高考物理二轮复习 基础知识再重温 倒数第7天 电场与磁场教案

倒数第7天电场与磁场考点要求重温考点24物质的电结构、电荷守恒()考点25静电现象的解释()考点26点电荷()考点27库仑定律()考点28静电场()考点29电场强度、点电荷的场强()考点30电场线()考点31电势能、电势()考点32电势差()考点33匀强电场中电势差与电场强度的关系()考点34带电粒子在匀强电场中的运动()考点35示波管()考点36常见电容器，电容器的电压、电荷量和电容的关系()考点37磁场、磁感应强度、磁感线()考点38通电直导线和通电线圈周围磁场的方向()考点39安培力、安培力的方向()考点40匀强磁场中的安培力()考点41洛伦兹力、洛伦兹力的方向()考点42洛伦兹力公式()考点43带电粒子在匀强磁场中的运动()考点44质谱仪和回旋加速器()要点方法回顾1.请回答库仑定律的内容、公式和适用条件分别是什么？答案(1)内容：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.(2)公式：Fk，式中的k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量.(3)适用条件：点电荷；真空中.2.电场强度是描述电场力的性质的物理量，它有三个表达式：E，Ek和E，这三个公式有何区别？如果空间某点存在多个电场，如何求该点的场强？电场的方向如何确定？答案(1)区别电场强度的定义式E，适用于任何电场，E由场源电荷和点的位置决定，与F、q无关.真空中点电荷所形成的电场Ek，其中Q为场源电荷，r为某点到场源电荷的距离.匀强电场中场强和电势差的关系式E，其中d为两点沿电场方向的距离.(2)用叠加原理求该点的场强若空间的电场是由几个“场源”共同激发的，则空间中某点的电场强度等于每个“场源”单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和叠加原理.(3)电场方向是正电荷的受力方向、负电荷受力的反方向、电场线的切线方向、电势降低最快的方向.3.比较电势高低的方法有哪些？答案(1)顺着电场线方向，电势逐渐降低.(2)越靠近正场源电荷处电势越高；越靠近负场源电荷处电势越低.(3)根据电场力做功与电势能的变化比较移动正电荷，电场力做正功，电势能减少，电势降低；电场力做负功，电势能增加，电势升高.移动负电荷，电场力做正功，电势能减少，电势升高；电场力做负功，电势能增加，电势降低.4.比较电势能大小最常用的方法是什么？答案不管是正电荷还是负电荷，只要电场力对电荷做正功，该电荷的电势能就减少；只要电场力对电荷做负功，该电荷的电势能就增加.5.电场力做功有什么特点？如何求解电场力的功？答案 (1)电场力做功的特点电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因而电场力对移动电荷所做的功的值也是确定的，所以，电场力对移动电荷所做的功，与电荷移动的路径无关，仅与初、末位置的电势差有关，这与重力做功十分相似.(2)电场力做功的计算及应用WFlcos ，常用于匀强电场，即FqE恒定.WABqUAB，适用于任何电场，q、UAB可带正负号运算，结果的正负可反映功的正负，也可带数值运算，但功的正负需结合移动电荷的正负以及A、B两点电势的高低另行判断.功能关系：电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能相互转化的过程，如图，且WE其他.6.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和偏转运动？处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些？答案(1)加速匀强电场中，带电粒子的受力方向与运动方向共线、同向.处理方法：牛顿运动定律和运动学方程相结合.功能观点：qUmvmv(2)偏转带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场.处理方法：类似平抛运动的分析方法.沿初速度方向的匀速直线运动：lv0t沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动：yat2()2偏转角tan 7.电容的两个表达式和平行板电容器的两类问题是什么？答案(1)电容：C平行板电容器的电容决定式：C.(2)平行板电容器的两类问题：电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)，这种情况下带电荷量QCUC，而C，E.充电后断开K，则电容器带电荷量Q恒定，这种情况下C，U，E.8.磁场的基本性质是什么？安培定则和左手定则有何区别？答案(1)磁场是一种物质，存在于磁体、电流和运动电荷周围，产生于电荷的运动，磁体、电流和运动电荷之间通过磁场而相互作用.(2)两个定则：安培定则：判断电流周围的磁场方向.左手定则：判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.9.通电导线在磁场中一定受到力的作用吗？磁场对电流的力的作用有什么特点？答案当通电导线放置方向与磁场平行时，磁场对通电导线无力的作用.除此以外，磁场对通电导线有力的作用.当IB时，磁场对电流的作用为安培力FBIL，其中L为导线的有效长度，安培力的方向用左手定则判断，且安培力垂直于B和I确定的平面.10.带电粒子在磁场中的受力情况有何特点？洛伦兹力的大小与哪些物理量有关，它的方向如何判定？洛伦兹力为什么不做功？答案(1)磁场只对运动电荷有力的作用，对静止电荷无力的作用.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F洛qvBsin ，注意：为v与B的夹角.F洛的方向仍由左手定则判定，但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.(3)因为洛伦兹力的方向总是垂直于速度方向，所以洛伦兹力不做功.11.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的基本思路和方法是怎样的？答案(1)圆心的确定：因为洛伦兹力F洛指向圆心，根据F洛v，画出粒子运动轨迹上任意两点的(一般是射入和射出磁场的两点)F洛的方向，沿两个洛伦兹力F洛的方向画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中任意一根弦的中垂线上，作出圆心位置.(2)半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角).(3)粒子在磁场中运动时间的确定：利用回旋角(即圆心角)与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360计算出圆心角的大小，由公式tT可求出粒子在磁场中运动的时间.(4)注意圆周运动中有关的对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入粒子，必沿径向射出. 12.当带电粒子在电场中分别做匀变速直线运动，类平抛运动和一般曲线运动时，通常用什么方法来处理？答案(1)当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时，一般用力的观点来处理(即用牛顿运动定律结合运动学公式)；(2)当带电粒子在电场中做类平抛运动时，用运动的合成和分解的方法来处理；(3)当带电粒子在电场中做一般曲线运动时，一般用动能定理或能量的观点来处理.13.复合场通常指哪几种场？大体可以分为哪几种类型？处理带电粒子在复合场中运动问题的思路和方法是怎样的？答案(1)复合场及其分类复合场是指重力场、电场、磁场并存的场，在力学中常有四种组合形式：电场与磁场的复合场；磁场与重力场的复合场；电场与重力场的复合场；电场、磁场与重力场的复合场.(2)带电粒子在复合场中运动问题的处理方法正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提.灵活选用力学规律是解决问题的关键当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解.当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.14.回旋加速器加速带电粒子时，是不是加速电压越大，粒子获得的动能越大，粒子回旋的时间越短？答案设粒子的最大速度为vm，由qvB知vm，则粒子的最大动能Ekmmv.故对同种带电粒子，带电粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒的半径决定.粒子每加速一次获得的动能Ek0qU，带电粒子每回旋一周被加速两次，增加的动能Ek2qU，则达到最大动能的回旋次数n，若不考虑在电场中加速的时间，带电粒子在磁场中回旋的总时间tnT，故对同种带电粒子，加速电压越大，粒子回旋的时间越短.