电场力方向(电场力方向和场强方向有什么关系)

高中物理10大难点突破系列—8、带电粒子在电场中的运动，必会

在带电粒子在电场中的运动专题中，主要会有以下两个大方向：

一、 带电粒子在电场中的加速

1. 在匀强电场中加速，可用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式求解.基本方程:

2. 在非匀强电场中的加速运动一般受变力的作用，可根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子能量的变化，利用动能定理、功能关系求解.基本方程:

二、 带电粒子在电场中的偏转

1. 运动状态分析:

带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动(轨迹为抛物线).

2. 分析处理方法:

用类似平抛运动的分析方法分解运动.

沿初速度方向:做速度为v0的匀速直线运动.

沿电场力方向:做初速度为零的匀加速直线运动.

做题时明确题目类型，主要注意以下几个要点

要点一：带电粒子在电场中运动时物理量的比较

要点二：带电粒子在电场中的直线运动分析

要点三：带电粒子在电场中的曲线运动分析

要点四：带电粒子在交变电场中的运动问题分析

小器分享的高中物理10大难点强行突破系列之——（八）带电粒子在电场中的运动，包含上述所有要点，通过知识详讲、经典例题及最全解析，分析出难点所在，解决难点，希望同学们能灵活掌握，运用到以后做题当中去。

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带电粒子在电场中轨迹的综合分析问题

在教师招聘考试中，我们经常有遇到根据带电粒子运动的轨迹(曲线)和电场线(或等势线、面)，让我们判断运动前后电势能、动能、速度、加速度、电势等物理量的变化情况，以及电荷的正负等问题。对于这类问题，一般是以选择题的形式进行考察，我们可以从以下几个方面进行分析：

1.先根据运动轨迹和电场线(或等势面)判断所受电场力的大致方向：

曲线运动的轨迹切于速度，弯向于力。

(1)例如：由A运动到B，所受电场力的方向在该点电场线切线方向的直线上，轨迹弯向于所受电场力的方向。

(2)已知等势线，电场线与等势线(面)垂直，所受电场力的方向在该点等势线的垂线上，轨迹弯向于所受电场力的方向。

2.然后根据力与速度的夹角，判断电场力做功情况;

所受电场力与速度夹角大于90°，电场力做负功;所受电场力与速度夹角小于90°，电场力做正功。

3.根据做功情况判断电势能的变化：

(1)常用方法：电场力做正功，电势能增加;电场力做负功，电势能减小。

(2)也可根据公式

，计算带正负号，正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能小。

4.根据能量转化，判断动能的变化：

(1)电势能增加，动能会减小;电势能减小，动能会增大。

(2)合力做正功，动能增加，合力做负功，动能减小。

5.根据动能的公式

判断速度的变化：

动能增加，速度变大;动能减小，速度变小。

6.通过电场线或等势面判断电势高低的变化：

沿着电场线的方向，电势降低最快。不同等势面电势降低最快的方向为电场方向。

7.电荷的正负通过电场线和所受电场力的方向判断：

正电荷所受电场力的方向沿着电场线，负电荷所受电场力的方向逆着电场线。

8.电场力的大小、加速度的大小、电场强度的大小都根据电场线(等势线)的疏密进行判断。

等势线越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大，根据

，所受电场力越大，加速度也就越大。反之减小。

特别说明：

根据题意需要判断带电粒子是否考虑重力，没有说明情况下，一般粒子、微粒、电荷等不考虑重力;油滴、液滴、物块、小球等需要考虑重力。如果有除了电场力之外的力参与，则需要进行受力分析辅助。

中公讲师解析

一轮复习：匀强电场的特点以及应用

1、匀强电场中电势差与电场强度的关系

（1）UAB＝Ed，d为A、B两点沿电场方向的距离。

（2）沿电场强度方向电势降落得最快。

（3）在同一直线上或相互平行的两条直线上两点间电势差与线段长度成正比。

2.匀强电场中的等势线

匀强电场中的等势线，等势面是一簇平行直线，平行平面。

连接两等势点的直线即为等势线。

3.带电粒子在匀强电场中的运动

电荷在其中受到恒定电场力作用（类似重力），带电粒子在其中只受电场力时做匀变速运动（类抛体运动）。带电粒子在匀强电场中受力是恒力，恒力作用下的运动有6种，都是匀变速运动，其中3种匀变速直线运动，3种匀变速曲线运动。

（1）直线运动：

a.类自由落体运动（初速度为零的匀加速直线运动）

b.类竖直下抛运动（初速度不为零的匀加速直线运动）

c.类竖直上抛运动（先匀减速

后反向加速）

（2）曲线运动：

a.类平抛运动

b.类斜上抛运动

c.类斜下抛运动

如果要考虑重力的话，把重力和电场力合并，恒力合并仍然是恒力，称为等效重力。

4.E＝U/d在非匀强电场中的应用

（1）解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系：当电势差U一定时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。

（2）定性判断非匀强电场电势差的大小关系：如距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，U越小。

例题：如图所示，

A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行.下列说确的是（ACD)

A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线

B.匀强电场的电场强度大小为10V/m

C.匀强电场的电场强度方向为由C指向A

D.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10⁻¹⁹J

例题：空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现用仪器在纸面内沿互成60°角的0A、0B两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势与到点距离的函数关系如图所示，

则下列关于该电场的电场强度E的说法中，正确的是（）

A.E＝400V/m，沿AO方向

B.E＝200V/m，沿BO方向

C.E＝200√3V/m垂直OB向下

D.E＝200√3V/m，垂直OA斜向右下方

【解析】在匀强电场中，沿着任意一条直线（垂线除外），电势是均匀变化的。

利用等分法找到等势点。

例题（湖南高考题）如图，

圆心为0的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径.将电荷量为q（q＞0）的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W（W＞0）；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说确的是（AB）

A.该匀强电场的场强方向与ab平行

B.将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W

C.a点电势低于c点电势

D.若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

【解析】

方法一：等分法找等势点

从d点延长R到f点，Wab=2W

则WOb=W，Wcd=W，则WOf=W，f和b点是等势点，fb是等势线，电场线沿着ab方向并且由高电势指向低电势。

方法二：把电场看作由Ex和Ey组成，利用合力的功等于各分力功的代数和。