第7讲 电场与磁场总结(学生版).doc

洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 第7讲 电场与磁场总结一、知识点思维导图电场电荷间的相互作用 库仑定律：公式，适用条件 基本电荷：e=1.610-19C 电场力的性质 定义式：E=F/q 决定式E=kQ/r2 点电荷 E=U/d 匀强电场 电场线 形象描述电场(假设的)不闭合不相交 疏密表示强弱 切向表示方向 电场能的性质 定义式：U=e/q 电场力做功 Wab=qUab W=-De 等势面：与电场线垂直 电场的作用 对带电粒子 加速：qU=DEK 偏转：类平抛运动 磁场 产生 永磁体 通电导线 大小磁感应强度 大小：B=F/Il(BI) 方向：小磁针北极指向 描述磁感线 假想的、闭合的曲线 切线的方向表示磁场的方向 疏密程度表示磁场的强弱 相互作用 对通电导线安培力 大小：F=BIl(BI) 方向：左手定则确定 磁通量：F=BS二、能力目标训练题例1把一个带正电的金属球A跟同样的但不带电的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为：（ ）A、A球的正电荷移到B球上 B、B球的负电荷移到A球上C、A球的负电荷移到B球上 D、B球的正电荷移到A球上 例2设月球表面均匀带负电，一电子粉尘悬浮在距月球表面1000km的地方不动；又若将同样的电子粉尘带到距月球表面2000km的地方，相对月球无初速释放，则此电子粉尘( )A、向月球下落 B、仍在原处悬浮 C、推向太空 D、无法判断例3甲、乙两个带有同种电荷的小球，套在固定着的光滑绝缘的圆弧杆上，处于平衡状态，已知甲离最低点较近些，则下列说法中正确的是( )A、甲球带电量一定大于乙球带电量 B、甲球的荷质比一定大于乙球的荷质比OC、甲球质量一定大于乙球质量 乙D、甲球质量一定小于乙球质量 甲例4（多选）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少 许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比( )A、推力F将增大 B、竖直墙面对小球A的弹力减小 C、地面对小球B的弹力一定不变 D、两个小球之间的距离增大 例5如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为m，求：(1)A受到的摩擦力；(2)如果将A的电量增至+4Q，则两物体将开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了多远的距离? 例6关于电场线，下列说法中，正确的是(只考虑电场)（ ）A、电场线上任一点的切线方向就是点电荷在该点运动的方向B、电场线上任一点的切线方向就是正电荷在该点的加速度方向C、电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方是匀强电场D、只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场方向运动 例7（多选）如图所示。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轴的右侧，MPON，则( )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 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D、在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动例8图所示为各静电场中电场线的分布图，其中不可能的是图( )例9如图所示，A、B为带等量异种电荷的两个点电荷电荷电量都是Q，相距为L，电场中的P点与两个点电荷的距离相等，PB与AB夹角为450，则P点的电场强度大小为_，并在图上画出P点电场的方向。例10ab是长为l的均匀带电绝缘细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2。则P1、P2处电场强度方向_(填相同或相反)。若将绝缘细杆的右边l/2截掉并移走(左边l/2电量、位置不变)，则P2处的场强大小为_。 例11两个带电量均为+q的小球，质量均为m，固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动。直角三角形的直角边长为L。(1)若施加竖直向上的匀强电场E1，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E1多大？在此电场中，此框架能否停止在竖直平面内任意位置？(2)若改变匀强电场的大小和方向(电场仍与框架面平行)，为使框架的OB边水平、OA边竖直(A在O的正下方)，则所需施加的匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？ (3)若施加竖直向上的匀强电场E3=2mg/q ，并将A球的带电量改为-q，其余条件不变，试找出框架所有可能的平衡位置，求出OA边与竖直方向的夹角q，并画出所对应的示意图。