高考物理二轮复习 专题精讲 第6讲 电场 磁场的基本性质课件.ppt

专题三电场和磁场 第6讲电场 磁场的基本性质 思考2电场线的特点及电场线与等势面间的关系是怎样的 研讨 1 电场线上某点切线的方向为该点的场强方向 电场线的疏密表示场强的大小 2 电场线互不相交 等势面也互不相交 3 电场线和等势面在相交处互相垂直 4 电场线的方向是电势降低的方向 而场强方向是电势降低最快的方向 5 电场线密的地方等势面密 等势面密的地方电场线也密 思考6安培定则和左手定则的使用情况有何不同 研讨 1 安培定则用于判定电流磁场的磁感线分布 使用时注意分清 因 电流方向 和 果 磁场方向 2 左手定则用于判定安培力的方向 使用时注意分清 因 电流方向与磁场方向 和 果 受力方向 真题体验1 2013 新课标全国卷 15 单选 如图3 6 1 一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为q的电荷 在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a b d三个点 a和b b和c c和d间的距离均为r 在a点处有一电荷量为q q 0 的固定点电荷 已知b点处的场强为零 则d点处场强的大小为 k为静电力常量 图3 6 1 2 2013 新课标全国卷 18 单选 如图3 6 2 在光滑绝缘水平面上 三个带电小球a b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上 a b带正电 电荷量均为q c带负电 整个系统置于方向水平的匀强电场中 已知静电力常量为k 若三个小球均处于静止状态 则匀强电场场强的大小为 图3 6 2 3 2013 山东卷 19 多选 如图3 6 3所示 在x轴上相距为l的两点固定两个等量异种点电荷 q q 虚线是以 q所在点为圆心 为半径的圆 a b c d是圆上的四个点 其中a c两点在x轴上 b d两点关于x轴对称 下列判断正确的是 图3 6 3 a b d两点处的电势相同b 四个点中c点处的电势最低c b d两点处的电场强度相同d 将一试探电荷 q沿圆周由a点移至c点 q的电势能减小解析在两等量异种电荷产生的电场中 根据电场分布规律和电场的对称性可以判断 b d两点电势相同 均大于c点电势 b d两点场强大小相同但方向不同 选项a b正确 c错误 将 q沿圆周由a点移至c点 q对其作用力不做功 q对其作用力做正功 所以 q的电势能减小 选项d正确 答案abd 4 2013 重庆卷 3 单选 如图3 6 4所示 高速运动的 粒子被位于o点的重原子核散射 实线表示 粒子运动的轨迹 m n和q为轨迹上的三点 n点离核最近 q点比m点离核更远 则 图3 6 4 a 粒子在m点的速率比在q点的大b 三点中 粒子在n点的电势能最大c 在重核产生的电场中 m点的电势比q点的低d 粒子从m点运动到q点 电场力对它做的总功为负功解析 粒子从q到n 电场力做负功w1 速度变小 动能减小 电势能增大 从n到m 电场力做正功w2 动能增加 电势能减小 且有 w1 w2 因此vq vm 在n点电势能最大 选项a d错 b对 由题意知o点的重原子核带正电 m离o较近 因此m点的电势高于q点的电势 选项c错误 答案b 5 2013 安徽卷 15 单选 图3 6 5中a b c d为四根与纸面垂直的长直导线 其横截面位于正方形的四个顶点上 导线中通有大小相同的电流 方向如图所示 一带正电的粒子从正方形中心o点沿垂直于纸面的方向向外运动 它所受洛伦兹力的方向是 图3 6 5 a 向上b 向下c 向左d 向右解析据题意 由安培定则可知 b d两通电直导线在o点产生的磁场抵消 a c两通电直导线在o点产生的磁场方向均向左 所以四条通电直导线在o点产生的合磁场方向向左 由左手定则可判断带电粒子所受洛伦兹力的方向向下 本题正确选项为b 答案b 视角一电场的基本性质 命题角度 典例1 2013 江苏卷 6 多选 将一电荷量为 q的小球放在不带电的金属球附近 所形成的电场线分布如图3 6 6所示 金属球表面的电势处处相等 a b为电场中的两点 则 a a点的电场强度比b点的大b a点的电势比b点的高c 检验电荷 q在a点的电势能比在b点的大d 将检验电荷 q从a点移到b点的过程中 电场力做负功 图3 6 6 