高考物理二輪復習 專題三 電場與磁場 第1講 電場和磁場的基本性質(zhì)課件

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1、第第1 1講電場和磁場的基本性質(zhì)講電場和磁場的基本性質(zhì)知識必備知識必備1.電場強度的三個公式電場強度的三個公式2.電場能的性質(zhì)電場能的性質(zhì)3.等勢面與電場線的關系等勢面與電場線的關系(1)電場線總是與等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢電場線總是與等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。低的等勢面。(2)電場線越密的地方，等差等勢面也越密。電場線越密的地方，等差等勢面也越密。(3)沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功。電場力一定做功。4.控制變量法分析電容器動態(tài)變化問題控制變量法分析電容器動態(tài)變化問題6.

2、磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用(1)磁場只對運動電荷有力的作用，對靜止的電荷無力的作用。磁場只對運動電荷有力的作用，對靜止的電荷無力的作用。磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力。磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力。(2)洛倫茲力的大小和方向：其大小為洛倫茲力的大小和方向：其大小為FqvB，F(xiàn)的方向由左的方向由左手定則判斷。手定則判斷。備考策略備考策略1.掌握電場的掌握電場的“3個要點個要點”(1)掌握幾種常見電場的電場線、等勢面的分布特點。掌握幾種常見電場的電場線、等勢面的分布特點。(2)掌握判斷電勢能的大小和電勢的高低的方法。掌握判斷電勢能的大小和電勢的高低的方法。(3)掌握等勢面特點和

3、電場強度與電勢關系：等勢面與電場線垂掌握等勢面特點和電場強度與電勢關系：等勢面與電場線垂直；等勢面越密，電場強度越大；電場強度方向就是電勢降低直；等勢面越密，電場強度越大；電場強度方向就是電勢降低最快的方向。最快的方向。2.必須領會的必須領會的“2種物理思想和種物理思想和5種方法種方法”(1)等效思想、分解思想；等效思想、分解思想；(2)比值定義法、控制變量法、對稱法、合成法、分解法。比值定義法、控制變量法、對稱法、合成法、分解法。3.必須辨明的必須辨明的“6個易錯易混點個易錯易混點”電場的基本性質(zhì)電場的基本性質(zhì)【真題示例【真題示例1】 (多選多選)(2017全國卷全國卷，20)在一靜止點電荷

4、的電在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢場中，任一點的電勢與該點到點電荷的距離與該點到點電荷的距離r的關系如圖的關系如圖1所示。所示。電場中四個點電場中四個點a、b、c和和d的電場強度大小分別為的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和和Ed。點點a到點電荷的距離到點電荷的距離ra與點與點a的電勢的電勢a已在圖中用坐標已在圖中用坐標(ra，a)標出，標出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)點依次經(jīng)b、c點移動到點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和和Wcd。下列選項正

5、確的是。下列選項正確的是()圖圖1A.Ea Eb4 1 B.Ec Ed2 1C.Wab Wbc3 1 D.Wbc Wcd1 3答案答案AC【真題示例【真題示例2】 (多選多選)(2017天津理綜，天津理綜，7)如圖如圖2所示，在點電荷所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，實線產(chǎn)生的電場中，實線MN是一條方向未標出的電場線，虛線是一條方向未標出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設電子在是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設電子在A、B兩點的加速度大小分別為兩點的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為，電勢能分別為EpA、EpB。下。下列說法正確的是列說法正確的是()圖圖2A.電

6、子一定從電子一定從A向向B運動運動B.若若aAaB，則，則Q靠近靠近M端且為正電荷端且為正電荷C.無論無論Q為正電荷還是負電荷一定有為正電荷還是負電荷一定有EpAaB，說明電子在，說明電子在A點受到的電場力較大，點受到的電場力較大，A點的電場強度較大，根據(jù)點電荷的電場分布可知，靠近點的電場強度較大，根據(jù)點電荷的電場分布可知，靠近M端為端為場源電荷的位置，應為正電荷，故場源電荷的位置，應為正電荷，故B正確；無論正確；無論Q為正電荷還是為正電荷還是負電荷，一定有電勢負電荷，一定有電勢AB，電子電勢能，電子電勢能Epe，電勢能是標，電勢能是標量，所以一定有量，所以一定有EpAEpB，故，故C正確，正

