高考物理二轮复习 第6讲 电场 磁场的基本性质课件.ppt

第6讲电场 磁场的基本性质 1 双选 2012 广东理综 20 图3 6 1是某种静电矿料分选器的原理示意图 带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后 分落在收集板中央的两侧 对矿粉分离的过程 下列表述正确的有 a 带正电的矿粉落在右侧b 电场力对矿粉做正功c 带负电的矿粉电势能变大d 带正电的矿粉电势能变小 图3 6 1 解析由题图可知 电场方向水平向左 带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同 所以落在左侧 带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反 所以落在右侧 选项a错误 无论矿粉所带电性如何 矿粉均向所受电场力方向偏转 电场力均做正功 选项b正确 电势能均减少 选项c错误 选项d正确 答案bd 2 单选 2013 广东卷 15 喷墨打印机的简化模型如图3 6 2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 2 a 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 答案c 3 双选 2013 广东卷 21 如图3 6 3所示 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 图3 6 3 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 答案ad 主要题型 选择题 计算题热点聚焦 1 带电粒子在电场中的运动 2 电场的性质与特点 3 静电场的分布 电场线及等势面规律 结合电场中区域的任意两点 比较其e 移动点电荷 q q时 w电及ep的变化 4 考查磁场的性质 分布特点和规律以及匀强磁场中的安培力时 一般以选择题的形式出现 5 考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的运动时 题型一般为计算题 命题趋势 1 电场的性质与特点结合曲线运动条件 功能关系等主干知识进行综合考查 一般为选择题 2 电容器的决定式和定义式综合电路分析的问题考查 应该出现在选择题中 3 带电粒子在匀强电场中的运动结合力学运动规律 功能关系及电场力做功的特点等考点综合考查 仍将是命题的热点 第5讲中已讲 4 考查导体棒在匀强磁场中平衡的问题 第1讲已讲 5 考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题 电场强度三个表达式的比较 考向一对电场强度的理解及计算 典例1 答案b 分析电场强度叠加问题的一般步骤电场强度是矢量 叠加时应遵从平行四边形定则 分析电场强度的叠加问题的一般步骤是 1 确定分析计算的空间位置 2 分析该处有几个分电场 先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向 3 依次利用平行四边形定则求出矢量和 单选 在真空中有一点电荷形成的电场中 离该点电荷距离为r0的一点 引入一电荷量为q的检验电荷 所受电场力为f 则离该点电荷为r处的场强大小为 预测1 答案b 单选 2013 江苏模拟 如图3 6 4所示 a b c d e是半径为r的圆周上等间距的五个点 在这些点上各固定一个点电荷 除a点处的电荷量为 q外 其余各点处的电荷量均为 q 则圆心o处 预测2 图3 6 4 答案c 考向二电场的基本性质 双选 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 5所示 金属球表面的电势处处相等 a b为电场中的两点 则 典例2 图3 6 5 a a点的电场强度比b点的小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 解析根据图中电场线的疏密可知a点场强比b点的大 a错 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bd 1 记住两个重要结论 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 抓住两个要点 第一 电势的高低与场强的大小无必然联系 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 单选 如图3 6 6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 预测3 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 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 图3 6 6 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 知ea eb 选项d正确 答案d 双选 如图3 6 7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 预测4 图3 6 7 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 1 带电粒子在电场中的直线运动带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场 带电粒子将做加 减 速运动 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 1 研究条件 带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场 2 处理方法 类似于平抛运动 应用运动的合成与分解的方法处理 考向三带电粒子在电场中的运动 沿电场力方向 做匀加速直线运动 如图3 6 8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 典例3 图3 6 8 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 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 审题流程第一步 抓好过程分析 构建运动模型 解析 1 设粒子在偏转电场运动过程中的加速度大小为a 离开偏转电场时偏转距离为y 沿电场方向的速度为vy 偏转角为 其反向延长线通过o点 o点与板右端的水平距离为x 特别提醒本题最易失分点 没有考虑到电场的可能方向而漏解 1 带电粒子在电场中的直线运动 1 根据牛顿第二定律和运动学公式求解 2 根据动能定理与电场力做功的特点及运动学公式求解 在非匀强电场中的加速问题 一般属于物体受变力作用运动问题 处理的方法只能根据动能定理与电场力做功 结合运动学公式求解 2 带电粒子在电场中的偏转运动 带电粒子垂直于匀强电场场强方向进入电场后 受到恒定的电场力作用 且与初速度方向垂直 因而做匀变速曲线运动 类平抛运动 1 运动分解法 在垂直电场方向做匀速直线运动 在平行电场方向做初速度为零的匀加速直线运动 2 能量守恒法 包括动能定理 能量守恒定律 双选 如图3 6 9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 a 液滴做的是匀加速直线运动b 液滴做的是匀减速直线运动 预测5 d 液滴电势能减少了mgd 图3 6 9 答案cd 单选 如图3 6 10所示 竖直放置的平行金属板内部有匀强电场 两个带电微粒a b从两板下端连线的中点向上射入板间 沿不同的轨迹运动 最后都垂直打在金属板上 则可知 a 微粒a的入射速度较大b 微粒a打到金属板上的速度较大 预测6 图3 6 10 c 微粒a b带异种电荷 电荷量大小一定相等d 微粒a b的质量一定不相等 答案a 考向四带电粒子在磁场中的运动 典例4 图3 6 11 2 从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间 3 假设粒子源发射的粒子在各个方向均匀分布 在t t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比 审题流程 图1 图2 图3 1 分析带电粒子在磁场中运动的基本步骤 2 体会熟记三个结论 1 刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切 2 当速率v一定时 弧长越长 圆心角越大 则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长 3 当速率v变化时 圆心角大的 运动时间长 解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图 找出圆心 根据几何关系求出半径及圆心角等 预测7 图3 6 12 答案ac 预测8 图3 6 13 1 粒子在磁场中运动的半径 2 粒子能在磁场中运动的最长时间 3 粒子从oq边射出的区域长度 从物理规律的时间或空间对称角度研究 处理问题的思维方法叫做对称思维法 它表明物理规律在某种变换下具有不变性 是物质世界一致性与和谐性的反映 物理学中的对称现象比比皆是 对称的运动 对称的作用 对称的电路 对称的结构 对称的物像等等 例如竖直上抛运动中速度对称 时间对称 简谐运动中速度 加 技法六对称思维法 速度 回复力的大小 动能和势能的对称等 在已有经验的基础上通过直接思维或借助于对称原理的启发进行联想类比 来分析挖掘研究对象 物理过程 结构分布等在某些属性上的对称特点 一般情况下对称性表现为研究对象在结构上的对称 物理过程在时间和空间上的对称 物理量在分布上的对称 物理作用在效果上的对称等等 单选 2013 安徽卷 20 如图3 6 14所示 xoy平面是无穷大导体的表面 该导体充满z 0的空间 z 0的空间为真空 将电荷量为q的点电荷置于z轴上z h处 则在xoy平面 典例 图3 6 14 上会产生感应电荷 空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的 已知静电平衡时导体内部场强处处为零 则在