习题课:带电粒子在电场中的运动轨迹及能量问题 例1 AC [解析] 由沿电场线方向电势降低可知,A点电势低于B点电势,A正确;由图可知,A点处电场线比C点处电场线密集,因此A点的场强大于C点的场强,B错误;烟尘颗粒带负电,从A到B的过程中,静电力做正功,动能增加,烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能,电势能减小,烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能,C正确,D错误. 变式1 B [解析] 由粒子的运动轨迹可知,粒子的受力方向沿着电场线的方向,所以粒子带正电,故A错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,由题图可知,N点的场强大于M点场强,故粒子在N点受到的静电力大于在M点受到的静电力,所以粒子在M点的加速度小于在N点的加速度,故B正确;粒子带正电,假设粒子从M运动到N,这个过程中静电力做正功,动能增大,粒子在M点的动能小于在N点的动能,故C错误;根据粒子的运动轨迹可以判断其受力方向,但不能判断出粒子一定是从M点运动到N点的,故D错误. 例2 AD [解析] 沿电场线电势降低,因此电极A1的电势低于电极A2的电势,故A正确;电子从P至R的运动过程中,是由低电势向高电势运动,静电力做正功,动能增加,电势能减小,故C错误,D正确;Q点处的电场线比R点处的电场线密,根据电场线的疏密程度表示场强大小,可知Q点的电场强度大于R点的电场强度,故B错误. 变式2 C [解析] 根据图中等势面分布可知,A点处场强小于B点处场强,带电粒子在A点所受的静电力小于在B点所受的静电力,根据牛顿第二定律可知,aA
EkB,选项C正确,B错误. 例3 D [解析] 由粒子运动的轨迹可知粒子带正电,A错误;粒子从A到B的过程中静电力做正功,所以电势能减小,B错误;根据动能定理得W+WG=ΔEk=-0.5 J,所以粒子在A点的动能比在B点多0.5 J,C错误;静电力做正功,机械能增加,所以粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J,D正确. 变式3 D [解析] 由动能定理有WAB=0-Ek0=-10 J,相邻两个等势面间的电势差相等,Uab=Ubc,所以qUab=qUbc,即Wab=Wbc=WAB=-5 J,设粒子在等势面b上时的动能为Ekb,则Wbc=Ekc-Ekb,所以Ekb=5 J,则粒子在b处的总能量为Eb=Ekb=5 J,从而可以知道粒子在电场中的总能量为E=5 J,当这个粒子的动能为7.5 J时,有Ep=E-Ek=5-7.5 J=-2.5 J,选项D正确. 随堂巩固 1.BC [解析] 若Q靠近M端,则由电子运动的轨迹可知,Q为正电荷,电子从A向B运动或从B向A运动均可,由于rAEB,FA>FB,aA>aB,φA>φB,EpArB,故EAφB,EpA