高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第1讲 电场和磁场的基本性质课件.ppt

第1讲电场和磁场的基本性质 1 2016 江苏单科 3 一金属容器置于绝缘板上 带电小球用绝缘细线悬挂于容器中 容器内的电场线分布如图1所示 容器内表面为等势面 a b为容器内表面上的两点 下列说法正确的是 图1 a a点的电场强度比b点的大b 小球表面的电势比容器内表面的低c b点的电场强度方向与该处内表面垂直d 将检验电荷从a点沿不同路径移到b点 电场力所做的功不同解析由电场线的疏密表示场强大小可知 a点的电场强度比b点的小 a项错误 沿电场线的方向电势逐渐降低 b项错误 容器的内表面为一等势面 内表面处各点场强的方向与等势面垂直 c项对 容器内表面为等势面 在等势面上移动电荷 电场力不做功 d项错误 答案c 2 2015 江苏单科 2 静电现象在自然界中普遍存在 我国早在西汉末年已有对静电现象的记载 春秋纬 考异邮 中有 玳瑁吸衣若 之说 但下列不属于静电现象的是 a 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑b 带电小球移至不带电金属球附近 两者相互吸引c 小线圈接近通电线圈过程中 小线圈中产生电流d 从干燥的地毯上走过 手碰到金属把手时有被电击的感觉 解析用塑料梳子梳头发时相互摩擦 塑料梳子会带上电荷吸引纸屑 选项a属于静电现象 带电小球移至不带电金属球附近 由于静电感应 金属小球在靠近带电小球一端时会感应出与带电小球异号的电荷 两者相互吸引 选项b属于静电现象 小线圈接近通电线圈过程中 由于电磁感应现象 小线圈中产生感应电流 选项c不属于静电现象 从干燥的地毯上走过 由于摩擦生电 当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流 人有被电击的感觉 选项d属于静电现象 答案c 3 多选 2015 江苏单科 8 两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图2所示 c是两负电荷连线的中点 d点在正电荷的正上方 c d到正电荷的距离相等 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 c点的电场强度比d点的大d c点的电势比d点的低 图2 解析由题图知 a点处的电场线比b点处的电场线密集 c点处电场线比d点处电场线密集 所以a c正确 过a点画等势线 与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a点的电势 故b错误 同理分析可得d点电势高于c点电势 故d正确 答案acd 4 2014 江苏单科 4 如图3所示 一圆环上均匀分布着正电荷 x轴垂直于环面且过圆心o 下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是 图3a o点的电场强度为零 电势最低b o点的电场强度为零 电势最高c 从o点沿x轴正方向 电场强度减小 电势升高d 从o点沿x轴正方向 电场强度增大 电势降低 解析根据圆环的对称性可知 o点处的场强为零 又由正电荷在无限远处场强为零 故从o点沿x轴正方向 电场强度先增大 后减小 电势应逐渐降低 o点处的电势最高 故b项正确 a c d均错误 答案b 考情分析 考查形式 选择题 计算题 本讲以选择题为主 结合典型电场分布特点考查电场力的性质和能的性质及磁场的基本性质 洛伦兹力前面已讲 特别提醒 有关电容器的问题及磁场的基本性质是近三年的冷考点 2017年复习备考时应重视 平行板电容器及其动态分析问题 规律方法 1 多选 关于平行板电容器的电容 下列说法正确的是 a 电容器带的电荷量越多 电容就越大b 电容器的电容等于电容器所带的电荷量与两极板间的电压的比值c 电容器的电容与电容器所带的电荷量成正比 与两极板间的电压成反比d 电容器的电容由电容器自身结构决定 与两极板间的电压无关 精典题组 解析电容器的电容由电容器自身结构决定 与两极板间的电压无关 与电容器所带的电荷量的多少无关 选项a c错误 d正确 电容是利用比值定义的物理量 电容器的电容等于电容器所带的电荷量与两极板间的电压的比值 选项b正确 答案bd 2 多选 如图4所示 平行板电容器与直流电源连接 上极板接地 一带负电的油滴位于电容器的p点且处于静止状态 现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离 则 图4a 带电油滴将竖直向下运动b 带电油滴的机械能将增加c p点的电势将升高d 