2022年微专题复习带电粒子在电场中的运动 .pdf

名师精编优秀教案微专题复习 : 带电粒子在电场中的运动第二讲 : 运动轨迹与电场线、等势面类问题授课教师 : 李绍顼【教学目标】1.根据电场线（等势面）的疏密判断加速度的大小；2 .根据电场线（等势面）与轨迹弯曲方向确定电场力的方向；3 .根据电场力的方向和速度的方向（假设）确定速度及能量的变化情况；【教学重难点】重点: 1. 根据电场线（等势面）与轨迹弯曲方向确定电场力的方向；2.根据电场力的方向和速度的方向（假设）确定速度及能量的变化情况；难点:粒子运动过程中电势能、动能的变化情况；【微网构建】【播放微课】【典例】 如图所示， 实线表示电场线，虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N 为其运动轨迹上的两点，可以判定【】A粒子带负电荷B粒子在 M 点的加速度大于在N 点的加速度C粒子在 M 点的速度大于在 N 点的速度D粒子在 M 点的电势能大于在N 点的电势能【解析】 根据粒子的运动轨迹, 电场力方向指向轨迹的凹侧, 结合电场线的方向, 可知粒子带精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页名师精编优秀教案正电 , 固 A错 . 因 N点处电场线比M点处电场线密集, 即粒子在N点处所受电场力大, 加速度大. 假设粒子由M运动到 N,因粒子所受电场力方向和速度方向的夹角为锐角, 故电场力做正功, 粒子速度增加, 电势能减少 . 审题流程【解后反思】当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线、等势线都不重合的曲线时，这种现象称为“拐弯现象” ，其实质为“运动与力”的关系。运用“牛顿运动定律、功和能”的知识分析：（1） “运动与力两线法”画出“速度线”与“力线”，从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况；（2） “三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向，是题目中相互制约的三个方面。 若已知其中一个，可分析判定各个带求量；若三个都不知，则要用假设法进行分析。【拓展训练】（多选） 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点则该粒子A带负电B在 c 点受力最大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页名师精编优秀教案C在 b 点的电势能大于在c 点的电势能D由 a 点到 b 点的动能变化量大于由b 点到 c 点的动能变化量【解析】由于带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A 错误；根据库仑定律FkQqr2可知，选项 B 错误；粒子从 b 点运动到 c 点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C 正确；由动能定理可得qU Ek，因为 UabUbc，所以选项 D 正确答案CD【达标检测】1. 如图所示，实线表示一点电荷的电场线，虚线表示只受电场力作用下的带电粒子的运动轨迹， a、b 为其运动轨迹上的两点，据此可以判定() A粒子带负电荷Bb 点电势高于a 点电势C粒子在b 点受到的电场力大于a 点受到的电场力D粒子在b 点的电势能小于a 点的电势能解析由于带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，与场强方向相反,故粒子带负电;因 a 点处电场线比b 点处电场线密集,即粒子在a 点处所受电场力大, 加速度大 . 假设粒子从 a点运动到 b点, 所受电场力与速度方向的夹角为钝角, 则电场力做负功,粒子速度减小,电势能增大答案A2.(多选 )如图， 三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力 )在该区域内的运动轨迹，a、 b、c 是轨迹上的三个点，下列说法正确的是A粒子在三点所受的电场力相等B粒子必先过a，再到 b，然后到cC粒子在三点所具有的动能大小关系为EkbEkaEkcD粒子在三点的电势能大小关系为EpcEpaEpb解析根据电场线与等势面垂直，沿着电场线电势逐渐降低，可知粒子带负电，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页名师精编优秀教案电场为匀强电场，则粒子在三点所受的电场力相等，故A 正确因速度方向未知，则粒子不一定必先过a，再到 b，然后到 c，也可以反之；粒子无论是先从a到 b 再到 c，还是先从 c 到 b 再到 a，电场力均先做负功，再做正功，动能先减少后增加，电势能先增加后减少，故D 正确答案AD3.