例12（多选）一带电粒子射入一固定的点电荷Q的电场中，沿图中虚线由a点运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb，且rarb，若粒子只受电场力，则在这一过程中：（ ）A、电场力对粒子做负功 B、粒子在b点的电势能小于在a点的电势能C、粒子在b点的动能小于在a点的动能 D、粒子在b点的加速度小于a点时的加速度 例13（多选）如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧。下列判断正确的是( )A、在x轴上还有一点与P点电场强度相同B、在x轴上还有两点与P点电场强度相同C、若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D、若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小例14如图所示，两个相同的带等量正电的圆环正对放置，电荷均匀分布。O1O2为两圆心的连线，P为O1O2的中点。一质量为m、带电量为-q的点电荷以初速度v0从O1点沿O1O2方向射出，恰能到达P点。不计重力，则点电荷-q克服电场力做的功为_。若将-q换成+q，质量不变，仍以初速度v0从O1点沿O1O2方向射出，则点电荷+q到达P点时的速度大小为_。例15一匀强电场，场强方向是水平的(如图)，一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力作用下，恰能沿与场强的反方向成q角的直线运动。求小球运动最高点时其电势能与在O点的电势能之差。例16如图，正点荷Q1、Q2分别置于相距L的A、B两点上，两电荷的电量关系满足Q2=4Q1。(1)这两点电荷形成的电场中，场强为零的地方共有几处? A、1处 B、2处 C、3处 D、许多处(2)现设想有一正检验电荷由距A点很近处沿AB连线向B点附近移动，则开始阶段电场力对检验电荷做正功，以后电场力对检验电荷做负功，而电场力对电荷做正功，电荷电势能会减小；相反，电场力对电荷做负功，则电荷电势能会增加，据此，可以求出AB连线上电势最低点C，C距A点_L。(3)现另以AB为直径作一半圆，试求在此半圆上电势最低点的位置P。例17如图甲所示，两块平行金属大平板A、B，板间的距离为d，在两板间加上电压U，并以接地点为电势零点。现将正电荷逆着电场线方向由A板缓慢移到B板，若移动过程中该正电荷到A板的距离为x，则其电势能和x的关系图线为下图中的( ) eeeeABCOOOOdddddxxxx例18如图所示，a、b、c是匀强电场中三个点，各点的电势依次为10V、2V、6V；三点在同一平面上。在图中画出场强方向，并说明作图依据。例19如图，光滑绝缘的水平地面上，相隔2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，Oa=Ob=L/2，一质量为m、电量为q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，但速度为0时，阻力为0，当它运动到O点时，动能为初动能的n倍，到b点刚好速度为0，然后返回往复运动，直至最后静止，已知静电力恒量为k，设O处电势为0。求：(1)a点的场强和电势。(2)电荷在电场中运动的总路程。例20如图所示，真空中两点电荷+q和-q以共同的角速度绕轴OO/匀速转动，P点离+q较近，则P点磁感强度B( )A、方向沿O/O向上 B、方向沿OO/向下 C、方向从+q指向-q D、大小为零例21赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为： A、正南 B、正东 C、正西 D、正北 例22如图所示，P、Q是平行于螺线管轴线放置在螺线管中的可以自由移动的两根软铁棒，当电键闭合时，两根软铁棒( )A、静止在原来的位置不动 B、相互吸引 C、相互排斥 D、相互吸引在一起以后转动 例23如图，在倾角为q=300的光滑斜面上，与斜面底边平行放一根长为L、质量为m的直导线，导线中通入如图所示方向的大小为I的电流，欲使导线静止在斜面上，应外加一个范围足够大的匀强磁场，则所加磁场的磁感应强度B的大小和方向可能为( )A、mg/2IL，方向一定 B、mg/IL，方向一定C、垂直于斜面向下，大小合适 D、水平向左，大小合适 例24如图所示，一根长为3L，质量为m的导体棒折成直角，且ab=2bc，c端可绕水平轴自由转动，a端用绝缘细线挂一个质量为m的物体。空间存在着垂直导体棒平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为B。当导体棒中通有电流时，它恰好静止在图示位置(ab水平)，那么导体棒中的电流方向是_，电流大小为_(不计导体棒中电流产生的磁场)。例25通电直导线置于粗糙绝缘水平桌面上，开始时，在水平桌面上方有斜向上与竖直方向成300的磁场，如图所示，当磁场方向在竖直平面内缓慢顺时针转动300的过程中，通电导线始终沿水平向右匀速运动，则B的大小变化应是_或_。例26如图所示，是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一个长方体容器内部高为L、厚为d，左右两侧等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a和b，上下两侧装有电极c和d，并经过开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为r。将容器置于一匀强磁场中，磁场方向