高三物理二轮复习 专题六 电场和磁场课件.ppt

专题六电场和磁场 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 锁定考点 高效突破 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 一 电场力做功的求解方法1 利用电功的定义式W Flcos 来求 2 利用结论 电场力做功等于电势能增量的负值 来求 即W Ep 3 利用WAB qUAB来求 4 对只在电场力作用下运动的带电体W Ek 锁定考点 高效突破 考点一 电场性质的应用 思路探究 1 匀强电场的等势面具有什么特点 答案 匀强电场的等势面为与电场线垂直的一簇平行直线 2 由WMN WMP可得出什么结论 3 如何确定电场力做功的正负 答案 可根据力的方向与位移方向的夹角来判断 也可应用WAB qUAB来判断 答案 B 题组训练 1 电场力做功与电势能变化 2015浙江五校联考 多选 如图 甲 所示 Q1 Q2为两个被固定的点电荷 其中Q1带负电 a b c三点在它们连线的延长线上 现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动经过b c两点 粒子只受电场力作用 粒子经过a b c三点时的速度分别为va vb vc 其速度图象如图 乙 所示 以下说法中错误的是 A Q2一定带负电B Q2的电荷量一定大于Q1的电荷量C b点的电场强度最大D 粒子由a点运动到c点的过程中 粒子的电势能先增大后减小 ABC 解析 从速度图象上看 从a到b做加速度减小的减速运动 在b点时粒子运动的加速度为零 则电场力为零 所以该点Q1 Q2的合场强为零 故Q2带正电 故选项A C错误 b点场强为零 根据库仑定律知 b到Q1的距离大于到Q2的距离 所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量 故选项B错误 粒子由a点运动到c点的过程中 动能先减小后增大 根据能量守恒电势能先增大后减小 故选项D正确 AD 解析 点电荷电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇同心圆 所以任意两个等势点连线的垂直平分线都经过点电荷 如图所示 MN的垂直平分线和PF的垂直平分线相交于一点E E点即点电荷Q所在的位置 根据几何关系可得E点在MP边 即点电荷一定在MP连线上 故选项A正确 B错误 正试探电荷从P点移动到N点 远离场源正电荷 电场力做正功 选项C错误 根据几何关系可得EP EM 距离场源正电荷越远电势越低 所以P点电势大于M点电势 选项D正确 3 电荷受力平衡问题 2015浙江六校联考 多选 如图所示 有两个质量均为m 带等量正 负电荷的小球P Q Q被固定在倾角为 的光滑直角斜面的竖直面上 当P小球被放置在与Q小球同一竖直面内且等高位置的斜面上时 P恰好静止 此时它们之间的距离为L 则下列说法正确的是 A 将Q球下移一小段距离 P球仍可能静止B 由题设条件能算出P Q小球所带的电荷量C 将Q球沿水平线向左移一小段距离 P球将沿斜面向上移动D 先设法使P球静止 将Q球置于斜面顶端后 再释放P球 P球将沿斜面下滑 BD 考点二 带电体在电场中的运动 典例 2015四川理综 如图所示 粗糙 绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上 B端与桌面边缘对齐 A是轨道上一点 过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E 1 5 106N C 方向水平向右的匀强电场 带负电的小物体P电荷量是2 0 10 6C 质量m 0 25kg 与轨道间动摩擦因数 0 4 P从O点由静止开始向右运动 经过0 55s到达A点 到达B点时速度是5m s 到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为 且tan 1 2 P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用 F大小与P的速率v的关系如表所示 P视为质点 电荷量保持不变 忽略空气阻力 取g 10m s2 求 1 小物体P从开始运动至速率为2m s所用的时间 2 小物体P从A运动至D的过程 电场力做的功 审题突破 规范解答 法一 1 小物体P的速率从0至2m s 受外力F1 2N 设其做匀变速直线运动的加速度为a1 经过时间 t1速度为v1 则F1 mg ma1v1 a1 t1由两式并代入数据得 t1 0 5s 答案 1 0 5s 2 9 25J 以例说法带电粒子在电场中运动问题的分析思路 1 如果是带电粒子受恒定电场力作用下的直线运动问题 应用牛顿第二定律找出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 2 如果是非匀强电场中的直线运动 一般利用动能定理研究全过程中能的转化 研究带电粒子的速度变化 运动的位移等 3 匀强电场中的曲线运动问题 一般是类平抛运动模型 通常采用运动的合成与分解方法处理 通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析 借助运动的合成与分解 寻找两个分运动 再应用牛顿运动定律或运动学方程求解 4 当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时 要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处的有关联的物理量 