高中物理_第一講_電場(chǎng)_知識(shí)點(diǎn)匯總

1、§1、1 庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度111、電荷守恒定律112、庫侖定律真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷和之間的相互作用力的大小和兩點(diǎn)電荷電量的乘積成正比，和它們之間距離r的平方成正比；作用力的方向沿它們的連線，同號(hào)相斥，異號(hào)相吸式中k是比例常數(shù)，依賴于各量所用的單位，在國際單位制（SI）中的數(shù)值為：（常將k寫成的形式，是真空介電常數(shù)，）庫侖定律成立的條件，歸納起來有三條：（1）電荷是點(diǎn)電荷；（2）兩點(diǎn)電荷是靜止或相對(duì)靜止的；（3）只適用真空。113、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度描述電場(chǎng)的物理量，其定義式為式中q是引入電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷的電量，F(xiàn)是q受到的電場(chǎng)力。圖1-1-1（a）借助于庫侖定律，可以

2、計(jì)算出在真空中點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為式中r為該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離，Q為場(chǎng)源電荷的電量。 114、場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理在若干場(chǎng)源電荷所激發(fā)的電場(chǎng)中任一點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)，等于每個(gè)場(chǎng)源電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。原則上講，有庫侖定律和疊加原理就可解決靜電學(xué)中的全部問題。§1、2電勢(shì)與電勢(shì)差121、 電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能電場(chǎng)力與重力一樣，都是保守力，即電場(chǎng)力做功與具體路徑無關(guān)，只取決于始末位置。我們把在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷所做的功與被移動(dòng)電荷電量的比值，定義為這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，即這就是說，在靜電場(chǎng)內(nèi)任意兩點(diǎn)A和B間的電勢(shì)差，在數(shù)值等于一個(gè)單位正電荷從A沿任一路徑移

3、到B的過程中，電場(chǎng)力所做的功。反映了電場(chǎng)力做功的能力。即電勢(shì)差僅由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定，與被移動(dòng)電荷的電量無關(guān)；即使不移動(dòng)電荷，這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差依然存在。如果我們?cè)陔妶?chǎng)中選定一個(gè)參考位置，規(guī)定它為零電勢(shì)點(diǎn)，則電場(chǎng)中的某點(diǎn)跟參考位置間的電勢(shì)差就叫做該點(diǎn)的電勢(shì)。通常我們?nèi)〈蟮鼗驘o窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)。電勢(shì)是標(biāo)準(zhǔn)量，其正負(fù)代表電勢(shì)的高低，單位是伏特（V）。電勢(shì)是反映電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)中任意一點(diǎn)A的電勢(shì)，在數(shù)值上等于一個(gè)單位正電荷A點(diǎn)處所具有的電勢(shì)能，因此電量為q的電荷放在電場(chǎng)中電勢(shì)為U的某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能表示為E=qU。122、 幾種常見帶電體的電勢(shì)分布（1）點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)如圖1-2-1所示，場(chǎng)源

4、電荷電量為Q，在離Q為r的P點(diǎn)處有一帶電量為q的檢驗(yàn)電荷，圖1-2-1現(xiàn)將該檢驗(yàn)電荷由P點(diǎn)移至無窮遠(yuǎn)處（取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)），由于此過程中，所受電場(chǎng)力為變力，故將q移動(dòng)的整個(gè)過程理解為由P移至很近的（離Q距離為）點(diǎn)，再由移至很近的（離Q距離為）點(diǎn)直至無窮遠(yuǎn)處。在每一段很小的過程中，電場(chǎng)力可視作恒力，因此這一過程中，電場(chǎng)力做功可表示為： 所以點(diǎn)電荷周圍任一點(diǎn)的電勢(shì)可表示為：式中Q為場(chǎng)源電荷的電量，r為該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離。124、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩塊帶等量異種電荷的平板之間的電場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，它的電場(chǎng)線特征是平行、等距的直線。場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)雖然

