用动力学能量和动量的观点分析带电体在电场中的运动学案

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1、★精品文档★用动力学能量和动量的观点分析带电体在电场中的运动学案微专题09用动力学、能量和动量的观点分析带电体在电场中的运动力学中的vt图象在电场中的应用由已知的带电粒子运动的vt图象分析电场性质，此类题常用方法：(1)由vt图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a的大小变化；(2)根据牛顿第二定律a＝F＝Eq，判断场强E的大小变化；(3)根据vt图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动，进而分析场强的方向；(4)由场强的大小和方向分析电场的其他性质，如电场线、等势面、电势、电势能的变化等．(2018•

2、新余模拟)(多选)如图甲所示，在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q1带正电处于原点o.现有一个正点电荷q以一定的初速度沿x轴正方向运动(只受电场力作用)，其vt图象如图乙所示，q经过a、b两点时速度分别为va、vb.则以下判断正确的是(　　)2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创7/7★精品文档★甲　乙A．Q2带负电且电荷量小于Q1B．b点的场强比a点的场强大c．a点的电势比b点的电势高D．q在a点的电势能小于在b点的电势能解析：选AD　根据vt图象的斜率表示加速度，可

3、知正点电荷q在b点的加速度为零，电荷在b点左侧做减速运动，在b点右侧做加速运动，则在b点受到两点电荷的电场力平衡，可知Q2带负电，根据点电荷场强公式E＝Qr2得知Q2带电荷量小于Q1，故A正确；正点电荷q在b点的加速度为零，受力为零，故b的场强为零，而a点的场强不为零，所以b点的场强比a点的场强小，故B错误；该点电荷从a点到b点，做减速运动，电场力做负功，电势能增大，又因为该电荷为正电荷，所以电势升高，则b点电势比a点电势高，故c错误；由c分析得，点电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故D正确．

4、场强E(电势φ)与位移x的图象应用在匀强电场中，静电力做的功可由W＝qEx求得．在非匀强电场中，根据微元思想有ΔW＝qEΔx，同时ΔW也可由ΔW＝qΔφ求得．比较两式可得qEΔx＝qΔφ，即Δφ＝EΔx，此式可理解为在E2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创7/7★精品文档★x图象中图线与x轴所围面积等于相距为Δx的两点间的电势差．在φx图象中，图象上各点处切线斜率的大小表示该点电场强度沿x轴方向分量的大小．(2018•宁波八校联考)(多选)真空中相距为3a的两个点电荷、N，分

5、别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是(　　)A．点电荷、N一定为异种电荷B．点电荷、N一定为同种电荷c．点电荷、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1D．x＝2a处的电势一定为零解析：选Bc　由它们连线上各点场强随x变化关系可知，点电荷、N一定为同种正电荷，选项A错误，B正确．由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可得点电荷、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1，选项c正确．由于电势是相对量，x＝2a处的电势随零电势点的确定变化，选项D错误．电

6、势能Ep与位移x关系的综合应用此类问题借助vx或Epx关系图象，在给出电势能Ep或速度v在x轴上分布情况的基础上进行设计．解决这类问题的方法主要有两种：一是将图象还原为熟悉的情境模型；二是直接从vx和Epx图象的面积、斜率的意义入手．2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创7/7★精品文档★对于静电力做功，从力的角度看有ΔW＝FΔx，从能的角度看有ΔW＝－ΔEp，比较两式有FΔx＝－ΔEp，即F＝－ΔEpΔx.Epx关系图象切线的斜率反映静电力的大小，也间接反映了由电场强度E的大

7、小．(2018•长沙模拟)(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是(　　)A．x1处电场强度最大B．x2～x3段是匀强电场c．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3D．粒子在0～x2段做匀变速运动，在x2～x3段做匀速直线运动解析：选Bc　因为图象的斜率可以反映电场强度大小，所以在x1处电场强度最小，A错误；x2～x3段为直线，斜率恒定，所以该段为匀强电场

8、，B正确；粒子带负电，0～x1阶段，电场力做正功，即逆着电场线方向到达x1处，之后电场力做负功，顺着电场线从x1依次到达x2、x3，而沿电场线方向电势降低，故有φ1＞φ2＞φ2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创7/7★精品文档★3，c正确；图象的斜率可以反映电场强度大小，所以粒子在0～x2段做变加速直线运动，在x2～x3段做匀加速直线运动，D错误．用能量和动量观点分析力电综合问题带电粒子在电场中的运动是一个综合电场力、电势能的力学问题，其研究方法与质点动力学相