全国通用2018年高考物理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.pptx

第1讲电场和磁场的基本性质 知识必备 1 电场强度的三个公式 2 电场能的性质 3 等势面与电场线的关系 1 电场线总是与等势面垂直 且由电势高的等势面指向电势低的等势面 2 电场线越密的地方 等差等势面也越密 3 沿等势面移动电荷 电场力不做功 沿电场线移动电荷 电场力一定做功 4 控制变量法分析电容器动态变化问题 6 磁场对运动电荷的作用 1 磁场只对运动电荷有力的作用 对静止的电荷无力的作用 磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力 2 洛伦兹力的大小和方向 其大小为F qvB F的方向由左手定则判断 备考策略 1 掌握电场的 3个要点 1 掌握几种常见电场的电场线 等势面的分布特点 2 掌握判断电势能的大小和电势的高低的方法 3 掌握等势面特点和电场强度与电势关系 等势面与电场线垂直 等势面越密 电场强度越大 电场强度方向就是电势降低最快的方向 2 必须领会的 2种物理思想和5种方法 1 等效思想 分解思想 2 比值定义法 控制变量法 对称法 合成法 分解法 3 必须辨明的 6个易错易混点 电场的基本性质 真题示例1 多选 2017 全国卷 20 在一静止点电荷的电场中 任一点的电势 与该点到点电荷的距离r的关系如图1所示 电场中四个点a b c和d的电场强度大小分别为Ea Eb Ec和Ed 点a到点电荷的距离ra与点a的电势 a已在图中用坐标 ra a 标出 其余类推 现将一带正电的试探电荷由a点依次经b c点移动到d点 在相邻两点间移动的过程中 电场力所做的功分别为Wab Wbc和Wcd 下列选项正确的是 图1 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 答案AC 真题示例2 多选 2017 天津理综 7 如图2所示 在点电荷Q产生的电场中 实线MN是一条方向未标出的电场线 虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹 设电子在A B两点的加速度大小分别为aA aB 电势能分别为EpA EpB 下列说法正确的是 图2 A 电子一定从A向B运动B 若aA aB 则Q靠近M端且为正电荷C 无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA EpBD B点电势可能高于A点电势 解析电子在电场中做曲线运动 虚线AB是电子只在电场力作用下的运动轨迹 电场力沿电场线指向曲线的凹侧 电场的方向与电场力的方向相反 如图所示 由所给条件无法判断电子的运动方向 故A错误 若aA aB 说明电子在A点受到的电场力较大 A点的电场强度较大 根据点电荷的电场分布可知 靠近M端为场源电荷的位置 应为正电荷 故B正确 无论Q为正电荷还是负电荷 一定有电势 A B 电子电势能Ep e 电势能是标量 所以一定有EpA EpB 故C正确 D错误 答案BC 真题感悟1 高考考查特点 1 本考点重在考查电场中的基本概念 典型电场的分布特点 电场线 等势面及电场强度的关系 电势高低 电势能大小的判断 2 理解电场力 电场力做功的特点 电场力做功与电势能的关系 灵活应用电场线分析电势高低 电势能的变化是解题的关键 3 电容器的动态分析 带电体在电容器间的受力情况及运动情况 2 常见误区及临考提醒 1 典型电场中电场线的分布特点不熟练 特别是正 负点电荷电场线的方向 2 不清楚运动电荷的电性 出现受力及做功判断的错误 3 公式U Ed的适用条件不清楚 乱套公式 4 电场力做功与电势能变化关系不准确 5 不能正确判断平行板电容器中的变量和不变量 1 如图3所示 梯形abdc位于某匀强电场所在平面内 两底角分别为60 30 cd 2ab 4cm 已知a b两点的电势分别为4V 0V 将电荷量q 1 6 10 3C的正电荷由a点移动到c点 克服电场力做功6 4 10 3J 则下列关于电场强度的说法正确的是 图3 A 垂直ab向上 大小为400V mB 垂直bd斜向上 大小为400V mC 平行ca斜向上 大小为200V mD 平行bd斜向上 大小为200V m 答案B 2 多选 如图4所示 一质量为m 电荷量为q的带正电荷的油滴在匀强电场中运动 其轨迹在竖直平面 纸面 内 且相对于过轨迹最右侧的点N的水平直线对称 已知重力加速度为g 忽略空气阻力 由此可知 图4 答案BD 3 2017 辽宁省三校高三第三次调研考试试题 如图5所示 矩形区域PQNM内存在平行于纸面的匀强电场 一质量为m 2 0 10 11kg 电荷量为q 1 0 10 5C的带正电粒子 重力不计 从a点以v1 1 104m s的初速度垂直于PQ进入电场 最终从MN边界的b点以与水平边界MN成30 角斜向右上方的方向射出 射出电场时的速度v2 2 104m s 已知MP 20cm MN 80cm 取a点电势为零 如果以a点为坐标原点O 沿PQ方向建立x轴 则粒子从a点运动到b点的过程中 电场的电场强度E 电势 粒子的速度v 电势能Ep随x的变化图象正确的是 图5 答案D 4 多选 2017 衡水检测 如图6所示 平行板电容器与直流电源 理想二极管 正向电阻为零可以视为短路 反向电阻无穷大可以视为断路 连接 电源负极接地 初始电容器不带电 闭合开关稳定后 一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态 