5、都是反映場(chǎng)強(qiáng)本身性質(zhì)特點(diǎn)的物理量，但兩者之間沒有相應(yīng)的對(duì)應(yīng)聯(lián)系，但沿著場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)必定降低，而電勢(shì)階低最快的方向也就是場(chǎng)強(qiáng)所指方向，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)E與電勢(shì)差U之間滿足這就是說，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)等于場(chǎng)強(qiáng)大小和這兩點(diǎn)在沿場(chǎng)強(qiáng)方向的位移的乘積。 §1. 3、電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)一般的物體分為導(dǎo)體與電介質(zhì)兩類。導(dǎo)體中含有大量自由電子；而電介質(zhì)中各個(gè)分子的正負(fù)電荷結(jié)合得比較緊密。處于束縛狀態(tài)，幾乎沒有自由電荷，而只有束縛電子當(dāng)它們處于電場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體與電介質(zhì)中的電子均會(huì)逆著原靜電場(chǎng)方向偏移，由此產(chǎn)生的附加電場(chǎng)起著反抗原電場(chǎng)的作用，但由于它們內(nèi)部電子的束縛程度不同。使它們處

6、于電場(chǎng)中表現(xiàn)現(xiàn)不同的現(xiàn)象。§1、4 電容器141、 電容器的電容任何兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體，都可以看成是一個(gè)電容器，電容器所帶電荷Q與它兩板間電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容，記作C，即電容的意義就是每單位電勢(shì)差的帶電量，顯然C越大，電容器儲(chǔ)電本領(lǐng)越強(qiáng)，而電容是電容器的固有屬性，僅與兩導(dǎo)體的形狀、大小位置及其間電介質(zhì)的種類有關(guān)，而與電容器的帶電量無關(guān)。每個(gè)電容器的型號(hào)都標(biāo)明兩個(gè)重要數(shù)值：電容量和耐壓值（即電容器所承受的最大電壓，亦稱擊穿電壓）。·平行板電容器 若兩金屬板平行放置，距離d很小，兩板的正對(duì)面積為S、兩極板間充滿相對(duì)介電常數(shù)為的電介質(zhì)，即構(gòu)成平行板電容器。設(shè)

7、平行板電容器帶電量為Q、則兩極板間電勢(shì)差故電容 例1.如圖，虛線ab和c是靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為a、b和c，a>b>c .帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知A粒子從K到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功B粒子從L到M的 過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C粒子從K到L的過程中，靜電勢(shì)能增加D粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減小答案：A、C例2：示波器的示意圖如圖，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后沿直線前進(jìn)，最后打在熒光屏上。設(shè)加速電壓U1=1640V，偏轉(zhuǎn)極板長l=4cm，偏轉(zhuǎn)板間距d=1cm，當(dāng)電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的

8、中央沿板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。（1）偏轉(zhuǎn)電壓為多大時(shí)，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大？（2）如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L=20cm，則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少？解析：（1）要使電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后必須下板邊緣出來。電子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理eU=電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)初速度v0=。電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的飛行時(shí)間t1=l / v0電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的加速度a=要使電子從下極板邊緣出來，應(yīng)有=at12=解得偏轉(zhuǎn)電壓U2=205V（2）電子束打在熒光屏上最大偏轉(zhuǎn)距離y=+y2由于電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的側(cè)向速度vy= at1 =電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)到熒光屏的時(shí)間t2=L/v0y2=vy

9、3;t2=0.05m電子最大偏轉(zhuǎn)距離y=+y2=0.055m例4如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平固定一塊長方形絕緣薄板。將一質(zhì)量為m，帶有電荷q的小球，從絕緣板上方距板h高處以速度v0豎直向下拋出。小球在運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到大小不變的空氣阻力f的作用，且f<(qE+mg)，設(shè)小球與板碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電量不變。求小球在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程s。解析：小球以初速度豎直下拋?zhàn)鲃蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，并與水平板碰撞并以相同的速率返回向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)。由于阻力作用，返回的高度變小，然后有下落做加速運(yùn)動(dòng)。以后在豎直方向多次往返運(yùn)動(dòng)，但高度不斷減小，直到最終靜止在水平板上。由于小球在豎直方向往

