xiàn)，可知中垂線(xiàn)是等勢(shì)線(xiàn)，如選無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則中垂線(xiàn)電勢(shì)為零，所以B、C錯(cuò)；由,故D正確． 5 (典型例題)如圖17-3-9中實(shí)線(xiàn)為電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)為等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，正電荷在等勢(shì)面L3處的動(dòng)能為0.2 J，運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面L1處時(shí)動(dòng)能為零，取L2為零勢(shì)能面，則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為0.xxJ時(shí)，它的動(dòng)能為_(kāi)_____J(不計(jì)重力)． 答案：0．04 指導(dǎo)：只有電場(chǎng)力做功，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，它們的總和為定值，從L3到L1電勢(shì)能增加g

14、31等于從3到1動(dòng)能的減少，即31=0．2J． 若取L2為零勢(shì)能面，電荷在L2，時(shí)電勢(shì)能為零，則電荷在L3、 L1時(shí)的電勢(shì)能分別為-0．1J、0．1 J，在L1處電荷總能量為 0．1J，所以由能量守恒定律，當(dāng)電荷電勢(shì)能為0．xx J時(shí)，它的動(dòng)能為0．04J． 6 (典型例題)如圖17-3-10所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以正點(diǎn)電荷口為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m，帶電量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速下滑，已知q≤Q，AB=h，小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為,求： (1)小球從A→B過(guò)程中電場(chǎng)力做的功． (2)A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差． 答案：(1) mgh (2)

15、 指導(dǎo)：小球由A到B的過(guò)程，若僅有重力做功，則而題意，故小球從A到B的過(guò)程，電場(chǎng)力做正功，可判斷叮為負(fù)電荷，而點(diǎn)電荷Q所激發(fā)電場(chǎng)的等勢(shì)面為球面，B、C位于同一等勢(shì)面上，UAB=UAC，從麗由動(dòng)能定理可求出UAC (1)小球人AB運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力對(duì)小球做正功,電場(chǎng)力對(duì)小球做正功,據(jù)動(dòng)定理: 得 (2)根據(jù)題意：B=C，所以UAB=UAB而即 Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測(cè) 1 如圖17-3-11所示，平行直線(xiàn)表示電場(chǎng)線(xiàn)，但未標(biāo)方向，帶電為+10-2C的微粒在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動(dòng)能損失0.1J,若A點(diǎn)電勢(shì)為-10V，則 A.B點(diǎn)的電勢(shì)為10V

16、B．電場(chǎng)線(xiàn)方向從右向左 C.微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡1 D．微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡2 答案： BC 指導(dǎo)：帶電微粒只受電場(chǎng)力作用，由A到B動(dòng)能減少0．1J，所以克服電場(chǎng)力做功0．1J，由W=qU可得，，則B=0，故選項(xiàng)A錯(cuò)．…因?yàn)檠仉妶?chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)越來(lái)越低，而A—10V，B=0V，不難看出電場(chǎng)線(xiàn)的方向向左．故選項(xiàng)B正確．微粒從A向B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，合外力(即電場(chǎng)力)的方向是水平向左的．根據(jù)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，合外力的方向一定指向曲線(xiàn)的內(nèi)側(cè)，則C、D兩選項(xiàng)中正確的為C 2 圖17-3-12所示，一水平放置的金屬板P，它的正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電的小球(可

17、視為質(zhì)點(diǎn)，帶電量很小，不影響原電場(chǎng))從左端以速度vo沿P上表面向右端運(yùn)動(dòng)，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 A.小球先減速后加速運(yùn)動(dòng) D．小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) C．小球的電勢(shì)能保持不變 D.小球受到的電場(chǎng)力的沖量為零 答案： BC 指導(dǎo)：金屬板處在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中由于靜電感應(yīng)使得+Q與金板之間的電場(chǎng)如圖D17—4所示，金板表面的場(chǎng)強(qiáng)處處與金屬表面垂直．小球受電場(chǎng)力、重力和支持力的方向都與初速度v0垂直，故做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確．在豎直方向，電場(chǎng)力的方向始終未變，只有大小發(fā)生改變，故電場(chǎng)力的沖量不等于零，只有合力的沖量等于零．靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)法表南是等勢(shì)面．移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不

