4 带电粒子在电场中的运动轨迹问题带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力以及初速度情况共同决定的,运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向;电场线只能够描述电场的方向和定性地表示电场的强弱,它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向
显然,电场线不一定是带电粒子在电场中的运动轨迹
带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负
(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等
(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况
分析该类问题要注意以下三点:(1)电场线应与等势面垂直
(2)根据带电粒子运动轨迹,确定电场力方向
(3)结合粒子电性确定电场线方向
【典例 1】(2018·三明模拟) 如图所示,实线为方向未知的三条电场线,从电场中 M 点,以相同速度垂直于电场线方向飞出 a、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则( )A.a 一定带正电,b 一定带负电B.a 的速度将减小,b 的速度将增大C.a 的加速度将减小,b 的加速度将增大D.两个粒子的动能均增大【答案】CD 【典例 2】如图所示 ,虚线 a、b、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即 Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q 是这条轨迹上的三点,R同时在等势面 b 上,据此可知( )A.三个等势面中,c 的电势最低B.带电质点在 P 点的电势能比在 Q 点的小C.带电质点在 P 点的动能与电势能之和比在 Q 点的小D.带电质点在 R 点的加速度方向垂直于等势面 b【答案】D【跟踪训练】1、图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作