10、返運(yùn)動(dòng)的每一階段受力都是恒力，運(yùn)動(dòng)規(guī)律都屬于勻變速運(yùn)動(dòng)。因此本題可應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來解。把每一階段的位移求出，再求和，就是小球通過的路程。但若用動(dòng)能定理求解更簡(jiǎn)便。小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，一直有阻力做功。而重力、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只決定于小球的始末位置。由動(dòng)能定理mgh+qEhfs=0mvs=磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)匯總一、 磁場(chǎng)磁場(chǎng)是一種客觀物質(zhì)，存在于磁體和運(yùn)動(dòng)電荷（或電流）周圍。磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的方向規(guī)定為磁場(chǎng)中小磁針N極的受力方向（磁感線的切線方向）。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、運(yùn)動(dòng)電荷（或電流）有力的作用。二、 磁感線磁感線是徦想的，用來對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線，它并不是客觀

11、存在的。磁感線是閉合曲線 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。任何兩條磁感線都不會(huì)相交，也不能相切。三、 安培定則是用來確定電流方向與磁場(chǎng)方向關(guān)系的法則彎曲的四指代表 四、 安培分子電流假說揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，即磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。五、 幾種常見磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)：無磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱通電螺線管的磁場(chǎng)：管外磁感線分布與條形磁鐵類似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)（與條形磁鐵磁場(chǎng)類似）地磁場(chǎng)N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。地磁場(chǎng)B的水平分量總是從地球南極指向北極，而豎直分量南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球

12、垂直地面向下在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北。假如地磁場(chǎng)是由地球表面所帶電荷產(chǎn)生，則地球表面所帶電荷為負(fù)電荷（根據(jù)安培定則、地磁場(chǎng)的方向與地球自轉(zhuǎn)方向判斷）。六、 磁感應(yīng)強(qiáng)度：定義式 （定義B時(shí)， ）B為矢量，方向與磁場(chǎng)方向相同，并不是在該處電流的受力方向，運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則。七、 磁通量定義一：=BS，S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積，即=B ，如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直，應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上，求出投影面積 定義二：表示穿過某一面積磁感線條數(shù)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，正、負(fù)號(hào)不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出。當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線穿過時(shí)，磁通量的

13、計(jì)算應(yīng)算“純收入”，即= - （ 為正向磁感線條數(shù)， 為反向磁感線條數(shù)。）八、 安培力大小公式 sin （為B與I夾角） 九、 通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大 通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，安培力 B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來說是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度式中的L為導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向的有效長度。例如，半徑為r的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng)B垂直放置，導(dǎo)線的的等效長度為2r，安培力 。十、 安培力的方向方向由左手定則來判斷。安培力總是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但B、I不一定要垂直。十一、 物體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)方向的判定方法電流元分析法把整段電流等效分成很多電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的

14、方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向，注意一般取對(duì)稱的電流元分析。等效分析法環(huán)形電流可以等效為小磁針（或條形磁鐵），條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個(gè)環(huán)形電流或條形磁鐵。利用結(jié)論法兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。特殊位置分析法根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置。十二、 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)重力場(chǎng)中的平衡與加速運(yùn)動(dòng)問題解題思路：與力學(xué)平衡與加速運(yùn)動(dòng)問題完全相同，對(duì)物體進(jìn)行正確、全面的受力分析是解題關(guān)鍵，同時(shí)要注意受力分析時(shí)，先將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖

