高中物理電場與磁場

知識梳理一、電場的大體性質1．電場力的性質庫侖定律：F=kQQ/r2，電場力：F=qE。12注意電場強度只與源處電荷有關，與查驗電荷無關。電場線形象直觀地反映電場的強弱與方向。疏密表示電場的強弱，而切線方向表示電場的方向。2．電場能的性質電勢與電勢差：U=W/q,電勢高低與零勢點選擇有關，但電勢差與零勢AB點選擇無關。電勢的轉變規(guī)律：沿著場線的方向，電勢是逐漸降低的。電場力做功特點：電場力做功與路徑無關，只與初末位置有關。電場力做功，電勢能減少；外力克服電場力做功，電勢能增加。3．電容⑴兩個公式：C=Q/U,C=eS/4nkdr前者是概念式，后者是平行板電容器的決定式。(2)平行板內部電場是勻強電場。二、帶電粒子在電場的特點1．平衡：與其它力一路參與力的合成，合力為零，則物體處于平衡狀態(tài)。2．加速運動：初速度與電場平行時。3．偏轉：初速度與電場垂直時。三、電流與電荷在磁場中受力及運動1．磁感應強度B=F/IL，注意磁場產生的兩種方式：磁鐵產生與電流產生。2．磁場方向用小磁針N極受力方向判定。用右手法則判定(電流產生的磁場)。3．磁感應線，其為閉合的曲線，比較于電場線不同。4.安培力(1)公式:F=BIL。(2)方向：左手定則，注意將安培力比較于電場力：電荷只要放在電場中就必然受到電場力作用，而電流處于磁場中，受的安培力與放置位置有關，導線與磁場垂直時，安培力最大。5．洛侖茲力公式：F=qvB,判定方向注意電荷正負。特點：永不做功；電場力與洛侖茲力的大小與方向上的不同。命題預測考查電場力方向與電場方向關系，洛侖茲力的大小與速度的關系，安培力的大小與電流強度的關系，及這些力與其它力使物體平衡、作勻速直線運動，是命題熱點。運用功能關系處置帶電粒子在電場及磁場中速度大小問題，考查電場力做功與路徑無關，及洛侖茲力不做功的特點，也是命題熱點之一。地磁場是命題的一個熱點，它涉及地理、生物、物理知識，還涉及學生空間想象能力。例題精析題型一電場、磁場的概念【例1】若是空間某一區(qū)域中存在有電場或磁場中的一種，則下列說法正確的是(設放人的電荷質量很小)()若是存在的是電場，則在某處放入電荷，該電荷不必然會運動若是存在的是磁場，則放人電荷時，該電荷不會做圓周運動若是存在磁場，則放入通電直導體后，該直導體必然受到安培力的作用若是存在電場，在某處放入一電荷后通過一段時刻后，該電荷的電勢能會增加【解析】電場對電荷作用是沒有條件的，而磁場對電荷(或電流)作用是有條件的，磁場只對運動電荷作用，且電荷速度方向不與磁場平行，而磁場對通電直導體的作用也是直導體不與磁場平行?！敬鸢浮緽【點評】理解概念與公式定律，要充分理解其條件。題型二電場力、電場方向與平衡條件的應用【例2】如圖7—1所示，帶電量為q的小球質量為m,用一細線系在O點，整個放置在水平勻強電場中，靜止時小球與豎直線的夾角為0。下列說法正確的小球帶正電荷，電場強度大小是E=mgcos9/q若細線斷開，則小球作平拋運動以上說法都不對?！窘馕觥恳驗樾∏蚱胶猓郧蚴艿暮狭榱?。小球受力分析如圖7—2所示，電場力必然向右，所以小球帶正電。列方程有：Tcos9=mg,Tsin9=qE所以E=mgtan9/q【答案】A【點評】要會判定電場力與電場方向關系，會對物體進行受力分析，列出相應的平衡方程。題型三電場力做功與路徑無關及洛侖茲力不做功，場力做功與電勢能轉變關系【例3】帶電量為q的粒子，不計重力的作用，當它以初速度v別離自電場與磁場中的A點往寬度為L的電場與磁場中射入，最后都從相應高度的B處射出。