第十章　专题强化　电场线、等势面与带电粒子运动轨迹问题　等分法的应用 高中物理人教版（2019）必修第三册（课件 教案 学案 练习四份打包）

专题强化　电场线、等势面与带电粒子运动轨迹问题 等分法的应用 [学习目标]　1.会根据电场线、等势面与带电粒子的运动轨迹判断粒子的受力情况及能量的变化情况(重难点)。2.会利用等分法确定等势面和电场线(重难点)。 一、电场线、等势面与带电粒子运动轨迹的综合问题 带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法： 1．判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。 2．判断静电力(或电场强度)的方向：仅受静电力作用时，带电粒子所受静电力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断该点处电场强度的方向。 3．判断静电力做功的正负及电势能的增减：若静电力与速度方向成锐角，则静电力做正功，电势能减少；若静电力与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加。 4．判断粒子动能的增减：可以根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。 例1　如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是(　　) A．vM＜vN，aM>aN B．vM＜vN，φM＜φN C．φM＜φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＜EpN 答案　D 解析　由粒子的运动轨迹知粒子所受静电力的方向向右偏，因粒子带负电，故电场线方向向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN<φM，EpMvN，粒子若从M点运动到N点同样可得vM>vN。综上所述，选项D正确。 拓展　若例1实线为等差等势面，其他条件不变，下列选项正确的是(　　) A．vM＜vN，aM>aN B．vM＜vN，φM＜φN C．φM＜φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＜EpN 答案　B 解析　若实线为等差等势面，带电粒子在a点受力如图，因粒子带负电，电场强度与F的方向相反，则φM<φN；若粒子从M点运动至N点，静电力做正功，故EpM>EpN，vMEpN，vM”“<”或“＝”)，φB＝_____(用φA、φC表示)。 (2)如图乙所示，若线段ABC与匀强电场夹角为θ，B为AC的中点，则φB＝_____(用φA、φC表示)。 　 (3)如图丙所示，若未知匀强电场的方向，B仍为线段AC的中点，φB＝_____(用φA、φC表示)。 答案　(1)＝　 (2)　(3) 匀强电场中任一线段AC的中点B的电势φB＝。 拓展1　(1)A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V、φB＝9 V、φC＝－3 V，由此可知φD＝_____ V。 (2)A、B、C、D为下列图形中的四个点，若A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V、φB＝9 V、φC＝－3 V，则φD＝_____ V。 答案　(1)3　(2)3 解析　(1)方法一　作辅助线AC、BD，交于O点，φO＝＝，故φA＋φC＝φB＋φD，解得φD＝3 V。 方法二　因AB∥CD，且dAB＝dCD， 则UAB＝UDC，φA－φB＝φD－φC， 解得φD＝3 V。 (2)甲中φA＋φC＝φB＋φD，得φD＝3 V；乙中φA＋φC＝φB＋φD，得φD＝3 V；丙中φA＋φC＝φB＋φD，得φD＝3 V。 1．匀强电场中，关于同一 ... ...