7、確，D錯誤。錯誤。答案答案BC真題感悟真題感悟1.高考考查特點高考考查特點(1)本考點重在考查電場中的基本概念、典型電場的分布特點、本考點重在考查電場中的基本概念、典型電場的分布特點、電場線、等勢面及電場強度的關系，電勢高低、電勢能大小的電場線、等勢面及電場強度的關系，電勢高低、電勢能大小的判斷。判斷。(2)理解電場力、電場力做功的特點，電場力做功與電勢能的理解電場力、電場力做功的特點，電場力做功與電勢能的關系，靈活應用電場線分析電勢高低，電勢能的變化是解題的關系，靈活應用電場線分析電勢高低，電勢能的變化是解題的關鍵。關鍵。(3)電容器的動態(tài)分析，帶電體在電容器間的受力情況及運動電容器的動態(tài)分

8、析，帶電體在電容器間的受力情況及運動情況。情況。2.常見誤區(qū)及臨考提醒常見誤區(qū)及臨考提醒(1)典型電場中電場線的分布特點不熟練，特別是正、負點電典型電場中電場線的分布特點不熟練，特別是正、負點電荷電場線的方向。荷電場線的方向。(2)不清楚運動電荷的電性，出現(xiàn)受力及做功判斷的錯誤。不清楚運動電荷的電性，出現(xiàn)受力及做功判斷的錯誤。(3)公式公式UEd的適用條件不清楚，亂套公式。的適用條件不清楚，亂套公式。(4)電場力做功與電勢能變化關系不準確。電場力做功與電勢能變化關系不準確。(5)不能正確判斷平行板電容器中的變量和不變量。不能正確判斷平行板電容器中的變量和不變量。預測預測1 電場強度的理解及計算

9、電場強度的理解及計算預測預測2根據(jù)電場中的根據(jù)電場中的“點、線、面、跡點、線、面、跡”判斷相關物理量的判斷相關物理量的變化變化預測預測3 電場中的圖象問題電場中的圖象問題預測預測4 平行板電容器的動態(tài)分析平行板電容器的動態(tài)分析1.如圖如圖3所示，梯形所示，梯形abdc位于某勻強電場所在平面內(nèi)，兩底角分別位于某勻強電場所在平面內(nèi)，兩底角分別為為60、30，cd2ab4 cm，已知，已知a、b兩點的電勢分別為兩點的電勢分別為4 V、0 V，將電荷量，將電荷量q1.6103 C的正電荷由的正電荷由a點移動到點移動到c點，點，克服電場力做功克服電場力做功6.4103 J，則下列關于電場強度的說法正確，

10、則下列關于電場強度的說法正確的是的是()圖圖3A.垂直垂直ab向上，大小為向上，大小為400 V/mB.垂直垂直bd斜向上，大小為斜向上，大小為400 V/mC.平行平行ca斜向上，大小為斜向上，大小為200 V/mD.平行平行bd斜向上，大小為斜向上，大小為200 V/m答案答案B2.(多選多選)如圖如圖4所示，一質(zhì)量為所示，一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電荷的油滴在的帶正電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌跡在豎直平面勻強電場中運動，其軌跡在豎直平面(紙面紙面)內(nèi)，且相對于過軌內(nèi)，且相對于過軌跡最右側(cè)的點跡最右側(cè)的點N的水平直線對稱。已知重力加速度為的水平直線對稱。已知重力加速度為g，

11、忽略空，忽略空氣阻力。由此可知氣阻力。由此可知()圖圖4答案答案BD3.(2017遼寧省三校高三第三次調(diào)研考試試題遼寧省三校高三第三次調(diào)研考試試題)如圖如圖5所示，矩形所示，矩形區(qū)域區(qū)域PQNM內(nèi)存在平行于紙面的勻強電場，一質(zhì)量為內(nèi)存在平行于紙面的勻強電場，一質(zhì)量為m2.01011 kg、電荷量為、電荷量為q1.0105 C的帶正電粒子的帶正電粒子(重力不重力不計計)從從a點以點以v11104 m/s的初速度垂直于的初速度垂直于PQ進入電場，最終進入電場，最終從從MN邊界的邊界的b點以與水平邊界點以與水平邊界MN成成30角斜向右上方的方向角斜向右上方的方向射出，射出電場時的速度射出，射出電場時