解析根据图中电场线的疏密可知a点场强比b点的大 a项正确 由电场线的方向可知a点电势比b点的高 则b项正确 由电场力做功和电势能变化关系可判断c错 d项正确 答案abd 应考策略1 求解有关电场的基本性质问题必熟记以下 三点 1 记住两个结论 第一 场强的大小与电场线的疏密有关 第二 电势的高低与电场线的方向有关 2 弄清两个问题 第一 静电力做功的正 负由电荷的正 负及两点间的电势差共同决定 而并非由电场线的疏密决定 第二 公式u ed用于匀强电场中的定量计算和非匀强电场中的定性分析 3 切记两个易错点 第一 场强的大小与电势的高低无必然联系 反之亦然 第二 场强的方向总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 且与等势面垂直 2 判断电场性质的一般思路 1 明确电场的电场线 等势面的分布 2 利用电场线的疏密或场强合成的方法判断场强的大小 3 根据电场线的指向判断电势的高低 4 运用电场力做功来分析电势能的变化 应考组训 多选 水平线上的o点放置一点电荷 图中画出电荷周围对称分布的几条电场线 如图3 6 7所示 以水平线上的某点o 为圆心 画一个圆 与电场线分别相交于a b c d e 则下列说法正确的是 图3 6 7 a b e两点的电场强度相同b a点电势低于c点电势c b c两点间电势差等于e d两点间电势差d 电子沿圆周由d到b 电场力做正功解析b e两点的电场强度大小相同 方向不同 选项a错误 o点为正电荷 所以离正电荷远处电势低 选项b正确 d c两点电势相同 b e两点电势相同 故b c两点间电势差等于e d两点间电势差 选项c正确 电子从d到b电场力做负功 选项d错误 答案bc 2 单选 如图3 6 8所示 虚线表示某电场的等势面 一带电粒子仅在电场力作用下由a运动到b的径迹如图中实线所示 粒子在a点的加速度为aa 电势能为ea 在b点的加速度为ab 电势能为eb 则下列结论正确的是 图3 6 8 a 粒子带正电 aa ab ea ebb 粒子带负电 aa ab ea ebc 粒子带正电 aa ab ea ebd 粒子带负电 aa ab ea eb解析由电场的等势面可画出电场线 由粒子运动轨迹知粒子带负电 根据等差等势面密处电场强度大可知 b处电场强度大于a处 粒子在a点所受电场力较小 由牛顿第二定律可知 粒子在a点的加速度较小 aa ab 根据电势能与电势的关系 ea eb 选项d正确 答案d 3 多选 如图3 6 9所示是阴极射线示波管的聚焦电场 实线为电场线 虚线为等差等势线 a b c为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点 不计电子的重力 则 图3 6 9 a 电场中a点的电势高于c点的电势b 电子在a点的动能大于在c点的动能c 电子在b点的加速度大于在c点的加速度d 电子在b点的电势能大于在c点的电势能解析沿电场线方向电势降低 由图中电场线方向可知c点电势高 a错 电子带负电 受电场力方向与电场线方向相反 速度方向沿轨迹切线方向 从a到c电场力与速度方向夹角小于90 电场力做正功 动能增大 电势能减小 b错 d正确 电场线越密集处电场强度越大 由题图可知b点场强大于c点 则电子在b点受电场力大 加速度大 c正确 答案cd 视角二电容器及带电粒子在电场中的运动 命题角度 典例2 2013 广东卷 15 单选 喷墨打印机的简化模型如图3 6 10所示 重力可忽略的墨汁微滴 经带电室带负电后 以速度v垂直匀强电场飞入极板间 最终打在纸上 则微滴在极板间电场中 图3 6 10a 向负极板偏转b 电势能逐渐增大c 运动轨迹是抛物线d 运动轨迹与带电量无关 2 带电粒子在电场中运动问题的解题思路 1 首先分析粒子的运动规律 区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题 2 对于直线运动问题 可根据对粒子的受力分析与运动分析 从以下两种途径进行处理 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 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 对于曲线运动问题 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 