电容器的电容增大 极板带电荷量增加 答案ac 3 如图5所示 倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面的夹角为 极板间距为d 带负电的微粒质量为m 带电荷量为q 微粒从极板m的左边缘a处以初速度v0水平射入极板间 沿直线运动并从极板n的右边缘b处射出 则 图5 答案c 电场中有关物理量的判断 规律方法 1 由电场中的 点 线 面 迹 判断相关问题 1 由轨迹向合外力的方向弯曲 确定粒子所受电场力方向 2 根据粒子电性判断电场线方向 3 根据 沿电场线方向电势降低 判断电势高低 4 根据公式ep q 代入正负号 判断电势能大小 5 根据电场力做功的正负判断电势能的变化或动能的变化 6 根据电场线或等差等势面疏密判断加速度大小 2 电场性质的判断思路 3 电场强度大小 方向的判断技巧 1 电场强度大小的判断 用电场线的疏密程度进行判断 电场线越密集 场强越大 电场线越稀疏 场强越小 根据等差等势面的疏密判定场强大小 等差等势面密集处场强大 稀疏处场强小 2 电场强度方向的判断 某点正电荷所受电场力的方向 即该点的电场强度方向 电场强度的方向与电场线的切线在同一条直线上并指向电势降低的方向 电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向 1 多选 2016 南通二模 如图6中的实线表示电场线 虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹 粒子先经过m点 再经过n点 可以判定 精典题组 图6a m点的电势大于n点的电势b m点的电势小于n点的电势c 粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力d 粒子在m点受到的电场力小于在n点受到的电场力 解析此电场为非匀强电场 从电场线的疏密程度能够判断出场强的大小 n点电场线比m点密集 则n点场强大于m点 同一带电粒子在n点受到的电场力大于在m点受到的电场力 c错误 d正确 顺着电场线的方向电势逐渐降低 m点的电势大于n点的电势 a正确 b错误 答案ad 2 多选 2016 苏北四市模拟 如图7所示 一带电粒子在匀强电场中从a点抛出 运动到b点时速度方向竖直向下 且在b点时粒子的速度为粒子在电场中运动的最小速度 已知电场方向和粒子运动轨迹在同一竖直平面内 粒子的重力和空气阻力与电场力相比可忽略不计 则 图7 a 电场方向一定水平向右b 电场中a点的电势一定高于b点的电势c 从a到b的过程中 粒子的电势能一定增加d 从a到b的过程中 粒子的电势能与动能之和一定不变 解析粒子只受电场力 做抛体运动 类似重力场中的斜上抛运动 b点为等效最高点 故电场力方向水平向右 由于不知粒子的电性 故无法判断电场方向 a项错误 电场方向不确定 所以不能确定a点和b点的电势的高低 故b项错误 从a到b的过程中 电场力对粒子做负功 粒子的电势能增大 故c项正确 从a到b的过程中 只有电场力做负功 动能减小 电势能增加 电势能和动能之和保持不变 故d项正确 答案cd 3 如图8所示 两个带等量正电的点电荷分别固定于p q两点 它们连线的中点是o a b是p q连线的中垂线上的两点 oa ob 则下列说法正确的是 图8 a a点场强大小一定大于b点的场强大小b a b所在直线是一条等势线 等势线左右对称点电势相等c 将一正试探电荷分别置于a和b点 该试探电荷在a点的电势能等于在b点的电势能d 将一负试探电荷分别置于a和b点 该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 解析o点场强大小为零 由o点沿p q连线的中垂线向外场强先增大后减小 无法判断a b两点场强大小关系 选项a错误 a b两点的场强方向相反 a点的电势高于b点的电势 正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 负试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 选项b c错误 d正确 答案d 4 多选 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线如图9中虚线所示 一带电粒子以某一速度从图中f点进入电场 其运动轨迹如图中实线所示 若粒子只受静电力作用 则下列说法中正确的是 图9a f b c d e五点中 c点电场强度最大b 带电粒子的加速度逐渐变大c 带电粒子的速度先增大后减小d 粒子经过b点和d点时的速度大小相同 答案ad 磁场的性质及磁场力作用下的运动问题 