2023版新教材高中物理第一章静电场专项4根据粒子在电场中的运动轨迹判断有关问题课时作业教科版必修第三册

 4　根据粒子在电场中的运动轨迹判断有关问题

提能力　

1．一带负电荷的质点，只在电场力作用下沿曲线abc由a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(　　)

2．图中实线为真空中某一点电荷形成的电场线，一电子的运动轨迹如图中虚线所示，其中a、b是轨迹上的两点，若电子在两点间运动的速度不断增大，则下列判断中正确的是(　　)

A．形成电场的点电荷电性为正

B．电子可能从a点运动到b点

C．电子在两点间运动的加速度一定减小

D．调整电子初速度的大小和方向，电子可能做匀速圆周运动

3．带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是(　　)

A.粒子带负电荷

B．粒子先加速后减速

C．粒子加速度一直增大

D．粒子的动能先减小后增大

4．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则(　　)

A．a一定带正电，b一定带负电

B．a的速度将减小，b的速度将增大

C．a的加速度将减小，b的加速度将增大

D．两个粒子的动能，一个增大一个减小

5.

(多选)如图所示，M、N两点位于某点电荷Q产生的电场中，其中M点的电场强度大小为EM，N点的电场强度大小为EN，M点的电场强度方向与MN连线成30°角，N点的电场强度方向与MN连线成45°角．一质子(带正电)以一定的初速度进入该电场中，仅在电场力的作用下沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的M、N两点，下列说法正确的是(　　)

A．点电荷Q带负电

B．质子在M点的加速度小于在N点的加速度

C．EM>EN

D．质子在M点的速度大于在N点的速度

专项4　根据粒子在电场中的运动轨迹判断有关问题

1．答案：D

解析：根据从a运动到c，质点的速率是递减的，可知质点所受电场力方向与运动方向成钝角，又根据曲线运动条件，可知电场力指向轨迹弯曲的内侧，因负电荷所受电场力与场强方向相反，故图D正确．

2．答案：C

解析：做曲线运动的物体，受到的合力的方向一定指向运动轨迹的凹侧，由于该轨迹是电子的运动轨迹，所以电场方向向右，形成电场的点电荷电性为负，A错误；由于电子在两点间运动的速度不断增大，所以电子一定是从b点向a点运动的，B错误；由于电子从b点向a点运动，所以电场强度逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐减小，C正确；由于场源电荷与电子都带负电，相互排斥，所以电子不可能做匀速圆周运动，D错误．

3．答案：D

解析：粒子受到的电场力沿电场线切线方向并指向轨迹的凹侧，故粒子带正电，故A错误；由粒子的速度方向和所受电场力方向可知，粒子先减速后加速，动能先减小后增大，故B错误，D正确；根据电场线的疏密知道粒子所在位置的电场强度先变小后变大，故粒子加速度先减小后增大，故C错误．

4．答案：C

解析：带电粒子做曲线运动，所受静电力的方向指向轨迹曲线的内侧，由于电场线的方向未知，所以粒子带电性质不确定，故A错误；从题图轨迹变化来看，带电粒子速度与静电力方向的夹角都小于90°，所以静电力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B、D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，所以a所受静电力减小，加速度减小，b所受静电力增大，加速度增大，故C正确．

5．答案：AB

解析：

根据点电荷电场线分布特点，M、N两点电场强度方向的延长线的交点即为点电荷所在位置，而电场线方向指向交点，则点电荷带负电，故A正确；点电荷所在位置如图中O点所示，由图可知，M点距离点电荷较远，根据公式E＝可知M点的电场强度较小，则质子在M点的加速度小于在N点的加速度，故B正确，C错误；质子从M到N电场力做正功，动能增大，速度增大，故D错误．