七、带电粒子与电场线、等势面问题易错分析1
常见等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场两电荷连线的中垂面为等势面等量同种正点电荷的电场在电荷连线上,中点电势最低;在中垂线上,中点电势最高2
分析方法(1)根据等势面与电场线垂直,画出电场线
(2)根据运动轨迹的弯曲方向,判断电场力方向,从而分析电场方向或电荷的正负,确定电势能、电势的变化
典例1(多选)(2017天津理综,7,6分)如图所示,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()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,则A靠近场源电荷Q,即Q靠近M端且为正电荷,选项B正确;若电子由A→B,则水平向左的电场力与轨迹切线方向的速度夹角大于90°,电场力做负功,电势能增加,即EpA0,得EkM>EkN,选项D错误
反思总结带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧(1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向
(2)判断电场力(或场强)的方向:仅受电场力作用时,带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧,再根据粒子的正负判断场强的方向
(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减:若电场力与速度方向成锐角,则电场力做正功,电势能减少;若电场力与速度方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加
