电场与磁场专题复习教案讲义.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载电场与磁场专题复习教案讲义一、专题要点第一部分：场的基本性质1.库仑定律：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即 FkQ1Q2式中 k9.0109 Nm 2 / C 2 ,叫静电力常量），适用条件：真空中的点电荷（假如带电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结r 2体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的外形对相互作用力的影响可忽视不计，这样的带

2、电体可以看成点电荷）2.电场的最基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。3. 电场强度的三种表达方式的比较定义式打算式关系式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表达式EF / q2EkQ / rEU / d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结适用任何电场真空中的点电荷匀强电场范畴可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结说明E 的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关Q：场源电荷的电荷量r: 讨论点到场源电荷的距离U: 电场中两点的电势差d：两点沿电场线方向的距离可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

3、4.带电粒子在磁场中的受力情形：磁场对运动电荷有力的作用，对静止电荷没有力的作用。磁场对运动电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结荷的作用力叫洛伦兹力洛伦兹力的大小和方向：其大小为 FBqv sin，为v与B的夹角。F 的方向依旧可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结用左手定就判定，但四指的指向应为正电荷运动的方向或与负电荷定向运动的方向相反。5.洛伦兹力做功的特点：由于洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，但洛伦兹力的分力可以做功。6.电场力做功与电势能变化的关系：电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加，且电势能的改可编辑资料 - - - 欢迎

4、下载精品名师归纳总结变量等于电场力做功的多少。WE P ，正电荷沿电场线移动或负电荷逆着电场线移动，电场力均做正可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结功电势能减小，负电荷逆着电场线移动或负电荷沿电场线移动，电场力均做负功电势能增加。7.等势面与电场线的关系：电场线总是与等势面垂直，且从高电势等势面指向低电势等势面。电场线越密的的方，等势面越密。沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力肯定做功。其次部分：带电粒子（或导体）在复合场中的运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 10 页 -

5、 - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载1.电场与磁场的比较带电粒子（不计重力）在电场中的运动可以分为两种类型：加速和偏转。带电粒子在电场中加速问题的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结分析，通常用动能定理qU1 mv 2221 mv 2 来求12v2 ，而带电粒子在电场内的偏转常采纳运动分解的办可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结法来处理，粒子在垂直于电场方向做匀速运动，在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。带电粒子在磁场中的运动

6、如速度方向与磁场方向平行，带电粒子以速度v 做匀速直线运动，此情形下洛伦兹力为零。如速度垂直于磁场方向，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动或匀速圆周运动的一部分。电场对电荷肯定有力的作用，磁场对运动电荷有力的作用。电场力的方向：正电荷受力方向与场强方向相同。负电荷受力方向与场强方向相反。电场力做功与路径无关，且等于电势能的变化，而洛伦兹力不做功。2.复合场：复合场一般包括重力场、电场、磁场，在同一区域，可能同时存在两种或两种以上的不同的场像速度挑选器、电磁流量计、霍尔元件、磁流体发电机等都是考查带电粒子在复合场中的运动。二：带电粒子在场中的运动一、不计重力的带电粒子在电场中

7、的运动1 带电粒子在电场中加速对于带电粒子在电场中的加速问题，应突出动能定理的应用2 带电粒子在匀强电场中的偏转电荷量为q 、质量为 m 的带电粒子由静止开头经电压属板产生的匀强电场中，就带电粒子在匀强电场中做类U 1 加速后， 以速度v 1 垂直进入由两带电平行金平抛运动，其可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1轨迹是一条抛物线如图 4 1 所示 qU 1 2mv 1 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设两平行金属板间的电压为U 2，板间距离为d ，板长为 L(1) 带电粒子进入两板间后粒子在垂直于电场的方向上做匀速直线运动，有：vx v1，L v1 t可编辑资料

8、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结粒子在平行于电场的方向上做初速度为零的匀加速图 4直线运动，有：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vy at ，y 1at 2 ， a2qEqU 2mmd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 带电粒子离开极板时侧移距离y1at 22qU 2L22mdv 12U 2 L24 dU 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 10 页 - - - - -

9、- - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结轨迹方程为：yU 2x24 dU 1at与 m 、q 无关 偏转角度 的正切值tanv1qU 2L1mdv2 U 2L2 dU 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如在偏转极板右侧D 距离处有一直立的屏，在求电子射到屏上的侧移距离时有一个很有用的推论，即：全部离开偏转电场的运动电荷似乎都是从极板的中心沿中心与射出点的连线射出的这样很简单得到电荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精

10、品名师归纳总结在屏上的侧移距离y D Ltan 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二、不计重力的带电粒子在磁场中的运动1 匀速直线运动：如带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向平行，就粒子做匀速直线运动2 匀速圆周运动：如带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，就粒子做匀速圆周运动质量为 m 、电荷量为q 的带电粒子以初速度v 垂直进入匀强磁场B 中做匀速圆周运动，其角速度为 ，轨道半径为R，运动的周期为T，就有：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结qvB mv2 mR 2 mv mRR2 mv2 mR 2 f 2R TqB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