下列說法正確的是()電荷從兩個場中出來的速度大小一樣大電荷在電場中出來時的速度要變大電荷在磁場中的運動軌跡是拋物線從A到B進程中，電場對電荷做功為qELEE【解析】電荷在電場與磁場中都受到力的作用，電場力對電荷做功，洛侖茲力不做功，所以A錯。由力可知，電場力對電荷做正功，且W=Fscos9中。s是在力的方向的位移，應為h，按照動能定理，電荷的速度增大，所以B對D錯。電荷受洛侖茲力作用做圓周運動，不是平拋運動，C錯?！敬鸢浮緽【點評】掌握電場力與洛侖茲力的特點，區(qū)分粒子在其中的運動軌跡的不同。題型四電場線、電場力做功與電勢及電勢能的轉變【例4】在固定的等量異種電荷連線上，a點是連線的中點，如圖7—5所示，靜止a點的點電荷在電場力作用下向b點運動。在運動進程中，以下判定正確的是（）點電荷的速度愈來愈大點電荷的加速度不變點電荷的電勢能愈來愈大點電荷通過的各點電勢愈來愈高【解析】按照電場線的特點，沿電場線電勢逐漸降低，所以D不正確。由于放入a處的電荷靜止時從a運動到b，說明該電荷是正電荷，且電場力一直做正功，所以電勢能減少，C不正確。按照動能定理，可知速度愈來愈大，所以A正確。加速度的大小由合外力決定，合外力F=qE，按照等量異種電荷的電場線特點，可知E是轉變的，故B不正確?！敬鸢浮緼【點評】要充分利用幾種常見的電場線特點進行電勢的分析，要運用動能定理判定粒子的速度轉變，要學會按照運動狀態(tài)的動態(tài)轉變判定粒子的一些性質。摸擬操練如圖7—6所示，在點電荷Q的電場中，已知a、b兩點在同一等勢面上,c、d兩點在同一等勢面上，無窮遠處電勢為零。甲、乙兩個帶粒子通過a點時動能相同，甲粒子的運動軌跡為acb，乙粒子的運動軌跡為adb。判定錯誤的是()甲粒子通過c點與乙粒子通過d點時的動能相等甲、乙兩粒子帶異種電荷甲粒子通過c點時的電勢能小于乙粒子通過d點時的電勢能兩粒子通過b點時具有相同的動能在赤道上空，水平放置一根通以由西向東的電流的直導線，則此導線()受到豎直向上的安培力受到豎直向下的安培力受到由南向北的安培力受到由西向東的安培力關于磁場和磁感線的描述，下列說法正確的是()磁感線就是細鐵屑連成的曲線磁感線能夠形象地描述各點的磁場的強弱和方向，磁感線上每一點的切線方向都和小磁針在該點靜止時N極所指的方向一致異名磁極彼此吸引，同名磁極彼此排斥，任何時候都是成立的磁感線老是從磁極的N極動身，到S極終止4?有一電場的電場線如圖7—7所示，場中A、B兩點電場強度的大小和電勢別離用E、E和U、U表示，貝H)ABABA.￡申如映E<EpE、仁卜30上:禺仆倂5．兩個完全相同的金屬小球帶有異種電荷，其電量之比是1：7，當它們彼此接觸后再置于原來的位置上，它們的作使勁是原來的()倍A?孚B-yU*D.；?6.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側懸掛一根與它垂直的導電棒，圖7—8中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流是流向紙內的，在通電的一剎時可能產生的情形是()圖丁一刃磁鐵對桌面的壓力減小磁鐵對桌面的壓力增大磁鐵不受摩擦力磁鐵受向左的摩擦力7．如圖7－9所示，絕緣滑膩半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強磁場中，在與環(huán)心等高處放有一質量為m、帶電+q的小球，由靜止開始沿軌道運動，下述說法正確的是()圖7-9小球在運動進程中機械能守恒小球通過環(huán)的最低點時速度最大小球通過環(huán)的最低點時對軌道壓力為2mg小球通過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3mg答案點撥