物理大六 電場與磁場 第1講 電場與磁場的理解

第1講電場與磁場的理解專題六電場與磁場知識回扣 規(guī)律方法高考題型2電場矢量合成問題高考題型3帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題高考題型1對電場性質(zhì)的理解高考題精選精練知識回扣 規(guī)律方法1.對電場強度的三個公式的理解對電場強度的三個公式的理解(1)E 是電場強度的 式，適用于 電場.電場中某點的場強是確定值，其大小和方向與試探電荷q無關(guān)，試探電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用.(2)Ek 是真空中點電荷所形成的電場的決定式，E由場源電荷Q和場源電荷到某點的距離r決定.(3)E 是場強與電勢差的關(guān)系式，只適用于 .注意：式中d為兩點間沿電場方向的距離.答案知識回扣定義任何勻強電場答案2.電場能的性質(zhì)電場能的性質(zhì)(1)電勢與電勢能： .(2)電勢差與電場力做功：UAB AB.(3)電場力做功與電勢能的變化：W .3.等勢面與電場線的關(guān)系等勢面與電場線的關(guān)系(1)電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.(2)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 ，沿電場線移動電荷，電場力一定做功.Ep不做功答案4.帶電粒子在磁場中的受力情況帶電粒子在磁場中的受力情況(1)磁場只對 的電荷有力的作用，對 的電荷無力的作用.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FqvBsin ，注意：為v與B的夾角.F的方向由 判定，四指的指向應(yīng)為正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動方向的反方向.5.洛倫茲力做功的特點洛倫茲力做功的特點由于洛倫茲力始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力 .運動靜止左手定則永不做功答案規(guī)律方法1.本部分內(nèi)容的主要研究方法有：(1)理想化模型.如點電荷；(2) .電場強度、電勢的定義方法是定義物理量的一種重要方法；(3) 的方法.電場和重力場的比較；電場力做功與重力做功的比較；帶電粒子在勻強電場中的運動和平拋運動的類比.2.靜電力做功的求解方法：(1)由功的定義式WFlcos 來求；(2)利用結(jié)論“電場力做功等于電荷 的負(fù)值”來求，即WEp；(3)利用WAB 來求.比值定義法類比電勢能變化量qUAB答案3.研究帶電粒子在電場中的曲線運動時，采用 的思想方法；帶電粒子在組合場中的運動實際是類平拋運動和 運動的組合，一般類平拋運動的末速度就是勻速圓周運動的.運動合成與分解勻速圓周線速度對電場性質(zhì)的理解高考題型1例例1(多選)(2017山東省模擬)如圖1所示，實線為三個電荷量相同的帶正電的點電荷Q1、Q2、Q3的電場線分布，虛線為某試探電荷從a點運動到b點的軌跡，則下列說法正確的是答案解析A.b點的電場強度比a點的電場強度大B.該試探電荷從a點到b點的過程中電場力一直做負(fù)功C.該試探電荷從a點到b點的過程中電勢能先增加后減少D.該試探電荷從a點到b點的過程中動能先增加后減少圖1解析解析根據(jù)電場線的疏密程度表示電場強度的大小可知，b點的電場強度比a點的電場強度大，選項A正確；該試探電荷從a點到b點的過程中，電場力提供其做曲線運動的合外力，且電場力方向指向曲線凹處，與速度方向的夾角先是鈍角后變成銳角，即電場力先做負(fù)功后做正功，試探電荷的電勢能先增加后減少，根據(jù)功能關(guān)系可知，試探電荷的動能先減少后增加，選項C正確，B、D錯誤.技巧點撥技巧點撥1.電場線：假想線，直觀形象地描述電場中各點場強的強弱及方向，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密程度表示電場的強弱.2.電勢高低的比較(1)根據(jù)電場線方向，沿著電場線方向，電勢越來越低；(2)將帶電量為q的電荷從電場中的某點移至無窮遠(yuǎn)處電場力做功越多，則該點的電勢越高；(3)根據(jù)電勢差UABAB，若UAB0，則AB，反之Aabac，vavcvb B.aaabac，vbvcvaC.abacaa，vbvcva D.abacaa，vavcvb題組題組1全國卷真題精選全國卷真題精選1.(2016全國卷15)如圖11，P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓.帶電粒子Q在P的電場中運動，運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點.若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則答案123456解析圖11123456解析解析由庫侖定律Fk 可知，粒子在a、b、c三點受到的電場力的大小關(guān)系為FbFcFa，由a ，可知abacaa.根據(jù)粒子的軌跡可知，粒子Q與場源電荷P的電性相同，二者之間存在斥力，由cba整個過程中，電場力先做負(fù)功再做正功，且|Wba|Wcb|，結(jié)合動能定理可知，vavcvb，故選項D正確.2.(多選)(2015新課標(biāo)全國18)指南針是我國古代四大發(fā)明之一.關(guān)于指南針，下列說法正確的是A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針 不偏轉(zhuǎn)答案123456A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，MQB.直線c位于某一等勢面內(nèi)，MNC.若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D.若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功3.(2015新課標(biāo)全國15)如圖12，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為M、N、P、Q.一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等.則答案123456解析圖12123456解析解析電子帶負(fù)電荷，電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，有WMNWMP0，而WMNqUMN，WMPqUMP，q0，所以有UMNUMP0，即MNP，勻強電場中等勢線為平行的直線，所以NP和MQ分別是兩條等勢線，有MQ，故A錯誤，B正確；電子由M點到Q點過程中，WMQq(MQ)0，電子由P點到Q點過程中，WPQq(PQ)0，故C、D錯誤.A.A點的電場強度比B點的大B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低C.B點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直D.將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點，電場力所做的功不同答案123456題組題組2各省市真題精選各省市真題精選4.(2016江蘇單科3)一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖13所示.容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點，下列說法正確的是解析圖13123456解析解析由電場線的疏密表示電場強度大小可知，A點的電場強度比B點的小，A項錯誤；沿電場線的方向電勢逐漸降低，B項錯誤；容器的內(nèi)表面為一等勢面，內(nèi)表面處各點場強的方向與等勢面垂直，C項對；容器內(nèi)表面為等勢面，在等勢面上移動電荷，電場力不做功，D項錯誤.5.(2015山東理綜18)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖14所示.M、N兩點各固定一負(fù)點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為答案123456解析圖14解析解析因正電荷Q在O點時，G點的場強為零，則可知兩負(fù)電荷在G點形成的電場的合場強與正電荷Q在G點產(chǎn)生的場強等大反向，大小為E合k ；若將正電荷移到G點，則正電荷在H點的場強為E1 因兩負(fù)電荷在G點的場強與在H點的場強等大反向，則H點的合場強為EE合E1 ，方向沿y軸負(fù)向，故選B.1234566.(多選)(2015四川理綜7)如圖15所示，S處有一電子源，可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子，平板MN垂直于紙面，在紙面內(nèi)的長度L9.1 cm，中點O與S間的距離d4.55 cm，MN與直線SO的夾角為，板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B2.0104 T.電子質(zhì)量m9.11031 kg，電量e1.61019 C，不計電子重力.電子源發(fā)射速度v1.6106 m/s的一個電子，該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長度為l，則A.90時，l9.1 cmB.60時，l9.1 cmC.45時，l4.55 cmD.30時，l4.55 cm答案解析圖15123456123456解析解析電子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力：evB ，R4.55102 m4.55 cm ，90時，擊中板的范圍如圖甲所示，l2R9.1 cm，選項A正確.60時，擊中板的范圍如圖乙所示，lR(R4.55 cm)，故選項D正確，C錯誤.