11、结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2mTqB1与 v、R 无关 ， f TqB2 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 对于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题，应留意把握以下几点(1) 粒子圆轨迹的圆心的确定如已知粒子在圆周运动中的两个详细位置及通过某一位置时的速度方向，可在已知的速度方向的位 置作速度的垂线，同时作两位置连线的中垂线，两垂线的交点为圆轨迹的圆心，如图4 2 所示如已知做圆周运动的粒子通过某两个详细位置的速度方向，可在两位置上分别作两速度的垂线，两垂线的交点为圆轨迹的圆心，如图4 3 所示如已知做圆周运动的粒子通过某一详细位置的速度方向及圆

12、轨迹的半径R，可在该位置上作速度的垂线，垂线上距该位置R 处的点为圆轨迹的圆心利用左手定就判定圆心在已知位置的哪一侧，如图4 4所示(2) 粒子圆轨迹的半径的确定mv可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可直接运用公式RqB来确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结画出几何图形，利用半径R 与题中已知长图 4 2图 4 3图 4 4度 的 几 何可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关系来确定在利用几何关系时，要留意一个重要 的 几 何特点，即：粒子速度的偏向角等于对应轨迹圆弧的圆心角，并等于弦 切 角 的2倍，如

13、图 4 5 所示(3) 粒子做圆周运动的周期的确定2 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可直接运用公式TqB来确定图 4 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结利用周期T 与题中已知时间t 的关系来确定如粒子在时间t 内通 过 的 圆 弧 所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载对应的圆心角为，就有

14、： t T或 t T360 2 (4) 圆周运动中有关对称的规律从磁场的直边界射入的粒子，如再从今边界射出，就速度方向与边界的夹角相等，如图4 6 所示在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子必沿径向射出，如图 4 7 所示(5) 带电粒子在有界磁场中运动的极值问题刚好穿出磁场边界的条件通常是带电粒子在磁场中运动的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结轨迹与边界相切三、带电粒子在复合场中的运动图 4 6图 4 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 高中阶段所涉及的复合场有四种组合形式，即：电场与磁场的复合场。磁场与重力场的复合场。电场与重力场的复合场。电场、 磁场与重力场的

15、复合场2 带电粒子在复合场中的运动性质取决于带电粒子所受的合外力及初速度，因此应把带电粒子的运动情形和受力情形结合起来进行分析当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，带电粒子做匀速直线运动 如速度挑选器 。当带电粒子所受的重力与电场力等值、反向，由洛伦兹力供应向心力时，带电粒子在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动。当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度的方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，运动轨迹也随之不规范的变化因此，要确定粒子的运动情形，必需明确有几种场，粒子受几种力，重力是否可以忽视3 带电粒子所受三种场力的特点(1) 洛伦兹力的大小跟速度方向与磁场方向的夹角有关当带电粒子的速度

16、方向与磁场方向平行时，f 洛 0。当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，f 洛 qvB 当洛伦兹力的方向垂直于速度v 和磁感应强度 B 所打算的平面时，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功(2) 电场力的大小为qE，方向与电场强度E 的方向及带电粒子所带电荷的性质有关电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，仍与其始末位置的电势差有关(3) 重力的大小为mg ，方向竖直向下重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，仍与其始末位置的高度差有关留意：微观粒子 如电子、质子、离子一般都不计重力。对带电小球、液滴、金属块等实际的物体没有特别交代时，应当考虑其重力。对未知名的

17、、题中又未明确交代的带电粒子，是否考虑其重力，就应依据题给的物理过程及隐含条件详细分析后作出符合实际的打算4 带电粒子在复合场中的运动的分析方法(1) 当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应依据平稳条件列方程求解(2) 当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往应用牛顿其次定律和平稳条件列方程联立求解(3) 当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或动量守恒定律列方程求解 留意：假如涉及两个带电粒子的碰撞问题，要依据动量守恒定律列方程，再与其他方程联立求解由于带电粒子在复合场中的受力情形复杂，运动情形多变， 往往显现临界问题，这时应以题目中的 “恰好”、“最大”、“最高”、“至少”

18、等词语为突破口，挖掘隐含条件，并依据临界条件列出帮助方程，再与其他方可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载程联立求解一典例精析题型 1.（电场性质的懂得）电子在电场中运动时，仅受电场力作用，其由a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行等距实线可能是电场线，也可能是等势线，就以下说法中正确选项（）A 不论图中实线是电

19、场线仍是等势线，a 点的电势都比b 点低B不论图中实线是电场线仍是等势线，C假如图中实线是电场线，就电子在a 点的场强都比a 点动能较小b 点小D假如图中实线是等势线，就电子在b 点动能较小解析：由运动轨迹可知如实线是电场线的话所受电场力水平向右，如实线是等势线的话所受电场力竖直向下。再结合粒子是电子，可知场强方向要不水平向左（ b 点电势高），要不场强方向竖直向上（ a 点电势高）。且为匀强电场场强到处相同。 AB 错。如实线是电场线电场力做正功，动能增加（电子在 a 点动能较小），如实线是等势线电场力做负功动能减小（电子在 b 点动能较小） ， CD 对。规律总结：求解这一类题的详细步骤是