15、。分析通電導(dǎo)體在平行導(dǎo)軌上受力的題目，主要應(yīng)用：閉合電路歐姆定律、安培力公式 、物體平衡條件等知識(shí)。十三、 洛倫茲力的大小當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力的大小 當(dāng) 時(shí)， ，即磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無作用力，磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，這與電場(chǎng)對(duì)其中的靜止電荷或運(yùn)動(dòng)電荷總有電場(chǎng)力的作用是不同的。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同或相反，即 與 平行時(shí)， 。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為時(shí)，洛倫茲力的大小 sin注意：以上公式中的v應(yīng)理解為電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。會(huì)推導(dǎo)洛倫茲力的公式。十四、 洛倫茲力的方向用左手定則來判斷：讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向），大拇

16、指指向就是洛倫茲力的方向。無論 與 是否垂直，洛倫茲力總是同時(shí)垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向。十五、 洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的方向總與粒子運(yùn)動(dòng)的方向垂直，洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，故洛倫茲力永不做功。十六、 安培力和洛倫茲力的關(guān)系安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)。方向都由左手定則判斷。洛倫茲力不做功，安培力可以做功。十七、 洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，洛倫茲力不做功，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律可得： ，所以 ，粒子運(yùn)動(dòng)的周期 十八、 帶電粒子在相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度選擇器作用：可以把具有某一特定速度的粒子選擇出來。粒子受

17、力特點(diǎn)：同時(shí)受相反方向的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力作用。粒子勻速通過速度選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡： ，即速度大小只有滿足 的粒子才能沿直線勻速通過。速度選擇器對(duì)正、負(fù)電荷均適用, 帶電粒子能否勻速通過電、磁場(chǎng)與粒子所帶電荷量、電性、粒子的質(zhì)量無關(guān)，僅取決于粒子的速度（不是速率）。若 或 ，粒子都將偏離直線運(yùn)動(dòng)。粒子若從右側(cè)射入，則不可能勻速通過電磁場(chǎng)，這說明速度選擇器不僅對(duì)速度大小有選擇，而且對(duì)速度方向也有選擇。磁流體發(fā)電機(jī)作用：可以把等離子體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。原理：高速的等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性）噴射入磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別聚集在A板

18、和B板，于是在板間形成電場(chǎng)，當(dāng)板間電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力等于電荷所受洛倫茲力，兩板間形成一定的電勢(shì)差，合上開關(guān)K后，就能對(duì)負(fù)載供電。磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)： ，推導(dǎo)：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓 帶電粒子初速度為零：帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)。二十、 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)三個(gè)問題圓心的確定：圓心一定在與速度方向垂直的直線上，根據(jù)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的速度方向做出垂線，交點(diǎn)即為圓心。半徑的計(jì)算：一般是利用幾何知識(shí)解直角三角形。帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：利用圓心角和弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和等于360度或速度的偏向角（帶電粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與射入磁場(chǎng)的速度方向之間的夾角）等于圓弧軌道

19、所對(duì)的圓心角，再由公式 求運(yùn)動(dòng)時(shí)間。二十一、 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀主要用于分析同位素，測(cè)定其質(zhì)量、荷質(zhì)比.下圖為一種常見的質(zhì)譜儀，由粒子源、加速電場(chǎng)(U)、速度選擇器(E、B1)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(B2)組成.若測(cè)得粒子在回旋中的軌道直徑為d，求粒子的荷質(zhì)比.( )二十二、 回旋加速器工作原理磁場(chǎng)的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)后，并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期和速率、半徑均無關(guān)，帶電粒子每次進(jìn)入D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間（半個(gè)周期）后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速。交流電壓：為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時(shí)均被加速，使之能量不斷提高，要在狹縫處加一個(gè)周期與帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電

20、壓。帶電粒子的最終能量當(dāng)帶電粒子的速度最大時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑也最大，由 ，得 。若D形盒的半徑為R，則帶電粒子的最終動(dòng)能 注意： 帶電粒子的最終能量與加速電壓無關(guān)，只與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑有關(guān)。帶電粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)間可忽略不計(jì)，兩D形盒間電勢(shì)差正、負(fù)變化的周期應(yīng)和粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同。二十三、 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)）中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。洛倫茲力為零（即 與 平行時(shí)），重力與電場(chǎng)力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)洛倫茲力 與速度 垂直且與重力和電場(chǎng)力的合力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶電粒子所受合力充當(dāng)向心力，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于通常情況下，