12、的速度v22104 m/s，已知，已知MP20 cm、MN80 cm，取，取a點電勢為零，如果以點電勢為零，如果以a點為坐標原點點為坐標原點O，沿，沿PQ方方向建立向建立x軸，則粒子從軸，則粒子從a點運動到點運動到b點的過程中，電場的電場強度點的過程中，電場的電場強度E、電勢電勢、粒子的速度、粒子的速度v、電勢能、電勢能Ep隨隨x的變化圖象正確的是的變化圖象正確的是()圖圖5答案答案D4.(多選多選)(2017衡水檢測衡水檢測)如圖如圖6所示，平行板電容器與直流電源、所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管理想二極管(正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無窮大可以正向電阻為零可以視為短路，反向電

13、阻無窮大可以視為斷路視為斷路)連接，電源負極接地。初始電容器不帶電，閉合開關連接，電源負極接地。初始電容器不帶電，閉合開關穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點且處于靜止狀態(tài)。下點且處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是列說法正確的是()圖圖6A.減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動，且減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動，且P點的電勢點的電勢會降低會降低B.將上極板下移，則將上極板下移，則P點的電勢不變點的電勢不變C.將下極板下移，則將下極板下移，則P點的電勢升高點的電勢升高D.無論哪個極板上移還是下移，帶電油滴都不可能向下運動無論哪個極板上移還是下移，帶電油滴

14、都不可能向下運動答案答案CD歸納總結(jié)歸納總結(jié)電場性質(zhì)的電場性質(zhì)的“三個判斷三個判斷”磁場的基本性質(zhì)磁場的基本性質(zhì)【真題示例【真題示例1】 (2017全國卷全國卷，18)如圖如圖7，在磁，在磁感應強度大小為感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線的勻強磁場中，兩長直導線P和和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導線距離均為時，紙面內(nèi)與兩導線距離均為l的的a點處的磁感應點處的磁感應強度為零，如果讓強度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不中的電流反向、其他條件

15、不變，則變，則a點處磁感應強度的大小為點處磁感應強度的大小為()圖圖7答案答案C【真題示例【真題示例2】 (多選多選)(2017全國卷全國卷，19)如圖如圖8，三根相互平行，三根相互平行的固定長直導線的固定長直導線L1、L2和和L3兩兩等距，均通有電流兩兩等距，均通有電流I，L1中電流中電流方向與方向與L2中的相同，與中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是中的相反。下列說法正確的是()圖圖8答案答案BC【真題示例【真題示例3】 (多選多選)(2017全國卷全國卷，21)某同學自制的簡易電某同學自制的簡易電動機示意圖如圖動機示意圖如圖9所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆所示。矩形線圈由一

16、根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應將線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應將()圖圖9A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉左轉(zhuǎn)軸上

17、側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉解析解析若將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，這樣當線圈在圖示若將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過一周位置時，線圈的上下邊受到水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動，選項后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動，選項A正確；若將左、正確；若將左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，則當線圈在圖示位置時，線圈右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，則當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊

18、受到安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后再次受到相反方向的安的上下邊受到安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止轉(zhuǎn)動，選項培力而使其停止轉(zhuǎn)動，選項B錯誤；左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，錯誤；左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，電路不能接通，故不能轉(zhuǎn)起來，選項右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，電路不能接通，故不能轉(zhuǎn)起來，選項C錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到安培力緣漆刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路不導通，轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣

19、的安而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路不導通，轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動，選項培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動，選項D正確。正確。答案答案AD真題感悟真題感悟1.高考考查特點高考考查特點(1)本考點高考重在考查磁場的基本性質(zhì)，掌握常見磁感線的形本考點高考重在考查磁場的基本性質(zhì)，掌握常見磁感線的形狀及特點、磁場的疊加，電流磁場的判斷、安培力、洛倫茲力狀及特點、磁場的疊加，電流磁場的判斷、安培力、洛倫茲力大小的影響因素及安培力、洛倫茲力方向的判斷是突破本考點大小的影響因素及安培力、洛倫茲力方向的判斷是突破本考點的前提。的前提。(2)注重與生活、科技等相結(jié)合。如注重與生活、科技等相結(jié)合。如2017年卷年卷第

