如图所示,实线为一点电荷 Q 形成的电场中的几条电场线(方向未标出),虚线为一电子在电场中从 M 点运动到 N 点的轨迹。若电子在运动中只受静电力的作用,则下列判断正确的是( )
A .形成电场的点电荷 Q 带正电 B .电子在 M 点的加速度比在 N 点的加速度大
C .电子在 M 点的速度比在 N 点的速度大 D .电子在 M 点的电势能比在 N 点的电势能大
AD
【详解】
A .由图看出,电子的轨迹内侧大约指向上方,其所受的电场力方向向上,故建立电场的点电荷 Q 带正电,故 A 正确;
B .电场线的疏密表示电场强度的大小, M 点电场线稀疏,所以电子在 M 点的电场力小,加速度也小,故 B 错误;
CD .电子从 M 到 N ,电场力做正功,动能增大,电势能减小,所以电子在 N 点的速度大于在 M 点的速度,粒子在 M 点的电势能比在 N 点的电势能大,故 C 错误, D 正确。
故选 AD 。
带电粒子在电场中的直线运动:
(1)如不计重力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时的要求有:
①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
②对初始位置的要求:在匀强电场中任一点开始运动都可以,在非匀强电场中带电粒子的初始位置必须在直线形的电场线上。
③对初速度的要求:初速度或为零,或不为零但与所在的电场线共线。
(2)粒子在电场中做直线运动的处理方法有两种:
①将牛顿第二定律与运动学公式结合求解,这种方法只能用在匀强电场中。不考虑重力时,常用的基本方程有:
等.
②由动能定理求解不涉及时间的问题,这种方法对匀强电场、非匀强电场均适用。不考虑重力时,基本方程为:
需要特别注意的是式中U是质点运动中所经历的始末位置之间的电势差,而不一定等于题目中给定的电压,如带电粒子从电压为U的两板中点运动到某一极板上时,经历的电压仅是
1、在匀强电场中的加速问题,一般属于物体受恒力(重力一般不计)作用运动问题。处理的方法有两种:
①根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解:,,;
②根据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解:。
2、在非匀强电场中的加速问题,一般属于物体受变力作用运动问题。处理的方法只能根据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解:。
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