题目
如图所示,实线表示电场线,虚线表示仅受静电力作用的带电粒子的运动轨迹。由图作出的下列判断正确的是( ) A. 带电粒子带正电 B. a点的电势高于b点的电势 C. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
如图所示,实线表示电场线,虚线表示仅受静电力作用的带电粒子的运动轨迹。由图作出的下列判断正确的是( )- A. 带电粒子带正电
- B. a点的电势高于b点的电势
- C. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
- D. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
题目解答
答案
BC
B. a点的电势高于b点的电势
C. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
B. a点的电势高于b点的电势
C. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
解析
考查要点:本题主要考查电场线与等势面的关系、带电粒子在电场中的运动轨迹、电势高低的判断、电场力做功与电势能变化的关系。
解题核心思路:
- 判断电荷性质:根据轨迹弯曲方向与电场线方向的关系,确定粒子所受静电力方向,进而判断电荷符号。
- 比较场强与加速度:通过电场线疏密判断场强大小,结合$F=qE$和$a=F/m$分析加速度。
- 比较电势高低:沿电场线方向电势降低,结合轨迹位置判断等势面高低。
- 分析电势能变化:通过电场力做功判断电势能增减,注意负电荷的特殊性。
破题关键点:
- 轨迹与电场线关系:粒子轨迹弯曲方向由静电力决定,静电力方向指向轨迹内侧。
- 电场线与等势面垂直:电场线方向反映电势降低最快的方向。
- 电场力做功公式:$W = qU$,负电荷电势能变化与电场力做功方向相反。
选项A:带电粒子带正电
判断静电力方向
粒子轨迹向电场线的反方向弯曲,说明静电力方向与电场线方向相反。
判断电荷性质
若电场线方向为图示方向,静电力方向与电场线相反,说明粒子带负电。
结论:选项A错误。
选项B:a点的电势高于b点的电势
电场线与等势面关系
电场线方向为电势降低最快的方向,a点所在等势面高于b点所在等势面。
结论:选项B正确。
选项C:a点的加速度大于b点的加速度
比较场强大小
a点电场线更密集,场强$E_a > E_b$。
加速度公式
$a = \frac{F}{m} = \frac{qE}{m}$,因$E_a > E_b$,故$a_a > a_b$。
结论:选项C正确。
选项D:a点的电势能大于b点的电势能
电场力做功分析
粒子从a到b,电场力做负功(轨迹与电场线夹角>90°),电势能增加。
负电荷的特殊性
因粒子带负电,电势能增加意味着$a$点电势能小于$b$点。
结论:选项D错误。