高考物理二轮复习专题三电场与磁场第1讲电场和磁场的基本性质课件

第1讲 电场和磁场的基本性质 知识识必备备 1.电场电场 强度的三个公式 2.电场电场 能的性质质 3.等势势面与电场线电场线 的关系 (1)电场线总电场线总 是与等势势面垂直，且由电势电势 高的等势势面指向电电 势势低的等势势面。 (2)电场线电场线 越密的地方，等差等势势面也越密。 (3)沿等势势面移动电动电 荷，电场电场 力不做功，沿电场线电场线 移动电动电 荷 ，电场电场 力一定做功。 4.控制变变量法分析电电容器动态变动态变 化问题问题 6.磁场对场对 运动电动电 荷的作用 (1)磁场场只对对运动电动电 荷有力的作用，对对静止的电电荷无力的作用 。磁场对场对 运动电动电 荷的作用力叫洛伦兹伦兹 力。 (2)洛伦兹伦兹 力的大小和方向：其大小为为FqvB，F的方向由左 手定则则判断。 备备考策略 1.掌握电场电场 的“3个要点” (1)掌握几种常见电场见电场 的电场线电场线 、等势势面的分布特点。 (2)掌握判断电势电势 能的大小和电势电势 的高低的方法。 (3)掌握等势势面特点和电场电场 强度与电势电势 关系：等势势面与电场线电场线 垂直；等势势面越密，电场电场 强度越大；电场电场 强度方向就是电势电势 降低最快的方向。 2.必须领须领 会的“2种物理思想和5种方法” (1)等效思想、分解思想； (2)比值值定义义法、控制变变量法、对对称法、合成法、分解法。 3.必须须辨明的“6个易错错易混点” 电场电场 的基本性质质 【真题题示例1】 (多选选)(2017全国卷，20)在一静止点电电荷的电电 场场中，任一点的电势电势 与该该点到点电电荷的距离r的关系如图图1所示 。电场电场 中四个点a、b、c和d的电场电场 强度大小分别为别为 Ea、Eb、Ec 和Ed。点a到点电电荷的距离ra与点a的电势电势 a已在图图中用坐标标(ra ，a)标标出，其余类类推。现现将一带带正电电的试试探电电荷由a点依次经经 b、c点移动动到d点，在相邻邻两点间间移动动的过过程中，电场电场 力所做 的功分别为别为 Wab、Wbc和Wcd。下列选项选项 正确的是( ) 图图1 A.EaEb41 B.EcEd21 C.WabWbc31 D.WbcWcd13 答案 AC 【真题题示例2】 (多选选)(2017天津理综综，7)如图图2所示，在点电电 荷Q产产生的电场电场 中，实线实线 MN是一条方向未标标出的电场线电场线 ，虚 线线AB是一个电电子只在静电电力作用下的运动轨动轨 迹。设电设电 子在A 、B两点的加速度大小分别为别为 aA、aB，电势电势 能分别为别为 EpA、 EpB。下列说说法正确的是( ) 图图2 A.电电子一定从A向B运动动 B.若aAaB，则则Q靠近M端且为为正电电荷 C.无论论Q为为正电电荷还还是负电负电 荷一定有EpAaB，说说明电电子在A点受到的电电 场场力较较大，A点的电场电场 强度较较大，根据点电电荷的电场电场 分布可知 ，靠近M端为场为场 源电电荷的位置，应为应为 正电电荷，故B正确；无论论Q 为为正电电荷还还是负电负电 荷，一定有电势电势 AB，电电子电势电势 能Ep e，电势电势 能是标标量，所以一定有EpAEpB，故C正确，D错误错误 。 答案 BC 真题题感悟 1.高考考查查特点 (1)本考点重在考查电场查电场 中的基本概念、典型电场电场 的分布特点 、电场线电场线 、等势势面及电场电场 强度的关系，电势电势 高低、电势电势 能大 小的判断。 (2)理解电场电场 力、电场电场 力做功的特点，电场电场 力做功与电势电势 能的 关系，灵活应应用电场线电场线 分析电势电势 高低，电势电势 能的变变化是解题题 的关键键。 (3)电电容器的动态动态 分析，带电带电 体在电电容器间间的受力情况及运动动 情况。 2.常见误见误 区及临临考提醒 (1)典型电场电场 中电场线电场线 的分布特点不熟练练，特别别是正、负负点 电电荷电场线电场线 的方向。 (2)不清楚运动电动电 荷的电电性，出现现受力及做功判断的错误错误 。 (3)公式UEd的适用条件不清楚，乱套公式。 (4)电场电场 力做功与电势电势 能变变化关系不准确。 (5)不能正确判断平行板电电容器中的变变量和不变变量。 预测1 电场强度的理解及计算 预测2 根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的 变化 预测3 电场中的图象问题 预测4 平行板电容器的动态分析 1.如图图3所示，梯形abdc位于某匀强电场电场 所在平面内，两底角分 别为别为 60、30，cd2ab4 cm，已知a、b两点的电势电势 分别别 为为4 V、0 V，将电电荷量q1.6103 C的正电电荷由a点移动动到 c点，克服电场电场 力做功6.4103 J，则则下列关于电场电场 强度的 说说法正确的是( ) 图图3 A.垂直ab向上，大小为为400 V/m B.垂直bd斜向上，大小为为400 V/m C.平行ca斜向上，大小为为200 V/m D.平行bd斜向上，大小为为200 V/m 答案 B 2.(多选选)如图图4所示，一质质量为为m、电电荷量为为q的带带正电电荷的油 滴在匀强电场电场 中运动动，其轨轨迹在竖竖直平面(纸纸面)内，且相对对于 过轨过轨 迹最右侧侧的点N的水平直线对线对 称。已知重力加速度为为g， 忽略空气阻力。由此可知( ) 图图4 答案 BD 3.(2017辽辽宁省三校高三第三次调调研考试试题试试题 )如图图5所示，矩形 区域PQNM内存在平行于纸纸面的匀强电场电场 ，一质质量为为m 2.01011 kg、电电荷量为为q1.0105 C的带带正电电粒子(重力 不计计)从a点以v11104 m/s的初速度垂直于PQ进进入电场电场 ， 最终终从MN边边界的b点以与水平边边界MN成30角斜向右上方的 方向射出，射出电场时电场时 的速度v22104 m/s，已知MP20 cm、 MN80 cm，取a点电势为电势为 零，如果以a点为为坐标标原点O，沿PQ 方向建立x轴轴，则则粒子从a点运动动到b点的过过程中，电场电场 的电场电场 强度E、电势电势 、粒子的速度v、电势电势 能Ep随x的变变化图图象正确的 是( ) 图图5 答案 D 4.(多选选)(2017衡水检测检测 )如图图6所示，平行板电电容器与直流电电源 、理想二极管(正向电电阻为为零可以视为视为 短路，反向电电阻无穷穷大 可以视为视为 断路)连连接，电电源负负极接地。初始电电容器不带电带电 ，闭闭 合开关稳稳定后，一带电带电 油滴位于电电容器中的P点且处处于静止状 态态。下列说说法正确的是( ) 图图6 A.减小极板间间的正对对面积积，带电带电 油滴会向上移动动，且P点的电电 势势会降低 B.将上极板下移，则则P点的电势电势 不变变 C.将下极板下移，则则P点的电势电势 升高 D.无论论哪个极板上移还还是下移，带电带电 油滴都不可能向下运动动 答案 CD 归纳总结归纳总结 电场电场 性质质的“三个判断” 磁场场的基本性质质 【真题题示例1】 (2017全国卷，18)如图图7，在 磁感应应强度大小为为B0的匀强磁场场中，两长长直导导 线线P和Q垂直于纸纸面固定放置，两者之间间的距离 为为l。在两导线导线 中均通有方向垂直于纸纸面向里的 电电流I时时，纸纸面内与两导线导线 距离均为为l的a点处处的 磁感应应强度为为零，如果让让P中的电电流反向、其他 条件不变变，则则a点处处磁感应应强度的大小为为( ) 图图7 答案 C 【真题题示例2】 (多选选)(2017全国卷，19)如图图8，三根相互平 行的固定长长直导线导线 L1、L2和L3两两等距，均通有电电流I，L1中 电电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。下列说说法正确的是( ) 图图8 答案 BC 【真题题示例3】 (多选选)(2017全国卷，21)某同学自制的简简易电电 动动机示意图图如图图9所示。矩形线线圈由一根漆包线绕线绕 制而成，漆 包线线的两端分别别从线线圈的一组对边组对边 的中间间位置引出，并作为为 线线圈的转轴转轴 。将线线圈架在两个金属支架之间间，线线圈平面位于 竖竖直面内，永磁铁铁置于线线圈下方。