18、做功，電勢(shì)能亦不變． 3 如圖17-3-14所示，空間有一水平__________勻強(qiáng)電場(chǎng)，在豎直平面內(nèi)有初速度為vo的帶電微粒，沿圖中虛線(xiàn)由A運(yùn)動(dòng)至B，其能量變化情況是 A.動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 B．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加 C.動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 D．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 答案： E=80V/m，方向?yàn)橛蒩到e的方向．指導(dǎo)：由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，無(wú)論沿ab方向還是沿ac方向各點(diǎn)的電勢(shì)都是均勻降低的，所以沿ab方向電勢(shì)由8V降低到-4V的過(guò)程中，電勢(shì)為2V的點(diǎn)應(yīng)在oA連線(xiàn)的中占d，見(jiàn)圖D17—5

19、，連c、d，則cd直線(xiàn)為一條等勢(shì)線(xiàn)，由于電場(chǎng)方向是電勢(shì)降落最快的方向，則向右垂直于cd方向就是電場(chǎng)E的方向．因ac=ad=cm，則cd段的垂直平分線(xiàn)必過(guò)a點(diǎn)，垂足為=e點(diǎn)勢(shì)為，Uae=a-e=8V-2V=6V,ae=accos30° =V， 公式中的d表示沿電場(chǎng)線(xiàn)方向兩點(diǎn)間的距離． 4 在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，各點(diǎn)的電勢(shì)分別為 ac和ab之間的夾角為60°，如圖17-3-13所示，求所在勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向． 答案： B 指導(dǎo)：根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷微粒一定受向下的重力和向左的電場(chǎng)力作用做勻式速運(yùn)為所以粒子常點(diǎn)電荷，根據(jù)能量轉(zhuǎn)代與守恒定律知粒子動(dòng)能減

20、少重力勢(shì)的電勢(shì)解均增加． 5 為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線(xiàn)勻速地由A運(yùn)動(dòng)到B，必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F，如圖17-3-15所示．若AB=0.4m，a=37°，q=-3×10-7C，F(xiàn)=1.5×10-4N，A點(diǎn)的電勢(shì)UA=100V．(不計(jì)負(fù)電荷受的重力) (1)在圖中用實(shí)線(xiàn)畫(huà)出電場(chǎng)線(xiàn)，用虛線(xiàn)畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線(xiàn)，并標(biāo)明它們的電勢(shì)． (2)求Q在由A到B的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量是多少? 答案：指導(dǎo)：(1)因?yàn)辄c(diǎn)電荷在電場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)所以F-Qe=0 電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)線(xiàn)如圖D17-6示． (2)是勢(shì)能的增加量為： ΔE=qUAB=3×10-7×160J=4

21、．8 × 10-5J． 考場(chǎng)熱身 探究性命題綜合測(cè)試 1 關(guān)于靜電場(chǎng)的下列說(shuō)法中正確的是 A.帶電粒子沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能一定要改變 B．勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)電勢(shì)差與兩點(diǎn)間距離成正比 C.正電荷形成的電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低；負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)升高 D.一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中由。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)能增量為零，則該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面方向運(yùn)動(dòng) 答案： A 指導(dǎo)：帶電粒子沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力一定做功，電勢(shì)能一定變化，故A正確．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中u二Ed，d為在電場(chǎng)方向上距離，故B錯(cuò)誤．沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向，電勢(shì)一定降低，故C錯(cuò)誤．由電場(chǎng)

22、力做功與電勢(shì)能的關(guān)系知電勢(shì)能增量為零，說(shuō)明電場(chǎng)力做功為零，Uab=，該點(diǎn)電荷不一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤． 2 如圖Z17-1，在一個(gè)等邊三角形ABC頂點(diǎn)B、C處各放一個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，測(cè)得A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為正，方向與BC邊平行沿B指向C拿走C處的點(diǎn)電荷后，A處電場(chǎng)強(qiáng)度情況將是 A.大小仍為E，方向從A指向B B．大小仍為E，方向沿BA向外 C.大小變?yōu)?，方向未? D．不能作出結(jié)論 答案： B 指導(dǎo)：根據(jù)題目給定條件利用均強(qiáng)矢量合成平行四邊形法則可以推測(cè)O、C應(yīng)為等量導(dǎo)種電荷．B為正電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)大小為E方向沿BA向外． 3 如圖Z