规律方法 1 掌握 两个磁场力 1 安培力 f bil i b 2 洛伦兹力 f qvb v b 2 用准 两个定则 1 对电流的磁场用安培定则 2 对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则 3 画好 两个图形 1 对安培力作用下的平衡 运动问题画好受力分析图 2 对带电粒子的匀速圆周运动问题画好与圆有关的几何图形 4 记住 两个注意 1 洛伦兹力永不做功 2 安培力可做正功 也可做负功 1 2016 北京理综 17 中国宋代科学家沈括在 梦溪笔谈 中最早记载了地磁偏角 以磁石磨针锋 则能指南 然常微偏东 不全南也 进一步研究表明 地球周围地磁场的磁感线分布示意如图10 结合上述材料 下列说法不正确的是 精典题组 图10 a 地理南 北极与地磁场的南 北极不重合b 地球内部也存在磁场 地磁南极在地理北极附近c 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行d 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 解析地球为一巨大的磁体 地磁场的南 北极在地理上的北极和南极附近 两极并不重合 且地球内部也存在磁场 只有赤道上空磁场的方向才与地面平行 对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行 一定受到地磁场力的作用 故c项说法不正确 答案c 图11 答案a 3 多选 如图12所示 在正方形区域abcd内有沿水平方向的 垂直于纸面向里的匀强磁场 一个带电荷量为q的离子垂直于ef自o点沿箭头方向进入磁场 当离子运动到f点时 突然吸收了若干个电子 接着沿另一圆轨道运动到与of在一条直线上的e点 已知of的长度为ef长度的一半 电子电荷量为e 离子吸收电子时不影响离子的速度 电子重力不计 下列说法中正确的是 图12 答案ab 4 2016 北京海淀区模拟 电磁炮有很多优点 备受各国军事家的重视 如图13是导轨式电磁炮实验装置的示意图 两根平行长直金属导轨沿水平方向固定 其间安放金属滑块 即实验用弹丸 滑块可沿导轨无摩擦滑行 且始终与导轨保持良好接触 电源提供的强大电流从一根导轨流入 经过滑块 再从另一导轨流回电源 滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射 在发射过程中 滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场 方向垂直于纸面 磁感应强度与电流的关系为b ki 如果两导轨内侧间距为l 滑块的质量为m 滑块沿导轨滑行距离s后 获得的发射速度为v 以下说法中正确的是 图13a 若使电流的方向反向 滑块的发射方向也将随之反向b 若将电源提供的电流加倍 则滑块沿导轨滑行距离s后获得的发射速度为2vc 若将电源提供的电流加倍 则滑块沿导轨滑行距离s后获得的发射速度为4vd 若使滑块的质量加倍 则滑块沿导轨滑行距离s后获得的发射速度为0 5v 答案b 高频考点六安培力作用下导体的运动问题 磁场对电流的作用在高考中考查频繁 主要是安培力结合地磁场或共点力平衡或导体的运动情况判断进行考查 典例 多选 如图14甲所示 两根光滑平行导轨水平放置 间距为l 其间有竖直向下的匀强磁场 磁感应强度为b 垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒 从t 0时刻起 棒上有如图乙所示的持续交变电流i 周期为t 最大值为im 图甲中i所示方向为电流正方向 则金属棒 图14 a 一直向右移动b 速度随时间周期性变化c 受到的安培力随时间周期性变化d 受到的安培力在一个周期内做正功 2 读图 获取信息 解析由左手定则可知 金属棒一开始向右加速运动 当电流反向以后 金属棒开始减速 经过一个周期速度变为零 然后重复上述运动 所以a b项正确 安培力f bil 由图象可知前半个周期向右 后半个周期向左 不断重复 c项正确 一个周期内 金属棒初 末速度相同 由动能定理可知安培力在一个周期内做功为零 d项错误 答案abc 变式1改变电流的变化规律 多选 将 典例 中通过金属棒的电流从t 0时刻起按如图15所示的规律变化 则下列说法正确的是 图15 答案bc 变式2改变磁场 仅改变 典例 中的匀强磁场 从t 0时刻起 使导轨间的磁场随时间按如图16的规律变化 图13甲中b的方向为磁感应强度的正方向 则金属棒 图16a 一直向右匀加速运动b 速度在一个周期内先增大后减小c 受到的安培力随时间周期性变化d 受到的安培力在一个周期内做功为