（临门一脚）2015年高考物理热点专题精确射靶专题复习 专题四 电场与磁场

（临门一脚）2015年高考物理热点专题精确射靶专题复习 专题四 电场与磁场内容摘要：

1、专题四 电场与磁场高中物理资源下载平台世昌的博客 考点精要考点一、库仑定律1表达式： k0 9N 221适用条件：真空中静止的点电荷3注意：（1 ）两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律（2 ）使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引” 的规律定性判定。 考点二、电场强度和磁感应强度的比较电场强度 磁感应强度意义表示电场力的性质，描述电场的强弱描述磁场强弱的物理量定义式量性方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同，与负电荷在该点所受的电场力的方向相反方向即磁场方向，小磁针在磁场中静止时N 极的指向，与安培力方向垂直决定因素由电场本身决定，与放入的试探电 2、荷无关由磁场本身的性质决定，与电流元无关1电场（磁场）的叠加：空间某点的电场场强（磁感应强度）等于同时存在的各电场（磁场）在该点的电场强度（磁感应强度）的矢量和，电场强度的叠加遵守平行四边形定则。 2真空中静止的点电荷的场强公式：。 2点三、三个形象化概念1电场线的特点：（1）电场线是为了形象的描述电场而假想的实际不存在的理想模型。 （2 ）电场线是始于正电荷（或无穷远处） ，止于无穷远处（或负电荷） ，是不闭合曲线；任意两条电场线既不能相交，也不能相切。 （3 ）电场线上每一点的切线方向表示场强的方向，电场线的疏密程度表示电场的强弱。 （4 ）沿电场线的方向电势逐渐降低。 （5 ）电场线垂直于等势面（ 3、线）。 2等势面的特点：（1）等势面上任意两点间的电势差为零，在等势面上移动电荷时，电场力不做功。 （2 ）等势面一定与电场线垂直，即跟电场的方向垂直。 （3 ）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 高中物理资源下载平台世昌的博客 （4 ）任意两个电势不相等的等势面都不相交。 （5 ）等差等势面越密的地方电场强度越大，即等差等势面的疏密可以表示电场强弱。 3磁感线的特点：（1）是用来形象地描述磁场的强弱与方向，但并不真实存在的一组假想的曲线。 （2 ）在磁体外部，磁感线由 N 极到极；在磁体内部，磁感线由 S 极到 N 极，磁感线是一组闭合曲线，在空间互不相交。 （3 ）曲线上每一点的切线方向表示 4、磁场的方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 考点四、电势能 电势 电势差1电势能的变化与静电力做功的关系：W = 电势能：（1）定义：电荷在电场中具有的势能。 （2 ）电势能是标量，具有相对性，有正负之分，正负代表大小。 （3 ）电势能高低的判断方法：根据电场力做功判断：无论正电荷还是负电荷，只要电场力做正功，电势能就减少；做负功，电势能就增加。 根据 判断：正电荷在电高处电势能大，负电荷在低电势处电势能大。 3电势：（1 ）定义式： （比值法定义）（2 ）电势是标量，具有相对性，有正负之分，正负代表高低。 （3 ）电势高低的判断方法：根据沿着电场线的方向电势逐渐降低来判断。 根据电场力做功判断：电场力对正电荷 5、做正功，正电荷由高电势移向低电势；电场力对正电荷做负功，正电荷由低电势移向高电势。 负电荷相反。 根据 判断：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在低电势处电势能大。 4电势差：（1）差值表达式：U A B（2 ）比值表达式： 3 ）在匀强电场中电势差与场强的关系：U= d 表示 A、B 两点沿电场方向的距离)考点五、电容器与电容1定义式： （比值法定义）。 理意义：表征电容器容纳电荷本领大小的物理量。 3平行板电容器电容的决定式：。 4考点六、安培力1定义：通电导线在磁场中受到的作用力。 2大小：F强磁场，且 LB）。 3方向：由左手定则判断，F 垂直于 B 和 I 所决定的平面。 4安培力做功与电能的变化 6、关系：W 安 = E 电 ，安培力做正功，电能转化为其它形式的能；安培力做负功，其它形式的能转化为电能。 考点七、世昌的博客 ：上式适用条件是带电粒子只受电场力作用且初速度不计。 ）当带电粒子初速度 行于电场线时，带电粒子做匀变速直线运动。 （2 ）当带电粒子垂直射入匀强电场中时，带电粒子做类平抛运动。 x= vx= vy=电粒子（仅受磁场力）粒子平行于磁场方向射入匀强磁场中时，做匀速直线运动。 ）条件：垂直射入匀强磁场中，即。 （2 ）核心方程：m 2 ）两个重要参数：R = T=巧点妙拨】1 点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体 7、视为点电荷。 （这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替 r）。 点电荷和力学中的质点相似。 2 要理解和掌握等量异种以及等量同种点电荷的电场中连线和中垂线上的场强及电势的变化规律。 3 公式 E=U/d 的理解(1)公式 U=映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低最快的方向,电场强度越大，沿电场线方向电势降低的越快。 (2)公式 E=U/d 只适用于匀强电场，且 d 表示沿电场线方向两点间的距离，亦即两点所在等势面的距离。 (3)对非匀强电场，此公式也可 8、用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么 E 越大处，d 越小，即等势面越密。 4平行板电容器动态分析的两种情况(1)始终与电源相连，板间电势差 U 保持不变。 C= QC 高中物理资源下载平台世昌的博客 2)充电后断电源，板上电荷量 Q 保持不变。 C= E 15 安培力的方向与磁场的方向、通电导线中电流方向之间的关系：安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直，即安培力垂直于磁场和通电导线所决定的平面。 但磁场与通电导线不一定垂直。 安培力的方向由左手定则判断，洛仑兹力与此类似。 6电场力和洛伦兹力的比较见下表：电场力 洛仑兹力力存在条件作用于电场中所有电荷仅对运动着的且 9、速度不跟磁场平行的电荷有洛仑兹力作用力的大小F=电荷运动速度无关F=电荷的运动速度有关力的方向力的方向与电场方向相同或相反，但总在同一直线上力的方向始终和磁场方向垂直力的效果可改变电荷运动速度大小和方向 只改变电荷速度的方向,不改变速度的大小做功情况可以对电荷做功,改变电荷的动能不对电荷做功、不改变电荷的动能运动轨迹粒子垂直射入匀强电场中,偏转轨迹为抛物线粒子垂直射入匀强磁场中，偏转轨迹为圆弧【授之以渔】题型示例如图所示，圆形区 域内有一垂直纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，有无数带有同 样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过 P 点进入磁场 世昌的博客 ，这段圆弧 10、的弧长是圆周长的。 将磁感应强度的大小从原来的 2，结果相应的弧长变为原来的一半。 求 比值。 21B解析 解答本题的关键在于找出所有粒子从边界射出的位置范围，进而找出其与偏转半径的关系。 可以有两种方法。 法一 ：画出沿各个方向射入磁场的粒子的轨迹，从中寻找规律。 （1 ）先画出所有粒子的偏转 轨道的圆心所在的半圆弧 各偏转圆心到射入点 P 的距离都等于 磁偏转半径 r。 （2 ）设粒子在磁场中逆时针 偏转，画出各粒子在磁场中的偏转轨迹。 （3 ）找规律 从边界射出 的所有位置都位于弧 ，其中 Q 点到 P 点的距离恰好为粒子偏 转轨迹的直径 2r。 法二 将半径等于粒子偏 转半径的圆环（可以用金属丝弯成圆 11、环）中某一点固定在射入点 P 上，从圆环与磁场区域边界外切于 P 点开 始顺时针慢慢转动，圆环与磁场边界的交点就是粒子射出磁场边界 的位置，一边转动圆环，一边观察交点（即射出点）的变化情况， 很容易从中找出离射入点 P 最远的射出点。 当射出位置是磁场区域边 界的 圆周时，射出点离 P 点最远为 3如图丙所示，据几何关系得： 据牛顿第二定律得：m 21边界的 时，轨迹如图丁所示，据几16何关系得： 据牛顿第二定律得：m 2 =13答案名师坐堂（1）在方法 一中，逐一画出沿各个方向射入磁场的粒子的运动轨迹，然后比较轨迹的变化情况，并从中找出规律，这体现了探究物理问题的基本方法，同学们喜欢或习惯于用 12、已有的结论解题，其实这并不是探究问题的正确方法，一旦遇到无现在结论可借鉴的情况，就会束手无措。 高中物理资源下载平台世昌的博客 （2 ）用金属丝弯成圆环，通过转动或移动圆环来直观的表现各个粒子的运动轨迹，这种方法简单、直观、快捷，很值得同学们学习。 （3 ）本题其实是大量粒子在磁场中运动时的打击范围问题，只不过以前同学们多遇到粒子打击在某一平面（荧光屏）的情况，而本题则是打击在圆弧面上。 （4 ）特别注意的是只有当粒子的偏转半径 r 小于磁场区域半径 R（出位置会布满整个区域边界，即整个区域圆边界的任何位置上都有粒子射出；若 r=R 时，射出位置恰好只占整个磁场圆边界的一半。 对此，同学们可以利用前面 13、的方法研究。 典例对应例 1 （2014新课标）如图，O 、A、B 为同一竖直平面内的三个点， 竖直方向，0，一质32量为 m 的小球以一定初动能自 O 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好 通过 A 点。 使此小球带电，电荷量为q(q0),同时加一匀强电场，场强 方向与 在平面平行。 现从 O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此 带电小球，该小球通过了 A 点，到达 A 点时的动能是初动能的 3 倍；若该 小球从 O 点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过 B 点，且到达 B 点时的动能为初动能的 6 倍。 重力加速度大小为 g。 求（1 ）无电场时，小球到达 A 点时的动能与初动能的比值； （2 ） 电场强度的大小和方向。 命题意图 本题主要考查平抛运动、动能定理以及匀强电场的特点 电场力、电场力做功及电势变化特点，考查同学们能否运用动力学方法，解决带电体在匀强电场中运动问题。 解析 （1）设小球的初速度为 动能为 O 点运动到 A 点的时间为 t，令 OA=d，则 d，根据平抛运动的规律有32。