(多选 )如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场实线为电场线， 虚线为等差等势线，A、B、C 为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，不计电子的重力，则A电场中A 点的电势高于C 点的电势B电子在A 点处的动能大于在C 点处的动能C电子在B 点的加速度大于在C 点的加速度D电子在B 点的电势能大于在C 点的电势能解析沿着电场线电势降低，则AEkA，B 错误；B 处的电场线较密，电场强度较大，电场力较大，故加速度较大， C 正确；负电荷在电势低处电势能大，BC，故电子在 B点的电势能大于在C 点的电势能， D 正确答案CD 【课后强化训练】1如图所示， a、b 是 x 轴上关于 O 点对称的两点， c、d 是 y 轴上关于 O 点对称的两点， a、b 两点上固定一对等量异种点电荷，带正电的检验电荷仅在电场力的作用下从 c点沿曲线运动到 d点， 以下说法正确的是 () A将检验电荷放在O 点时受到的电场力为零B检验电荷由 c 点运动到 d 点时速度先增大后减小Cc、d 两点电势相等，电场强度大小相等D检验电荷从 c 运动到 d 的过程中，电势能先减少后增加精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页名师精编优秀教案2. (单选 )一个电子只在电场力作用下从a 点运动到 b 点，轨迹如图中虚线所示，图中的一组等距平行实线表示的可能是电场线也可能是等差等势面，则以下说法正确的是A无论图中的实线是电场线还是等势面，a 点的场强都比b 点的场强小B无论图中的实线是电场线还是等势面，a 点的电势都比b 点的电势高C无论图中的实线是电场线还是等势面，电子在a 点的电势能都比在b 点的电势能小D如果图中的实线是等势面，电子在a 点的速率一定大于在b 点的速率3.(多选 )如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O 点射入电场的运动轨迹，其中b 虚线为一圆弧，AB 的长度等于BC 的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是Aa 一定是正粒子的运动轨迹，b 和 c 一定是负粒子的运动轨迹B由于 AB 的长度等于BC 的长度，故UABUBC Ca 虚线对应的粒子加速度越来越小，c 虚线对应的粒子的加速度越来越大，b 虚线对应的粒子的加速度大小不变Db 虚线对应的粒子的质量大于c 虚线对应的粒子的质量4 (多选)如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC 为粒子的运动轨迹，其中B 点是两点电荷连线的中点，A、C 位于同一等势面上下列说法正确的是()A该粒子可能带正电B该粒子经过 B 点时的速度最大C该粒子经过 B 点时的加速度一定为零D该粒子在 B 点的电势能小于在A 点的电势能【课堂小结】【课后反思】静心回顾本节课的设计思路和得与失。本节课的重点是根据电场线（等势面） 与轨迹弯曲方向确定电场力的方向，从而判断带电粒子在电场中运动时电场力做正功还是负功。理解和掌精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页名师精编优秀教案握判断电势能大小的四种方法,这一部分知识内容对学生来说是一个难点，所以在进行授课之前先让学生回顾本章基础知识。本节课的重点是理解和掌握根据电场力的方向和速度的方向（假设）确定速度及能量的变化情况 ,引导学生分析功能关系。在例题讲解和学生练习过程中，不断地引导学生分析各物理量之间的联系,熟练的应用逆向思维解决关键问题. 本节课的得失：1、教学中注重引导学生建立教完整的知识结构，注意加强前后知识的联系。在突出重点的同时，注重前后知识间的有机渗透，体现了知识的系统性、综合性。2、教学中重视理论联系实际，突出解决问题的思路和方法。例题的选取和设置结合实际生活情境设计，引导学生解题时注重各物理量的分析，特别注重电势能变化的判断。3、本节课也存在不少不足。应多给学生课堂训练及思考的时间，同时注重学生质疑能力的培养，尽可能让学生多提问题，解决问题。加强学生分析及解决综合问题的基本能力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页