2022年高中物理电场与磁场 .pdf

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1、学习必备欢迎下载知识梳理一、电场的基本性质1电场力的性质库仑定律： F=kQ1Q2/r2，电场力： F=qE 。注意电场强度只与源处电荷有关，与检验电荷无关。电场线形象直观地反映电场的强弱与方向。疏密表示电场的强弱，而切线方向表示电场的方向。2电场能的性质(1) 电势与电势差： UAB=W/q，电势高低与零势点选择有关，但电势差与零势点选择无关。(2) 电势的变化规律：沿着场线的方向，电势是逐渐降低的。(3) 电场力做功特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。电场力做功，电势能减少；外力克服电场力做功，电势能增加。3电容(1) 两个公式： C=Q/U ，C= rS/4kd 前者是定义式，

2、后者是平行板电容器的决定式。(2) 平行板内部电场是匀强电场。二、带电粒子在电场的特点1平衡：与其它力一起参与力的合成，合力为零，则物体处于平衡状态。2加速运动：初速度与电场平行时。3偏转：初速度与电场垂直时。三、电流与电荷在磁场中受力及运动1磁感应强度 B=F/IL ，注意磁场产生的两种方式：磁铁产生与电流产生。2磁场方向a用小磁针 N极受力方向判定。b用右手法则判定 (电流产生的磁场 )。3磁感应线，其为闭合的曲线，比较于电场线不同。4安培力(1) 公式：F=BIL。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习必备欢迎

3、下载(2) 方向：左手定则，注意将安培力比较于电场力：电荷只要放在电场中就一定受到电场力作用， 而电流处于磁场中， 受的安培力与放置位置有关，导线与磁场垂直时，安培力最大。5洛仑兹力(1) 公式：F=qvB，判定方向注意电荷正负。(2) 特点：永不做功；电场力与洛仑兹力的大小与方向上的不同。命题预测考查电场力方向与电场方向关系，洛仑兹力的大小与速度的关系，安培力的大小与电流强度的关系， 及这些力与其它力使物体平衡、作匀速直线运动， 是命题热点。运用功能关系处理带电粒子在电场及磁场中速度大小问题，考查电场力做功与路径无关，及洛仑兹力不做功的特点，也是命题热点之一。地磁场是命题的一个热点，它涉及地

4、理、生物、物理知识，还涉及学生空间想象能力。例题精析题型一 电场、磁场的概念【例 1】如果空间某一区域中存在有电场或磁场中的一种，则下列说法正确的是( 设放人的电荷质量很小 ) ( ) A如果存在的是电场，则在某处放入电荷，该电荷不一定会运动B如果存在的是磁场，则放人电荷时，该电荷不会做圆周运动C 如果存在磁场，则放入通电直导体后，该直导体一定受到安培力的作用D 如果存在电场，在某处放入一电荷后经过一段时间后，该电荷的电势能会增加【解析】电场对电荷作用是没有条件的，而磁场对电荷( 或电流) 作用是有条件的，磁场只对运动电荷作用， 且电荷速度方向不与磁场平行，而磁场对通电直导体的作用也是直导体不

5、与磁场平行。【答案】 B 【点评】理解概念与公式定律，要充分理解其条件。题型二 电场力、电场方向与平衡条件的应用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习必备欢迎下载【例 2】如图 71 所示，带电量为 q 的小球质量为 m ，用一细线系在 O点，整个放置在水平匀强电场中， 静止时小球与竖直线的夹角为。下列说法正确的是( ) A小球带正电荷，电场强度大小是E=mgtan /q B小球带正电荷，电场强度大小是 E=mgcos/q C 若细线断开，则小球作平抛运动D 以上说法都不对。【解析】因为小球平衡，所以球受的合力为零。

6、小球受力分析如图72 所示，电场力一定向右，所以小球带正电。列方程有： Tcos=mg ，Tsin =qE 所以 E=mgtan /q 【答案】 A 【点评】要会判定电场力与电场方向关系，会对物体进行受力分析， 列出相应的平衡方程。题型三 电场力做功与路径无关及洛仑兹力不做功，场力做功与电势能变化关系【例 3】带电量为 q 的粒子，不计重力的作用，当它以初速度v 分别自电场与磁场中的 A点往宽度为 L 的电场与磁场中射入，最后都从相应高度的B处射出。下列说法正确的是 ( ) A电荷从两个场中出来的速度大小一样大B电荷在电场中出来时的速度要变大C 电荷在磁场中的运动轨迹是抛物线D 从 A到 B过

