物理大六 电场与磁场 第1讲 电场与磁场的理解

第1讲电场与磁场的理解专题六电场与磁场知识回扣 规律方法高考题型2电场矢量合成问题高考题型3带电粒子在有界磁场中的临界、极值问题高考题型1对电场性质的理解高考题精选精练知识回扣 规律方法1.对电场强度的三个公式的理解对电场强度的三个公式的理解(1)E 是电场强度的 式，适用于 电场.电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与试探电荷q无关，试探电荷q充当“测量工具”的作用.(2)Ek 是真空中点电荷所形成的电场的决定式，E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定.(3)E 是场强与电势差的关系式，只适用于 .注意：式中d为两点间沿电场方向的距离.答案知识回扣定义任何匀强电场答案2.电场能的性质电场能的性质(1)电势与电势能： .(2)电势差与电场力做功：UAB AB.(3)电场力做功与电势能的变化：W .3.等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面.(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密.(3)沿等势面移动电荷，电场力 ，沿电场线移动电荷，电场力一定做功.Ep不做功答案4.带电粒子在磁场中的受力情况带电粒子在磁场中的受力情况(1)磁场只对 的电荷有力的作用，对 的电荷无力的作用.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.(2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为FqvBsin ，注意：为v与B的夹角.F的方向由 判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向.5.洛伦兹力做功的特点洛伦兹力做功的特点由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力 .运动静止左手定则永不做功答案规律方法1.本部分内容的主要研究方法有：(1)理想化模型.如点电荷；(2) .电场强度、电势的定义方法是定义物理量的一种重要方法；(3) 的方法.电场和重力场的比较；电场力做功与重力做功的比较；带电粒子在匀强电场中的运动和平抛运动的类比.2.静电力做功的求解方法：(1)由功的定义式WFlcos 来求；(2)利用结论“电场力做功等于电荷 的负值”来求，即WEp；(3)利用WAB 来求.比值定义法类比电势能变化量qUAB答案3.研究带电粒子在电场中的曲线运动时，采用 的思想方法；带电粒子在组合场中的运动实际是类平抛运动和 运动的组合，一般类平抛运动的末速度就是匀速圆周运动的.运动合成与分解匀速圆周线速度对电场性质的理解高考题型1例例1(多选)(2017山东省模拟)如图1所示，实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布，虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹，则下列说法正确的是答案解析A.b点的电场强度比a点的电场强度大B.该试探电荷从a点到b点的过程中电场力一直做负功C.该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少D.该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少图1解析解析根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知，b点的电场强度比a点的电场强度大，选项A正确；该试探电荷从a点到b点的过程中，电场力提供其做曲线运动的合外力，且电场力方向指向曲线凹处，与速度方向的夹角先是钝角后变成锐角，即电场力先做负功后做正功，试探电荷的电势能先增加后减少，根据功能关系可知，试探电荷的动能先减少后增加，选项C正确，B、D错误.技巧点拨技巧点拨1.电场线：假想线，直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密程度表示电场的强弱.2.电势高低的比较(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低；(2)将带电量为q的电荷从电场中的某点移至无穷远处电场力做功越多，则该点的电势越高；(3)根据电势差UABAB，若UAB0，则AB，反之Aabac，vavcvb B.aaabac，vbvcvaC.abacaa，vbvcva D.abacaa，vavcvb题组题组1全国卷真题精选全国卷真题精选1.(2016全国卷15)如图11，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则答案123456解析图11123456解析解析由库仑定律Fk 可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为FbFcFa，由a ，可知abacaa.根据粒子的轨迹可知，粒子Q与场源电荷P的电性相同，二者之间存在斥力，由cba整个过程中，电场力先做负功再做正功，且|Wba|Wcb|，结合动能定理可知，vavcvb，故选项D正确.2.(多选)(2015新课标全国18)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说法正确的是A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针 不偏转答案123456A.直线a位于某一等势面内，MQB.直线c位于某一等势面内，MNC.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功3.(2015新课标全国15)如图12，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等.则答案123456解析图12123456解析解析电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，有WMNWMP0，而WMNqUMN，WMPqUMP，q0，所以有UMNUMP0，即MNP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有MQ，故A错误，B正确；电子由M点到Q点过程中，WMQq(MQ)0，电子由P点到Q点过程中，WPQq(PQ)0，故C、D错误.A.A点的电场强度比B点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同答案123456题组题组2各省市真题精选各省市真题精选4.(2016江苏单科3)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图13所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是解析图13123456解析解析由电场线的疏密表示电场强度大小可知，A点的电场强度比B点的小，A项错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，B项错误；容器的内表面为一等势面，内表面处各点场强的方向与等势面垂直，C项对；容器内表面为等势面，在等势面上移动电荷，电场力不做功，D项错误.5.(2015山东理综18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图14所示.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为答案123456解析图14解析解析因正电荷Q在O点时，G点的场强为零，则可知两负电荷在G点形成的电场的合场强与正电荷Q在G点产生的场强等大反向，大小为E合k ；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为E1 因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的合场强为EE合E1 ，方向沿y轴负向，故选B.1234566.(多选)(2015四川理综7)如图15所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1 cm，中点O与S间的距离d4.55 cm，MN与直线SO的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104 T.电子质量m9.11031 kg，电量e1.61019 C，不计电子重力.电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则A.90时，l9.1 cmB.60时，l9.1 cmC.45时，l4.55 cmD.30时，l4.55 cm答案解析图15123456123456解析解析电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力：evB ，R4.55102 m4.55 cm ，90时，击中板的范围如图甲所示，l2R9.1 cm，选项A正确.60时，击中板的范围如图乙所示，lR(R4.55 cm)，故选项D正确，C错误.