为为了使电电池与两金属支架 连连接后线线圈能连续转动连续转动 起来，该该同学应应将( ) 图图9 A.左、右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆都刮掉 B.左、右转轴转轴 上下两侧侧的绝缘绝缘 漆都刮掉 C.左转轴转轴 上侧侧的绝缘绝缘 漆刮掉，右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆刮掉 D.左转轴转轴 上下两侧侧的绝缘绝缘 漆都刮掉，右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆刮掉 解析 若将左、右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆都刮掉，这样这样 当线线圈在图图 示位置时时，线线圈的上下边边受到水平方向的安培力而转动转动 ，转过转过 一周后再次受到同样样的安培力而使其连续转动连续转动 ，选项选项 A正确； 若将左、右转轴转轴 上下两侧侧的绝缘绝缘 漆都刮掉，则则当线线圈在图图示位 置时时，线线圈的上下边边受到安培力而转动转动 ，转过转过 半周后再次受到 相反方向的安培力而使其停止转动转动 ，选项选项 B错误错误 ；左转轴转轴 上侧侧 的绝缘绝缘 漆刮掉，右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆刮掉，电电路不能接通，故 不能转转起来，选项选项 C错误错误 ；若将左转轴转轴 上下两侧侧的绝缘绝缘 漆都刮 掉，右转轴转轴 下侧侧的绝缘绝缘 漆刮掉，这样这样 当线线圈在图图示位置时时，线线 圈的上下边边受到安培力而转动转动 ，转过转过 半周后电电路不导导通，转过转过 一周后再次受到同样样的安培力而使其连续转动连续转动 ，选项选项 D正确。 答案 AD 真题题感悟 1.高考考查查特点 (1)本考点高考重在考查查磁场场的基本性质质，掌握常见见磁感线线的 形状及特点、磁场场的叠加，电电流磁场场的判断、安培力、洛伦伦 兹兹力大小的影响因素及安培力、洛伦兹伦兹 力方向的判断是突破本 考点的前提。 (2)注重与生活、科技等相结结合。如2017年卷第21题题以单单相 直流电动电动 机制作原理作为选择题为选择题 的压轴压轴 。 2.常见误见误 区及临临考提醒 (1)常见见磁体磁场场分布规规律不清楚。 (2)电电流磁场场的判断方法及安培力(洛伦兹伦兹 力)方向的判断方法混 淆。 预测1安培定则的应用及磁场叠加 预测2安培力作用下导体的运动 1.已知长长直通电导线电导线 在周围围某点产产生的磁场场的磁感应应强度大 小与电电流成正比，与该该点到导线导线 的距离成反比。如图图10所 示，4根电电流相等的长长直通电导线电导线 a、b、c、d平行放置，它 们们的横截面的连线连线 构成一个正方形，O为为正方形中心，a、b 、c中电电流方向垂直纸纸面向里，d中电电流方向垂直纸纸面向外， 则则a、b、c、d长长直通电导线电导线 在O点产产生的合磁场场的磁感应应 强度B( ) 图图10 解析 由安培定则则可知，a、c中电电流方向相同，两导线导线 在O处处 产产生的磁场场的磁感应应强度大小相等、方向相反，合矢量为为零； b、d两导线导线 中电电流方向相反，由安培定则则可知，两导线导线 在O处处 产产生的磁场场的磁感应应强度方向均由c指向a，故D选项选项 正确。 A.大小为为零 B.大小不为为零，方向由O指向d C.大小不为为零，方向由O指向c D.大小不为为零，方向由O指向a 答案 D 2.如图图11所示，光滑平行金属导轨电导轨电 阻不计计，左端接有一直流 电电源和一定值电值电 阻，固定在水平面内，两条通有大小相等方向 相反的恒定电电流的长长直绝缘导线绝缘导线 垂直导轨导轨 放置，一导导体棒与 导轨导轨 垂直且接触良好。由导轨导轨 上的M点静止释释放，M、N两点 到左右两直导线导线 距离相等，下列关于导导体棒在两直导线导线 之间间 的运动动及受力说说法正确的是( ) 图图11 A.导导体棒在M、N之间间做往复运动动 B.导导体棒一直向右做匀加速直线线运动