电场中的“三线”问题指“电场线”、“等势线”、“轨迹线”,三线混合求解电性,电势,场强方向等。
【技能必备】
1.合力指向轨迹的凹向。
2.电场线与等势线互相垂直,电场线越密表示场强越大;等差等势线越密也表示场强越大。
3.电场力与电场线相切,与等势线垂直,电场线从高电势指向低电势。
4.在等势线上移动电荷,电场力不做功。
5.顺着电场线,电势降低;逆着电场线,电势升高。
正电荷顺着电场线,电势能降低;负电荷顺着电场线,电势能升高。
6.正电荷:低势低能,高势高能;负电荷:低势高能,高势低能。
7.动能定理
合力做正功,动能增加;合力做负功,动能减小。
8.电势能定理
若电场力与速度方向成锐角,则电场力做正功,电势能减少;若电场力与速度方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加。
9.假设法、排除法(非此即彼)
粒子的正负、场强方向、带电粒子的运动方向三个方向都为未知,则要用假设法或者排除法。
10.仅受电场作用含义:合力即电场力,合力的功即电场力的功。
一:电场线与轨迹线结合
例题:某静电场中的电场线方向不确定,分布如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,
由M运动到N,以下说法正确的是()
A.粒子必定带正电荷
B.该静电场一定是孤立正电荷产生的
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的速度大于它在N点的速度
例题:图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是(BCD)
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
解析:由运动轨迹可以判断出,带电粒子在运动过程中受到静电引力作用,在a、b两点的受力方向分别为沿过该点的电场线指向产生电场的源电荷,故B正确.带电粒子从a运动到b的过程中,由于只受电场力作用,且电场力对粒子做负功,则带电粒子在b处速度较小,故C正确.由于电场力在粒子由a运动到b的过程中对粒子做负功,则粒子在b处电势能较大,故D正确.在不知电场线方向的前提下,无法判断带电粒子所带电荷的符号,故A不正确.
二:等势线与轨迹线结合
例题:如图所示,