20、：先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度的方向。在依据轨迹的弯曲方向，确定电场力的方向。进而利用分析力学方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能增减、电势大小变化、电场力大小变化等有关问题。留意在只有重力和电场力做功时，重力势能、电势能和动能间可以相互转化，重力势能、电势能与动能的总和保持不变。题型 2. （电场的叠加）如下列图，在y 轴上关于0 点对称的 A、B 两点有等量同种点电荷+Q，在 x 轴上 C点有点电荷 -Q 且 CO=OD， ADO=600。以下判定正确选项A. O 点电场强度为零B. D 点电场强度为零C. 如将点电荷 +q 从 O移向 C，电势能增大D. 如将点电荷

21、 -q 从 O移向 C，电势能增大解析： A 、B 两点电荷在 O 点的合场强为零，当 A 、B、C 三点在 O 点合场强不为零，而在 D 点的合场强可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载为零。点电荷-q 从 O移向 C，电场力做负功，电势能增大。BD对。规律总结： 1.等量异种电荷的中垂线是等势线，而电场线和等势线是垂直的2

22、.几个点电荷在空间某点所形成的电场应等于每个点电荷在该点形成电场的矢量和。题型 3. （带电粒子在电场内的运动）如下列图，质量为m 1 克、电量为 q 210-6 库的带电微粒从偏转极板A 、B 中间的位置以 10 米/秒的初速度垂直电场方向进入长为L 20 厘米、距离为 d 10 厘米的偏转电场，出电场后落在距偏转电场40 厘米的挡板上，微粒的落点P 离开初速度方向延长线的距离为20 厘米，不考虑重力的影响。求：（ 1）加在 A 、B 两板上的偏转电压UAB（ 2）当加在板上的偏转电压U AB 满意什么条件时，此带电微粒会遇到偏转极板训练：如下列图，边长为L 的正方形区域abcd 内存在着匀

23、强电场电量为q、动能为Ek 的带电粒子从a 点沿 ab 方向进入电场，不计重力。（ 1）如粒子从c 点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能。（ 2）如粒子离开电场时动能为Ek ，就电场强度为多大？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载dcEab题型 4.（带电粒子在磁场中的运动）如下列图，两个同心圆, 半径分别 为

24、r和 2r, 在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应 强 度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为 B。圆心 O处有一放射源, 放出粒子的质量为m,带电量为q, 假设粒60AO子 速 度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方向都和纸面平行。（ 1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60 ，要想使该粒子经过磁场第一次通过A点，就初速度的大小是多少？（ 2）要使粒子不穿出环形区域，就粒子的初速度不能超过多少.7题型 5.（带电粒子在组合场内的运动）如图为示波管的部分示意图，竖直 YY和水平 XX偏转电极的板车都为 l =4cm，电极间

25、距离都为 d=1cm ，YY、XX板右端到荧光屏的距离分别为 10cm 和 12cm，两偏转电场间无相互影响。电子束通过 A 板上的小孔沿中心轴线进入偏转电极时的速度为 v0=1. 6 10 m/s ，元电荷电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结量 e1.610 19 C ，电子质量m0.9110 39 kg。当偏转电极上不加电压时，电子束打在荧光屏上的O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结点。求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编

26、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载（ 1）要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在偏转电极上的偏转电压U 不能超过多大？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）如在偏转电极XX上加 Ux=45.5sin （ 10t ）V 的电压，在偏转电极YY上加 U y =45.5cos（ 100t ） V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的电压，通过运算说明源源不断的电子灯打在荧光屏上所产生亮点的轨迹外形。题型 6.（带电粒子在电场和磁场组合场内的运动）如图，空间存在匀强电场和

27、匀强磁场，电场方向为y 轴正方向，磁场方向垂直于xy 平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随y意加上或撤除， 重新加上的电场或磁场与撤除前的一样 一带正电荷的粒子从Px 0，y h点以肯定的速度平行于x 轴正向入射 这时如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结只有磁场，粒子将做半径为R0 的圆周运动：如同时存在电场和磁P场，粒可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结子恰好做直线运动现在，只加电场，当粒子从P 点运动到x R0h平面（图中虚线所示） 时，立刻撤除电场同时加上磁场，粒子连续运动，O迹与 x 轴交于 M 点不计重力求：R0Mx其轨粒子到达x R0 平面时速度方向与x

28、轴的夹角以及粒子到x 轴的距离。 M 点的横坐标xM可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载题型7.（带电粒子在电场和磁场叠加场内的运动）如图所示， x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向上。在 xOy 平面内有与y 轴平行的匀强电场，在半径为 R的圆内仍有与xOy平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿 x

29、 轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量q（ q0）和初速度v的带电微粒。发射时，这束带电微粒分布在0y0带电微粒在磁场中经过一段半径为r 的圆弧运动后，将在y 同的右方 x0 的区域离开磁场并做运动， 如图 c 所示。 靠近 M点发射出来的带电微匀速直线粒在突出磁场后会射向x 同正方向的无穷远处国靠近N点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场。所以，这束带电微粒与x 同相交的区域范畴是 x0.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载