在电场的研究中,“三线”问题指代的是“电场线”、“等势线”和“轨迹线”。这三者之间的相互关系与求解电性、电势、场强方向等息息相关。
【技能掌握要点】
1. 合力的方向总是指向轨迹的凹面。
2. 电场线和等势线相互垂直,其中电场线的密集程度反映了场强的大小;等差等势线的密集程度同样表示了场强的强度。
3. 电场力与电场线相切,并与等势线垂直。电场线总是从高电势指向低电势。
4. 在等势线上移动电荷时,电场力不做功。
5. 沿着电场线的方向,电势逐渐降低;而逆着电场线移动,电势则会升高。对于正电荷,顺着电场线移动时电势能会降低,而对于负电荷则相反。
6. 正电荷在低电势时具有低能,而在高电势时具有高能;负电荷则相反,低电势时具有高能,高电势时具有低能。
7. 动力学的定理指出,当合力做正功时,动能会增加;而当合力做负功时,动能会减小。
8. 电势能的变化遵循特定定理:若电场力与速度方向形成锐角,则电场力做正功,导致电势能减少;若形成钝角,则电场力做负功,使电势能增加。
9. 在面对粒子正负、场强方向以及带电粒子运动方向均为未知的情况下,假设法或排除法是常用的解决方法。
10. 当一个粒子仅受电场作用时,其合力即为电场力,合力的功即电场力所做的功。
一、电场线与轨迹线的联合应用
例题:静电场中,电场线方向未标明,带电粒子在静电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示。根据此情况分析得出(多选):
A. 粒子可能带正电荷。
B. 该静电场可能是由孤立正电荷产生的。
C. 粒子在M点的加速度可能大于它在N点的加速度。
D. 粒子在M点的速度可能小于它在N点的速度。
二、等势线与轨迹线的结合应用
三、电场线与等势线的综合应用