7、程中，电场对电荷做功为qEL 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习必备欢迎下载【解析】电荷在电场与磁场中都受到力的作用，电场力对电荷做功，洛仑兹力不做功，所以 A错。由力可知，电场力对电荷做正功，且W=Fscos 中。s 是在力的方向的位移，应为h，根据动能定理，电荷的速度增大，所以B对 D错。电荷受洛仑兹力作用做圆周运动，不是平抛运动，C错。【答案】 B 【点评】掌握电场力与洛仑兹力的特点，区分粒子在其中的运动轨迹的不同。题型四 电场线、电场力做功与电势及电势能的变化【例 4】在固定的等量异种电荷连线上， a 点

8、是连线的中点， 如图 75 所示，静止 a 点的点电荷在电场力作用下向b 点运动。在运动过程中， 以下判定正确的是（) A点电荷的速度越来越大B点电荷的加速度不变C 点电荷的电势能越来越大D 点电荷通过的各点电势越来越高【解析】根据电场线的特点，沿电场线电势逐渐降低，所以D不正确。由于放入 a 处的电荷静止时从a 运动到 b，说明该电荷是正电荷，且电场力一直做正功，所以电势能减少， C不正确。根据动能定理，可知速度越来越大，所以A正确。加速度的大小由合外力决定，合外力F=qE ，根据等量异种电荷的电场线特点，可知 E是变化的，故 B不正确。【答案】 A 【点评】要充分利用几种常见的电场线特点进

9、行电势的分析，要运用动能定理判定粒子的速度变化，要学会根据运动状态的动态变化判定粒子的一些性质。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习必备欢迎下载摸拟操练1如图 76 所示，在点电荷 Q的电场中，已知 a、b 两点在同一等势面上，c、d 两点在同一等势面上，无穷远处电势为零。甲、乙两个带粒子经过a 点时动能相同， 甲粒子的运动轨迹为acb，乙粒子的运动轨迹为adb。判定错误的是( ) A甲粒子经过 c 点与乙粒子经过d 点时的动能相等B甲、乙两粒子带异种电荷C 甲粒子经过 c 点时的电势能小于乙粒子经过d 点时的电势

10、能D 两粒子经过 b 点时具有相同的动能2在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( ) A受到竖直向上的安培力B受到竖直向下的安培力C 受到由南向北的安培力D 受到由西向东的安培力3关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是( ) A磁感线就是细铁屑连成的曲线B磁感线可以形象地描述各点的磁场的强弱和方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致C 异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，任何时候都是成立的D 磁感线总是从磁极的N极出发，到 S极终止4有一电场的电场线如图77 所示，场中 A、B两点电场强度的大小和电势分别用 EA、EB和 UA、UB表示，

11、则 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习必备欢迎下载5两个完全相同的金属小球带有异种电荷，其电量之比是1：7，当它们互相接触后再置于原来的位置上，它们的作用力是原来的( )倍6条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图 78 中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( ) A磁铁对桌面的压力减小B磁铁对桌面的压力增大C 磁铁不受摩擦力D 磁铁受向左的摩擦力7如图 79 所示，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强磁场中，在与环心等高处放有

12、一质量为m 、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动， 下述说法正确的是 ( ) A小球在运动过程中机械能守恒B小球经过环的最低点时速度最大C 小球经过环的最低点时对轨道压力为2mg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习必备欢迎下载D 小球经过环的最低点时对轨道压力为3mg 答案点拨1A ( 根据等势线及物体作曲线运动的条件进行判定) 2A ( 根据地磁场方向与安培力左手法则进行判定) 3B 4D ( 电场线的疏密表示电场的强弱，而沿电场线的方向电势逐渐降低) 5B(根据同种物质接触，电荷先中和后平分的原则及库仑定律求解) 6A ( 画出磁铁磁感应线，分析电流受力应用牛顿第三定律) 7D ( 根据洛仑兹力不做功及圆周运动规律) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页