FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

例7:点电荷场中的两条轨迹

章节:电势、电势差与等势面 · 资料编号:electric_potential_lesson78_course_07_central_charge_orbits

题目

正点电荷固定于 O,两虚线圆为等势线,M、N 为两带电粒子的轨迹,a、b、c、d、e 为交点。

选项

  1. A. M 带负电,N 带正电
  2. B. M 在 b 点动能小于在 a 点动能
  3. C. N 在 d 点电势能等于在 e 点电势能
  4. D. N 从 c 到 d 克服电场力做功

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

电势电势差等势面点电荷场中的两条轨迹

参考答案

ABC

分步解析

1. 条件提取

由轨迹凹向判断电性;同一虚线圆上的点电势相等,再用能量守恒比较动能。

2. 对应公式

\[E_k+E_p=\text{常量},\qquad E_p=q\frac{kQ}{r}\]

3. 推导过程

M 轨迹向 O 弯曲故带负电,N 轨迹背离 O 弯曲故带正电。a 比 b 更靠近 O,M 在 a 的电势能更低、动能更大。d、e 在同一等势圆上,N 的电势能相等;正电 N 从 c 到 d 向外运动,电场力做正功。

4. 结论

答案为 **ABC**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

保持“点电荷场中的两条轨迹”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。