【知识梳理】
1.速度方向:沿运动轨迹某点的切线方向。
2.判断受力方向:带电粒子仅受静电力作用做曲线运动时,带正电的粒子所受静电力的方向沿电场线的切线方向,所受合力的方向指向轨迹曲线凹侧。
3.判断静电力做功的正负:若静电力与速度方向的夹角为锐角,则静电力做正功,电势能减少;若静电力与速度方向的夹角为钝角,则静电力做负功,电势能增加。
4.判断粒子的加速度变化:根据牛顿运动定律知,加速度变化取决于带电粒子在电场中所受合力的变化。其中静电力的大小变化可根据电场线(或等差等势面)的疏密情况来确定。
5.判断粒子运动的速度变化或动能的增减:根据动能定理知,若合力对粒子做正功,则粒子的速度变大,动能增加;若合力对粒子做负功,则粒子的速度变小,动能减少。
当然,粒子运动过程中动能、电势能的变化情况也可以根据能量守恒定律来判断。
方法点拨:对等势面与运动轨迹相结合的问题,解题时首先要根据运动轨迹弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向,然后根据电场线与等势面垂直及电场强度方向沿电场线的切线方向确定电场强度方向,最后根据电场力做功情况分析动能和电势能的变化。
二、电场中的功能关系
【知识梳理】
1.合力做功等于物体动能的变化量,即W合=ΔEk,这里的W合指合外力做的功。
2.静电力做功等于带电体电势能的减小量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。这与重力做功和重力势能变化的关系类似。
3.只有静电力做功时,带电体电势能与机械能的总量保持不变,即Ep1+E1=Ep2+E2。这与只有重力做功时,物体的机械能守恒类似。
