FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

例5:电子轨迹与点电荷

章节:电势、电势差与等势面 · 资料编号:electric_potential_lesson78_course_05_electron_fieldline_trajectory

题目

点电荷 Q 的一条电场线为 MN,虚线 AB 是电子仅受静电力的轨迹。比较 A、B 的加速度、电势和电势能。

选项

  1. A. 电子一定从 A 向 B 运动
  2. B. 若 aA>aB,则 Q 靠近 M 端且为正电荷
  3. C. 无论 Q 正负均有 EpA<EpB
  4. D. B 点电势可能高于 A 点

学习定位

电场强度与电势能

题族:等势线与粒子轨迹

母题L2难度 4/5

训练能力:电势高低判断、电场力功与能量关系

前置知识:电场强度、功与能量

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核心知识点

电势电势差等势面电子轨迹与点电荷

参考答案

BC

分步解析

1. 条件提取

轨迹切线不能确定运动先后;轨迹凹侧确定电子受力,再结合电子电性确定点电荷位置和符号。

2. 对应公式

\[a=\frac{eE}{m},\qquad E_p=-e\varphi\]

3. 推导过程

电子可沿同一轨迹双向运动。若 Q 在 M 端则为正且 A 更近;若 Q 在 N 端则为负。两种可能中均有 \(\varphi_A>\varphi_B\),所以电子有 \(E_{pA}<E_{pB}\)。

4. 结论

答案为 **BC**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

保持“电子轨迹与点电荷”的核心考点,改变电荷符号、空间位置或初始能量后,重新判断场强、电势与能量关系。

变式答案

先确定电势差和电场方向,再用功与能量关系完成计算;答案随新条件确定。

思路提示

先找不变量,再处理电荷正负引起的方向和符号变化。