帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的分析技巧

1、帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的分析技巧山東棗莊三中 孫明（277101）一.已知電場線和運(yùn)動(dòng)軌跡例 1:1:（9898 上海高考題）如圖 1 1 中，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a a、b b 是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出的正確判斷是（）A.A. 帶電粒子所帶電荷的符號B.B. 帶電粒子在 a a、b b 兩點(diǎn)的受力方向C.C. 帶電粒子在 a a、b b 兩點(diǎn)的速度何處較大D.D. 帶電粒子在 a a、b b 兩點(diǎn)的電勢能何處較大【分析解答】帶電粒子在電場中所受電場力必沿電場線，根據(jù)軌跡的彎曲方向，看出

2、 a a、b b 兩點(diǎn)的電場力方向如圖 2 2 所示（類向心力）。由于電場線有兩 種可能，因此粒子所帶電荷量可能為正， 也可能為負(fù)。當(dāng)粒子從 a a 點(diǎn)進(jìn)入 時(shí)，速度方向與受力方向夾角大于 9090 ,電場力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢能增加；粒子從 b b 點(diǎn)進(jìn)入時(shí)，速度方向與受力方向夾角小于 9090 ,電 場力做正功，動(dòng)能增加，電勢能減小。正確答案為B B、G G D D?！舅季S升級】帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡一旦- -給定，那么粒子在 a a、b b 兩點(diǎn)的圖2受力方向、速率大小、電勢能大小將唯一確定，與粒子所帶電荷量無關(guān)。二.已知等勢面和運(yùn)動(dòng)軌跡例 2:2: a a、b b、c c、d d 為某電場

3、中的等勢面,一帶電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿 M M 點(diǎn)到 N N 點(diǎn)的虛線運(yùn)動(dòng)。由圖 3 3 可知，四個(gè)等勢面電電勢 4 4 a a、4 4 b b、4 4 c c、4 4 d d 由高到低的排列順序是帶電粒子在 M M N N 兩點(diǎn)中電勢能較大的是【分析解答】過 M M N N 兩點(diǎn)分別作與等勢面垂直的法線，電場強(qiáng)度方向必定在法線上,電場力亦沿法線方向，由軌跡彎曲情況知電圖4場力方向如圖 4 4 所示。因此， d d（| |）c c（| |）b baa。帶電粒子從 M M 點(diǎn)到 N N 點(diǎn)電場力做負(fù)功，電勢能增大，所以電勢能較大的是 N N 點(diǎn)?！舅季S升級】先過等勢面上一點(diǎn)做法線，再結(jié)合電場力方向和所帶電荷量才能確定電場強(qiáng)度方向。本題難度在于給定的是等勢面，而非電場線綜上，依托粒子運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲情況，沿電場線畫出電場力方向是解決 問題的關(guān)鍵，把電場