21、重力和電場(chǎng)力為恒力，故不能充當(dāng)向心力，所以一般情況下是重力恰好與電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力充當(dāng)向心力。如果受的合力不為零，但方向與速度在同一直線上，粒子將做勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng)（受重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力和彈力）；如果有桿或面束縛，做變加速直線運(yùn)動(dòng)（受重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力、彈力和摩擦力）二十四、 洛倫茲力多解問題帶電粒子電性不確定形成多解問題受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在相同的初速度下，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成多解。磁場(chǎng)方向不確定形成多解臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧形，它可能穿過去，也可能轉(zhuǎn)過180度從磁

22、場(chǎng)的這邊反向飛出，于是形成多解。運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng)，部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往運(yùn)動(dòng)具有重復(fù)性，形成多解。二十五、 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極值問題，注意下列結(jié)論剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡和邊界相切當(dāng)速度一定時(shí)，弧長（或弦長）越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長當(dāng)速度大小變化時(shí)，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長。二十六、 安培力瞬時(shí)作用問題當(dāng)有電流通過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線中必有電荷的定向移動(dòng)，若只是在瞬間通過電流，由于時(shí)間極短，電流強(qiáng)度沒法測(cè)量，但是我們可以用“間接法”測(cè)量瞬間流過導(dǎo)體截面的電量，即利用動(dòng)量定理和其它的規(guī)律或公式進(jìn)行測(cè)量。二十七、

23、電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)二級(jí)結(jié)論圓形磁場(chǎng)區(qū)域:帶電粒子沿半徑方向進(jìn)入,則出磁場(chǎng)時(shí)速度方向必過圓心最小圓形磁場(chǎng)區(qū)域的計(jì)算：找到磁場(chǎng)邊界的兩點(diǎn),以這兩點(diǎn)的距離為直徑的圓面積最小圓形磁場(chǎng)區(qū)域中飛行的帶電粒子的最大偏轉(zhuǎn)角為進(jìn)入點(diǎn)和出點(diǎn)的連線剛好為磁場(chǎng)的直徑帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)中，如果做直線運(yùn)動(dòng)，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力和電場(chǎng)力一定平衡，只有洛侖茲力提供向心力。電性相同的電荷在同一磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向相同，與初速度方向無關(guān)例題：1如圖所示，若正離子沿y軸正向移動(dòng)，則在z軸上某點(diǎn)A的磁場(chǎng)方向應(yīng)是（    ） A.沿x軸正向  &

24、#160;     B.沿x軸負(fù)向        C.沿z軸正向        D.沿z軸負(fù)向 由安培定則可判斷A正確.2在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針方向的水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，其俯視圖如圖所示.若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，繩子突然斷開，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，繩子突然斷開，以下說法錯(cuò)誤的是 （    ） A.小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)

25、動(dòng)，半徑不變B.小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小C.小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變D.小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小 解析：小球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的向心力由繩的拉力和洛倫茲力提供，T+Bvq=，若T=0，繩斷開，對(duì)小球運(yùn)動(dòng)沒有影響，A正確.若T0繩子斷開，小球若帶正電，仍沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于提供的向心力減小了，小球運(yùn)動(dòng)的半徑要增大，B錯(cuò).若小球帶負(fù)電，繩子斷開后，小球?qū)⒀仨槙r(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，若原來T=2Bvq,則繩斷開后小球半徑不變，C正確.若原來T2Bvq，繩斷開后，小球受到的外力變大，小球的半徑將要減小，D正確.答案：B 3在電視機(jī)的顯像管中，電子束的掃描是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其掃描原理如圖