这些关联量往往是解决问题的突破口 题组训练 1 带电微粒在电场中的平衡和加速问题 2015全国新课标理综 如图 两平行的带电金属板水平放置 若在两板中间a点从静止释放一带电微粒 微粒恰好保持静止状态 现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转45 再由a点从静止释放一同样的微粒 该微粒将 A 保持静止状态B 向左上方做匀加速运动C 向正下方做匀加速运动D 向左下方做匀加速运动 D 解析 最初带电微粒处于静止状态 受力如图 甲 Eq mg 当两板绕过a点的轴逆时针转过45 时 带电微粒的受力如图 乙 其合力指向左下方 故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动 选项D正确 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 2015浙大附中全真模拟 多选 一个质量为m 电荷量为 q的小球以初速度v0水平抛出 在小球经过的竖直平面内 存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区 两区域相互间隔 竖直高度相等 电场区水平方向无限长 已知每一电场区的场强大小相等 方向均竖直向上 不计空气阻力 下列说法正确的是 A 小球在水平方向一直做匀速直线运动B 若场强大小等于mg q 则小球经过每一电场区的时间均相同C 若场强大小等于2mg q 则小球经过每一无电场区的时间均相同D 无论场强大小如何 小球通过所有无电场区的时间均相同 AC D 考点三 安培力作用下的平衡与运动问题 典例如图所示 两平行金属导轨间的距离L 0 40m 金属导轨所在的平面与水平面夹角 37 在导轨所在平面内 分布着磁感应强度B 0 50T 方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场 金属导轨的一端接有电动势E 4 5V 内阻r 0 50 的直流电源 现把一个质量m 0 04kg的导体棒ab放在金属导轨上 导体棒恰好静止 导体棒与金属导轨垂直且接触良好 导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0 2 5 金属导轨电阻不计 g取10m s2 已知sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 通过导体棒的电流 2 导体棒受到的安培力的大小 3 导体棒受到的摩擦力 审题突破 2 导体棒受到的安培力F安 BIL 0 3N 3 导体棒受力如图所示 由于导体棒所受重力沿导轨所在平面向下的分力F1 mgsin37 0 24N F安 0 3N 故导体棒受沿导轨所在平面向下的摩擦力f 由共点力平衡的条件得F1 f F安所以f 0 06N 答案 1 1 5A 2 0 3N 3 0 06N 方向沿导轨所在平面向下 以例说法安培力作用的力学问题解题步骤 1 画好辅助图 如斜面 标明辅助方向 如B的方向 I的方向等 是画好受力分析图的关键 若是立体图 则必须先将立体图转换为平面图 2 对物体受力分析 要注意安培力方向的确定 3 根据平衡条件或物体的运动状态列出平衡方程或牛顿第二定律方程 4 如果用到其他规律 如闭合电路欧姆定律 运动学规律 能量的转化与守恒等 也要列出相应的方程 5 根据方程讨论分析 求解并验证结果 题组训练 解析 1 线圈受到的安培力F N1B0IL天平平衡mg N1B0IL代入数据得N1 25 匝 答案 1 25 2 0 1T s B ABC 考点四 带电粒子在匀强磁场中的运动 1 若所加磁场的横截面为圆形 其最小面积为多少 q m v B均为已知 磁场方向向里还是向外 2 若MN的长度L 1 5m 带电粒子的质量为m 4 0 10 8kg 电量为q 4 0 10 3C 速度为v 5 0 104m s 所加磁场的磁感应强度为B 1 0T 所加有界磁场的横截面仍为圆形 带电粒子能沿QN方向到达N点 则带电粒子由M点到N点的时间为多少 计算结果保留两位有效数字 思路探究 1 粒子从磁场中射出时速度方向如何 答案 沿QN方向 2 若所加磁场的面积最小 则所加圆形磁场的直径与粒子的轨迹应满足什么条件 答案 轨迹在磁场中的弦长等于圆形磁场的直径 3 如何确定粒子进入磁场的位置 2 3 8 10 5s 以例说法作带电粒子在磁场中运动轨迹要考虑的几个方面 1 四个点 分别是入射点 出射点 轨迹圆心和入射速度所在直线与出射速度所在直线的交点 2 六条线 圆弧两端点所在的轨迹半径 入射速度所在直线和出射速度所在直线 入射点与出射点的连线 圆心与两条速度所在直线交点的连线 前面四条边构成一个四边形 后面两条为对角线 3 三个角 速度偏转角 圆心角 弦切角 其中偏转角等于圆心角 也等于弦切角的两倍 题组训练 1 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 2015全国新课标理综 多选 有两个匀强磁场区域 和 中的磁感应强度是 中的k倍 两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动 与 中运动的电子相比 中的电子 A 运动轨迹的半径是 中的k倍B 加速度的大小是 中的k倍C 做圆周运动的周期是 中的k倍D 做圆周运动的角速度与 中的相等 AC AB 解析 1 从注入口C入射的电子在向里的磁场中向右运动 向下偏转 由左手定则可知 电子一定是负电子 答案 1 负电子 3 0 91B或2 5B或20B