23、17-2所示，平行板電容器的兩個(gè)極板為A、B,B板接地，A板帶有電量+Q，板間電場(chǎng)有一固定點(diǎn)P，若將B板固定，A板下移一些，或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種情況中，以下說(shuō)法正確的是 A．A板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)不變 B．A板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)升高 C.B板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)降低 D．B板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，P點(diǎn)電勢(shì)不變 答案： AC 指導(dǎo)：A板下移與B板上移，兩板間的距離均減小，但此平行板電容器為一電量不變的電容器，因此改變兩板間的距離不能改變電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向，即E不變；因此A板下移時(shí)，P

24、與B板的電勢(shì)差不變，即P點(diǎn)電勢(shì)也不變．但B板上移時(shí)，由于P與B板的距離減小，因此P、B間的電勢(shì)差減小，即P點(diǎn)是勢(shì)降低，即本題的答案為A、C 4 如圖Z17-3所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，在豎直平面內(nèi)有初速度為vo的帶電微粒，沿圖中虛線(xiàn)由A運(yùn)動(dòng)到B，其能量變化情況是 A.動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 B．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加而電勢(shì)能增加 C．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 D．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 答案： B 指導(dǎo)：帶電粒子由A到B做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子所受合外力的方向必沿BA方向，由于帶電粒子所受重力豎直向下，則電場(chǎng)力方

25、向只能沿水平方向向左，粒子帶負(fù)電，由A到B的過(guò)程中重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，電場(chǎng)力也做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減?。? 5 如圖Z17-4所示，虛線(xiàn)a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為Ua、Ub和Uc，Ua>Ub>Uc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其軌跡如實(shí)線(xiàn)KLMN所示，由圖可知 A.粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 B．粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 C.粒子從K到L的過(guò)程中，靜電勢(shì)能增加 D．粒于從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少 答案： AC 指導(dǎo)：分析題給條件可知，該電場(chǎng)是正的點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，帶正電的粒子在該電場(chǎng)中受到

26、靜電排斥力的作用．粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，故A、C項(xiàng)對(duì)．由于Ua< 指導(dǎo)：由電場(chǎng)線(xiàn)疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，所

27、以EM

28、子在等勢(shì)面b時(shí)動(dòng)能為5J，帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能和動(dòng)能之和為5J，是守恒的，當(dāng)動(dòng)能為7．5J時(shí)，其電勢(shì)能為—2．5J 8 如圖Z17-7所示裝置中，兩平行鐵夾正中央放上一銅質(zhì)圓環(huán)C緊壓在導(dǎo)電紙上不接電源，代表電場(chǎng)中的導(dǎo)體，某同學(xué)用靈敏電流計(jì)接兩個(gè)探針，描繪出平面上等勢(shì)線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)如圖所示．問(wèn)：①當(dāng)兩個(gè)探針探測(cè)C環(huán)內(nèi)任意兩點(diǎn)時(shí)，電流計(jì)指針應(yīng)______(左偏、指零、右偏)，表明在電場(chǎng)中_______.②當(dāng)兩個(gè)探針探測(cè)C環(huán)上各點(diǎn)時(shí)，電流計(jì)指針應(yīng)_____(左偏、指零、右偏)．當(dāng)兩個(gè)探針探測(cè)C環(huán)上任一點(diǎn)和c環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙上任一點(diǎn)時(shí)，電流計(jì)指針應(yīng)______(左偏、指零、右偏)，表明______;③

29、從這位同學(xué)描繪的圖可以看出_______. 答案：同指導(dǎo) 指導(dǎo)：①指零，處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部不存在電場(chǎng)②指零；指零；c環(huán)是等勢(shì)體③導(dǎo)體表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都在該點(diǎn)跟表面垂直，電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)線(xiàn)(面)垂睦相交． 9 如圖Z17-8所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行．環(huán)上穿有一電量為+q， 質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)．若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)的速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用，則速度vA=________.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力FN=________. 答案： 指導(dǎo)：在A點(diǎn)，電場(chǎng)力小球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力， 所以qE=，推出 從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理知， 所以FN=6qE