应考组训4 单选 如图3 6 11所示 平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑片c相连接 电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场 在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下 若使滑动变阻器的滑片c上移 则关于电容器极板上所带电荷量q和电子穿越平行板所需的时间t的说法中 正确的是 图3 6 11 a 电荷量q增大 时间t也增大b 电荷量q不变 时间t增大c 电荷量q增大 时间t不变d 电荷量q不变 时间t也不变答案c 5 多选 如图3 6 12所示 水平放置的平行金属板充电后在板间形成匀强电场 板间距离为d 一个带负电的液滴带电荷量大小为q 质量为m 从下板边缘射入电场 沿直线从上板边缘射出 则 图3 6 12 6 如图3 6 13所示 真空中水平放置的两个相同极板y和y 长为l 相距d 足够大的竖直屏与两板右侧相距b 在两板间加上可调偏转电压uyy 一束质量为m 电荷量为 q的粒子 不计重力 从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出 图3 6 13 1 证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心o点 2 求两板间所加偏转电压uyy 的范围 3 求粒子可能到达屏上区域的长度 视角三磁感应强度 安培力 带电粒子在磁场中的运动 命题角度 图3 6 14 应考策略1 分析带电粒子在磁场中运动的基本步骤 确定圆心 用几何方法求半径并画出轨迹 2 带电粒子在磁场与磁场构成的组合场中运动时 场区切换 常常导致粒子轨迹形状 弯曲方向等发生改变 这种组合场主要有两种 以带负电粒子为例 具体分析如下 应考组训7 多选 如图3 6 15所示 aob为一边界为圆的匀强磁场 o点为圆心 d点为边界ob的中点 c点为边界上一点 且cd ao 现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场 不计粒子重力 其中粒子1从a点正对圆心射入 恰好从b点射出 粒子2从c点沿cd射入 从某点离开磁场 则可判断 图3 6 15 8 2013 广东卷 21 多选 如图3 6 16 两个初速度大小相同的同种离子a和b 从o点沿垂直磁场方向进入匀强磁场 最后打到屏p上 不计重力 下列说法正确的有 a a b均带正电b a在磁场中飞行的时间比b的短c a在磁场中飞行的路程比b的短d a在p上的落点与o点的距离比b的近 图3 6 16 图3 6 17 图1 图2 图3 失分点搜索失分点1 错误地根据电场线方向来判断电场强度大小 应根据电场线的疏密来判断电场强度的大小 失分点2 不明确常见的电场线和等势线的分布特点 对等量同种电荷和异种电荷在电场线上 中垂线上的场强及电势变化的规律不清楚 失分点3 不知道带电粒子在电场中运动时是否考虑重力 对电场力方向判断不清 失分点4 对带电粒子在电场中的运动过程分析错误 失分点5 对带电粒子经电场作用而偏转打在屏上分析时 易弄错位移的偏转角和速度的偏转角 失分点6 不能正确画出带电粒子在有界匀强磁场中的轨迹 失分点7 利用数学知识解决物理问题的能力较差 易失分案例 全国高考卷 18 如图3 6 18所示 一电场的电场线分布关于y轴 沿竖直方向 对称 o m n是y轴上的三个点 且om mn p点在y轴右侧 mp on 则 图3 6 18 a m点的电势比p点的电势高b 将负电荷由o点移动到p点 电场力做正功c m n两点间的电势差等于o m两点间的电势差d 在o点由静止释放一带正电的粒子 该粒子将沿y轴做直线运动 正确解析由于mp on 等势面垂直于电场线 故过m点的等势面在p点下方 m点的电势比p点的电势高 a项正确 负电荷所受电场力与电场强度方向相反 与op方向成大于90 的角 电场力做负功 b项错误 由于沿omn方向电场强度减小 由u ed利用微元法可判断uom umn c项错误 在o点由静止释放一带正电的粒子 粒子所受电场力始终沿y轴正方向 因此粒子将沿y轴做直线运动 d正确 答案ad 防范演练 多选 如图3 6 1