專題三 電場和磁場課件

專題三電場和磁場

第6講電場、磁場的基本性質(zhì)3．(2013·山東卷，19)(多選)如圖3－6－3所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱．下列判斷正確的是()．圖3－6－3A．b、d兩點處的電勢相同B．四個點中c點處的電勢最低C．b、d兩點處的電場強度相同D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點移至c點，＋q的電勢能減小解析在兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場中，根據(jù)電場分布規(guī)律和電場的對稱性可以判斷，b、d兩點電勢相同，均大于c點電勢，b、d兩點場強大小相同但方向不同，選項A、B正確，C錯誤．將＋q沿圓周由a點移至c點，＋Q對其作用力不做功，－Q對其作用力做正功，所以＋q的電勢能減小，選項D正確．答案ABD4．(2013·重慶卷，3)(單選)如圖3－6－4所示，高速運動的α粒子被位于O點的重原子核散射，實線表示α粒子運動的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點，N點離核最近，Q點比M點離核更遠，則()．圖3－6－4A．α粒子在M點的速率比在Q點的大B．三點中，α粒子在N點的電勢能最大C．在重核產(chǎn)生的電場中，M點的電勢比Q點的低D．α粒子從M點運動到Q點，電場力對它做的總功為負功解析α粒子從Q到N，電場力做負功W1，速度變小，動能減小，電勢能增大；從N到M，電場力做正功W2，動能增加，電勢能減小，且有|W1|＞W(wǎng)2，因此vQ＞vM，在N點電勢能最大．選項A、D錯，B對．由題意知O點的重原子核帶正電，M離O較近，因此M點的電勢高于Q點的電勢．選項C錯誤．答案BA．向上 B．向下C．向左 D．向右解析據(jù)題意，由安培定則可知，b、d兩通電直導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場抵消，a、c兩通電直導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場方向均向左，所以四條通電直導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的合磁場方向向左．由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向向下．本題正確選項為B.答案B視角一電場的基本性質(zhì)命題角度解析根據(jù)圖中電場線的疏密可知a點場強比b點的大，A項正確；由電場線的方向可知a點電勢比b點的高，則B項正確；由電場力做功和電勢能變化關(guān)系可判斷C錯，D項正確．答案ABD應(yīng)考策略1．求解有關(guān)電場的基本性質(zhì)問題必熟記以下“三點”． (1)記住兩個結(jié)論：第一，場強的大小與電場線的疏密有關(guān)；第二，電勢的高低與電場線的方向有關(guān)． (2)弄清兩個問題：第一，靜電力做功的正、負由電荷的正、負及兩點間的電勢差共同決定，而并非由電場線的疏密決定；第二，公式U＝Ed用于勻強電場中的定量計算和非勻強電場中的定性分析． (3)切記兩個易錯點：第一，場強的大小與電勢的高低無必然聯(lián)系，反之亦然；第二，場強的方向總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面，且與等勢面垂直．2．判斷電場性質(zhì)的一般思路 (1)明確電場的電場線、等勢面的分布； (2)利用電場線的疏密或場強合成的方法判斷場強的大小； (3)根據(jù)電場線的指向判斷電勢的高低； (4)運用電場力做功來分析電勢能的變化．A．b、e兩點的電場強度相同B．a(chǎn)點電勢低于c點電勢C．b、c兩點間電勢差等于e、d兩點間電勢差D．電子沿圓周由d到b，電場力做正功解析b、e兩點的電場強度大小相同，方向不同，選項A錯誤．O點為正電荷，所以離正電荷遠處電勢低，選項B正確．d、c兩點電勢相同，b、e兩點電勢相同，故b、c兩點間電勢差等于e、d兩點間電勢差，選項C正確．電子從d到b電場力做負功，選項D錯誤．答案BC2. (單選)如圖3－6－8所示，虛線表示某電場的等勢面．一帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的徑跡如圖中實線所示．粒子在A點的加速度為aA、電勢能為EA；在B點的加速度為aB、電勢能為EB.則下列結(jié)論正確的是()．圖3－6－8A．粒子帶正電，aA>aB，EA>EBB．粒子帶負電，aA>aB，EA>EBC．粒子帶正電，aA<aB，EA<EBD．粒子帶負電，aA<aB，EA<EB解析由電場的等勢面可畫出電場線，由粒子運動軌跡知粒子帶負電，根據(jù)等差等勢面密處電場強度大可知，B處電場強度大于A處，粒子在A點所受電場力較小，由牛頓第二定律可知，粒子在A點的加速度較小，aA<aB，根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系，EA<EB，選項D正確．答案D3. (多選)如圖3－6－9所示是陰極射線示波管的聚焦電場，實線為電場線，虛線為等差等勢線，a、b、c為一個從左側(cè)進入聚焦電場的電子運動軌跡上的三點，不計電子的重力，則()．圖3－6－9A．電場中a點的電勢高于c點的電勢B．電子在a點的動能大于在c點的動能C．電子在b點的加速度大于在c點的加速度D．電子在b點的電勢能大于在c點的電勢能解析沿電場線方向電勢降低，由圖中電場線方向可知c點電勢高，A錯．電子帶負電，受電場力方向與電場線方向相反，速度方向沿軌跡切線方向，從a到c電場力與速度方向夾角小于90°，電場力做正功，動能增大，電勢能減小，B錯，D正確．電場線越密集處電場強度越大，由題圖可知b點場強大于c點，則電子在b點受電場力大，加速度大，C正確．答案CD視角二電容器及帶電粒子在電場中的運動命題角度【典例2】