26、所示.圖形區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向垂直于圓面.當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過O點(diǎn)而打在屏幕的中心M點(diǎn).為了使屏幕上出現(xiàn)一條以M點(diǎn)為中心點(diǎn)的亮線PQ，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律應(yīng)是圖中的（    ） 解析：要使電子在PQ間掃描，磁場(chǎng)向外時(shí)電子向下偏，向里時(shí)電子向上偏，所以所加磁場(chǎng)方向必須變化.若磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，則電子將只能打在某一點(diǎn).因此正確選項(xiàng)為B.答案：B 4回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖，下列說法正確的是（    ）A.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.粒子由A0運(yùn)動(dòng)到A1比粒

27、子由A2運(yùn)動(dòng)到A3所用時(shí)間少C.粒子的軌道半徑與它的速率成正比D.粒子的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速率成正比 AC解析：理解回旋加速度的工作原理，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，T=,r=.故A、C正確5為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì).該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口.在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極.污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是（    ）A.若

28、污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B.若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高C.污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D.污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān) D解析：由左手定則可判斷出正離子較多時(shí)，正離子受到的洛倫茲力使其向后表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致后表面電勢(shì)升高，同理，負(fù)離子較多時(shí)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致前表面電勢(shì)降低，故A、B錯(cuò)誤.設(shè)前后表面間的最高電壓為U，則qU/b=qvB,所以U=vBb.由此可知U與離子濃度無關(guān)，故C錯(cuò)誤.因Q=vbc，而U=vBb,所以Q=Uc/B,D正確. 6如圖所示，一電子從a點(diǎn)以速度v垂直進(jìn)入長為d、寬為h的矩形磁場(chǎng)區(qū)域沿曲線ab運(yùn)動(dòng)，且通過b點(diǎn)離

29、開磁場(chǎng)。已知電子的質(zhì)量為m，電量為e，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的弧長為s，不計(jì)重力，則該電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(    ) A.t=                                    &

30、#160;           B.t=C.t=arcsin()                   D.t=arcos() BC解析：電子勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=,A錯(cuò)B對(duì)，同時(shí)sin=(為圓心角)，由幾何關(guān)系=R同時(shí)T=      t=arcsin()故C對(duì)D錯(cuò)。 7如

31、圖所示是一種利用電磁原理制作的充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理類似于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱a流入，吸引小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，由此可判斷：電磁鐵的上端為_極，永久磁鐵的下端為_極.（填“N”或“S”） 解析：電磁鐵實(shí)為通電螺線管，如題圖，當(dāng)電流從a流入電磁鐵時(shí)上端為S極，因和永磁鐵相吸，則永磁鐵下端為N極.答案：S   N8如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，相距為L，導(dǎo)軌所在平面距地面高度為h，導(dǎo)軌左端與電源相連，右端放有質(zhì)量為m的靜止的金屬棒，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)電鍵閉合后，金屬棒無轉(zhuǎn)動(dòng)地做平拋運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)的水平距離為s.求：電路接通的瞬間，通過金

32、屬棒的電荷量為多少？ 解析：m1擊中m2前是勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用m1g+Bvq=Eq 解得v=(Eq-m1g)/Bq=1 m/s因m1在擊中m2前已是水平勻速運(yùn)動(dòng)，故m1的豎直分速度已為零，在從m1開始運(yùn)動(dòng)到擊中m2的過程中，只有重力和電場(chǎng)力對(duì)m1做功，洛倫茲力不做功.設(shè)所求高度為h,由動(dòng)能定理得Eqh-m1gh=m1v2-0解得h=100 m由于m1擊中m2后恰能做圓周運(yùn)動(dòng)，說明黏合體所受重力與電場(chǎng)力平衡，僅是洛倫茲力充當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故有：m1g+m2g=Eqm2=-m1=5×10-10 kgm1與m2黏合體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=(m1+m2)v/Bq                           &#