下列说法正确的是 图6 A 减小极板间的正对面积 带电油滴会向上移动 且P点的电势会降低B 将上极板下移 则P点的电势不变C 将下极板下移 则P点的电势升高D 无论哪个极板上移还是下移 带电油滴都不可能向下运动 答案CD 归纳总结电场性质的 三个判断 磁场的基本性质 真题示例1 2017 全国卷 18 如图7 在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中 两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置 两者之间的距离为l 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时 纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零 如果让P中的电流反向 其他条件不变 则a点处磁感应强度的大小为 图7 答案C 真题示例2 多选 2017 全国卷 19 如图8 三根相互平行的固定长直导线L1 L2和L3两两等距 均通有电流I L1中电流方向与L2中的相同 与L3中的相反 下列说法正确的是 图8 答案BC 真题示例3 多选 2017 全国卷 21 某同学自制的简易电动机示意图如图9所示 矩形线圈由一根漆包线绕制而成 漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出 并作为线圈的转轴 将线圈架在两个金属支架之间 线圈平面位于竖直面内 永磁铁置于线圈下方 为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来 该同学应将 图9 A 左 右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B 左 右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C 左转轴上侧的绝缘漆刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉D 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 解析若将左 右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 这样当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动 转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动 选项A正确 若将左 右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 则当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到安培力而转动 转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动 选项B错误 左转轴上侧的绝缘漆刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 电路不能接通 故不能转起来 选项C错误 若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 这样当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到安培力而转动 转过半周后电路不导通 转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动 选项D正确 答案AD 真题感悟1 高考考查特点 1 本考点高考重在考查磁场的基本性质 掌握常见磁感线的形状及特点 磁场的叠加 电流磁场的判断 安培力 洛伦兹力大小的影响因素及安培力 洛伦兹力方向的判断是突破本考点的前提 2 注重与生活 科技等相结合 如2017年卷 第21题以单相直流电动机制作原理作为选择题的压轴 2 常见误区及临考提醒 1 常见磁体磁场分布规律不清楚 2 电流磁场的判断方法及安培力 洛伦兹力 方向的判断方法混淆 1 已知长直通电导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与电流成正比 与该点到导线的距离成反比 如图10所示 4根电流相等的长直通电导线a b c d平行放置 它们的横截面的连线构成一个正方形 O为正方形中心 a b c中电流方向垂直纸面向里 d中电流方向垂直纸面向外 则a b c d长直通电导线在O点产生的合磁场的磁感应强度B 图10 解析由安培定则可知 a c中电流方向相同 两导线在O处产生的磁场的磁感应强度大小相等 方向相反 合矢量为零 b d两导线中电流方向相反 由安培定则可知 两导线在O处产生的磁场的磁感应强度方向均由c指向a 故D选项正确 A 大小为零B 大小不为零 方向由O指向dC 大小不为零 方向由O指向cD 大小不为零 方向由O指向a 答案D 2 如图11所示 光滑平行金属导轨电阻不计 左端接有一直流电源和一定值电阻 固定在水平面内 两条通有大小相等方向相反的恒定电流的长直绝缘导线垂直导轨放置 一导体棒与导轨垂直且接触良好 由导轨上的M点静止释放 M N两点到左右两直导线距离相等 下列关于导体棒在两直导线之间的运动及受力说法正确的是 图11 A 导体棒在M N之间做往复运动B 导体棒一直向右做匀加速直线运动C 导体棒所