(2013·廣東卷，15)噴墨打印機的簡化模型如圖3－6－10所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾螅运俣葀垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中()．圖3－6－10 A．向負極板偏轉(zhuǎn) B．電勢能逐漸增大 C．運動軌跡是拋物線 D．運動軌跡與帶電量無關(guān)2．帶電粒子在電場中運動問題的解題思路 (1)首先分析粒子的運動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運動還是偏轉(zhuǎn)運動問題． (2)對于直線運動問題，可根據(jù)對粒子的受力分析與運動分析，從以下兩種途徑進行處理： ①如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運動問題，應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等． ②如果是非勻強電場中的直線運動，一般利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、運動的位移等．(3)對于曲線運動問題，一般是類平拋運動模型，通常采用運動的合成與分解方法處理．通過對帶電粒子的受力分析和運動規(guī)律分析，借助運動的合成與分解，尋找兩個分運動，再應(yīng)用牛頓運動定律或運動學(xué)方程求解．應(yīng)考組訓(xùn)4.(單選)如圖3－6－11所示，平行板電容器的一個極板與滑動變阻器的滑片C相連接．電子以速度v0垂直于電場線方向射入并穿過平行板間的電場．在保證電子還能穿出平行板間電場的情況下，若使滑動變阻器的滑片C上移，則關(guān)于電容器極板上所帶電荷量Q和電子穿越平行板所需的時間t的說法中，正確的是()．圖3－6－11A．電荷量Q增大，時間t也增大B．電荷量Q不變，時間t增大C．電荷量Q增大，時間t不變D．電荷量Q不變，時間t也不變答案C5. (多選)如圖3－6－12所示，水平放置的平行金屬板充電后在板間形成勻強電場，板間距離為d，一個帶負電的液滴帶電荷量大小為q，質(zhì)量為m，從下板邊緣射入電場，沿直線從上板邊緣射出，則()．圖3－6－126. 如圖3－6－13所示，真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY′，一束質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出．圖3－6－13(1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點；(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY′的范圍；(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度．視角三磁感應(yīng)強度、安培力、帶電粒子在磁場中的運動命題角度圖3－6－14應(yīng)考策略1．分析帶電粒子在磁場中運動的基本步驟確定圓心，用幾何方法求半徑并畫出軌跡

2．帶電粒子在磁場與磁場構(gòu)成的組合場中運動時，“場區(qū)切換”常常導(dǎo)致粒子軌跡形狀、彎曲方向等發(fā)生改變．這種組合場主要有兩種，以帶負電粒子為例，具體分析如下：應(yīng)考組訓(xùn)7.(多選)如圖3－6－15所示，AOB為一邊界為圓的勻強磁場，O點為圓心，D點為邊界OB的中點，C點為邊界上一點，且CD∥AO.現(xiàn)有兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(不計粒子重力)，其中粒子1從A點正對圓心射入，恰好從B點射出，粒子2從C點沿CD射入，從某點離開磁場，則可判斷()．圖3－6－15

8．(2013·廣東卷，21)(多選)如圖3－6－16，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上，不計重力，下列說法正確的有()．

A．a(chǎn)、b均帶正電 B．a(chǎn)在磁場中飛行的時間比b的短 C．a(chǎn)在磁場中飛行的路程比b的短 D．a(chǎn)在P上的落點與O點的距離比b的近圖3－6－16圖3－6－17圖1圖2圖3失分點搜索失分點1：錯誤地根據(jù)電場線方向來判斷電場強度大小，應(yīng)根據(jù)電場線的疏密來判斷電場強度的大小．失分點2：不明確常見的電場線和等勢線的分布特點；對等量同種電荷和異種電荷在電場線上、中垂線上的場強及電勢變化的規(guī)律不清楚．失分點3：不知道帶電粒子在電場中運動時是否考慮重力，對電場力方向判斷不清；失分點4：對帶電粒子在電場中的運動過程分析錯誤；失分點5：對帶電粒子經(jīng)電場作用而偏轉(zhuǎn)打在屏上分析時，易弄錯位移的偏轉(zhuǎn)角和速度的偏轉(zhuǎn)角；失分點6：不能正確畫出帶電粒子在有界勻強磁場中的軌跡．失分點7：利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力較差．易失分案例 (全國高考卷，18)如圖3－6－18所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM＝MN.P點在y軸右側(cè)，MP⊥ON.則()．圖3－6－18A．M點的電勢比P點的電勢高B．將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功C．M、N兩點間的電勢差等于O、M兩點間的電勢差D．在O點由靜止釋放一帶正電的粒子，該粒子將沿y軸做直線運動正確解析由于MP⊥ON，等勢面垂直于電場線，故過M點的等勢面在P點下方，M點的電勢比P點的電勢高，A項正確；負電荷所受電場力與電場強度方向相反，與OP方向成大于90°的角，電場力做負功，B項錯誤；由于沿OMN方向電場強度減小，由U＝Ed利用微元法可判斷UOM>UMN，C項錯誤；在O點由靜止釋放一帶正電的粒子，粒子所受電場力始終沿y軸正方向，因此粒子將沿y軸做直線運動，D正確．答案AD防范演練 如圖3－6－19所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與