20、第21題以單相直題以單相直流電動機制作原理作為選擇題的壓軸。流電動機制作原理作為選擇題的壓軸。2.常見誤區(qū)及臨考提醒常見誤區(qū)及臨考提醒(1)常見磁體磁場分布規(guī)律不清楚。常見磁體磁場分布規(guī)律不清楚。(2)電流磁場的判斷方法及安培力電流磁場的判斷方法及安培力(洛倫茲力洛倫茲力)方向的判斷方法混方向的判斷方法混淆。淆。預測預測1安培定則的應用及磁場疊加安培定則的應用及磁場疊加預測預測2安培力作用下導體的運動安培力作用下導體的運動1.已知長直通電導線在周圍某點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小已知長直通電導線在周圍某點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小與電流成正比，與該點到導線的距離成反比。如圖與電流成正比，與該點到

21、導線的距離成反比。如圖10所示，所示，4根電流相等的長直通電導線根電流相等的長直通電導線a、b、c、d平行放置，它們的橫平行放置，它們的橫截面的連線構(gòu)成一個正方形，截面的連線構(gòu)成一個正方形，O為正方形中心，為正方形中心，a、b、c中電中電流方向垂直紙面向里，流方向垂直紙面向里，d中電流方向垂直紙面向外，則中電流方向垂直紙面向外，則a、b、c、d長直通電導線在長直通電導線在O點產(chǎn)生的合磁場的磁感應強度點產(chǎn)生的合磁場的磁感應強度B()圖圖10解析解析由安培定則可知，由安培定則可知，a、c中電流方向相同，兩導線在中電流方向相同，兩導線在O處產(chǎn)處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，合矢量為零；生

22、的磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，合矢量為零；b、d兩導線中電流方向相反，由安培定則可知，兩導線在兩導線中電流方向相反，由安培定則可知，兩導線在O處產(chǎn)生處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度方向均由的磁場的磁感應強度方向均由c指向指向a，故，故D選項正確。選項正確。A.大小為零大小為零B.大小不為零，方向由大小不為零，方向由O指向指向dC.大小不為零，方向由大小不為零，方向由O指向指向cD.大小不為零，方向由大小不為零，方向由O指向指向a答案答案D2.如圖如圖11所示，光滑平行金屬導軌電阻不計，左端接有一直流電所示，光滑平行金屬導軌電阻不計，左端接有一直流電源和一定值電阻，固定在水平面內(nèi)，兩條通有大小相

23、等方向相源和一定值電阻，固定在水平面內(nèi)，兩條通有大小相等方向相反的恒定電流的長直絕緣導線垂直導軌放置，一導體棒與導軌反的恒定電流的長直絕緣導線垂直導軌放置，一導體棒與導軌垂直且接觸良好。由導軌上的垂直且接觸良好。由導軌上的M點靜止釋放，點靜止釋放，M、N兩點到左兩點到左右兩直導線距離相等，下列關于導體棒在兩直導線之間的運動右兩直導線距離相等，下列關于導體棒在兩直導線之間的運動及受力說法正確的是及受力說法正確的是()圖圖11A.導體棒在導體棒在M、N之間做往復運動之間做往復運動B.導體棒一直向右做勻加速直線運動導體棒一直向右做勻加速直線運動C.導體棒所受安培力先向右后向左，且是先增大后減小導體棒

24、所受安培力先向右后向左，且是先增大后減小D.導體棒所受安培力一直向右，且先減小后增大導體棒所受安培力一直向右，且先減小后增大答案答案D解析解析根據(jù)安培定則可知，兩直導線電流在二者之間的區(qū)域內(nèi)的根據(jù)安培定則可知，兩直導線電流在二者之間的區(qū)域內(nèi)的磁場都是垂直導軌平面向下，根據(jù)左手定則可知，導體棒受到的磁場都是垂直導軌平面向下，根據(jù)左手定則可知，導體棒受到的安培力方向一定向右，則選項安培力方向一定向右，則選項A、C錯誤；根據(jù)直線電流磁場的錯誤；根據(jù)直線電流磁場的性質(zhì)可知，離直線電流越遠磁感應強度越小，根據(jù)磁場疊加可知性質(zhì)可知，離直線電流越遠磁感應強度越小，根據(jù)磁場疊加可知導軌內(nèi)的磁場從導軌內(nèi)的磁場從M到到N是先減小后增大的，則安培力也一定是先是先減小后增大的，則安培力也一定是先減小后增大的，選項減小后增大的，選項B錯誤，錯誤，D正確。正確。