高中学业水平测试物理复习9电场与磁场

1、高中高中物理学业水平考物理学业水平考试基础知识复习试基础知识复习第八章第八章 电场与磁场电场与磁场第八章第八章 电场与磁场电场与磁场考点1、电荷 电荷守恒定律考点2、库仑定律考点3、电场 电场强度 电场线考点4、磁场 磁感应强度 磁感线考点5、电流的磁场 安培定则考点6、安培力 安培力的大小和方向考点7、洛伦兹力 洛伦兹力的方向【考点诠释考点诠释】（1）两种电荷：自然界中的电荷只有两种，即正电荷和负电荷。）两种电荷：自然界中的电荷只有两种，即正电荷和负电荷。 说明：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带说明：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡

2、胶棒所带的电荷是负电荷。电荷之间具有相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。的电荷是负电荷。电荷之间具有相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。（2）元电荷：电子带有最小的负电荷，其电荷量为）元电荷：电子带有最小的负电荷，其电荷量为 库仑，质子带有最库仑，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，因此，我们把小的正电荷，它们电量的绝对值相等，因此，我们把 库仑叫做元电库仑叫做元电荷。物体的带电量是荷。物体的带电量是 的整数倍。的整数倍。（3）使物体带电（起电）的三种方式：）使物体带电（起电）的三种方式： 摩擦起电摩擦起电 接触起电接触起电 感应起电感应起电（4）物体起电的实质：物

3、体起电的实质是得到电荷的转移。）物体起电的实质：物体起电的实质是得到电荷的转移。（5）电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个）电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。这个结论叫做电荷守恒定律。一个有用的结论：一个有用的结论： 完全相同的带电金属球相接触，电量的分配规律为：同种电荷总电量平均分配，异完全相同的带电金属球相接触，电量的分配规律为：同种电荷总电量平均分

4、配，异种电荷先中和后平均分配。种电荷先中和后平均分配。 考点考点1 1、电荷电荷 电荷守恒定律电荷守恒定律 19106 . 1e19106 . 1ee【精题选粹精题选粹】 拿一个带负电的带电体逐渐接近（不接触）验电器的金属球，拿一个带负电的带电体逐渐接近（不接触）验电器的金属球，可以看到这样的现象：金属箔张开的角度先是减小，以至闭可以看到这样的现象：金属箔张开的角度先是减小，以至闭合，然后又张开，以下说法中，正确的是（合，然后又张开，以下说法中，正确的是（ ） A. 验电器原来带正电验电器原来带正电 B. 验电器原来带负电验电器原来带负电 C. 验电器原来不带电验电器原来不带电 D. 验电器原

5、来可能带正电，也可能带负电验电器原来可能带正电，也可能带负电【一举多得一举多得】 根据验电器金属箔角度的变化情况：先是减小，以根据验电器金属箔角度的变化情况：先是减小，以至闭合，然后又张开，可知验电器原来带正电，由至闭合，然后又张开，可知验电器原来带正电，由于静电感应，验电器金属球上的负电荷发生转移，于静电感应，验电器金属球上的负电荷发生转移，先中和了金属箔上的正电荷，后又使金属箔带负电。先中和了金属箔上的正电荷，后又使金属箔带负电。答案：答案：A。A【考点诠释考点诠释】（1）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，

6、与它们的距离的二次与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（2）公式：）公式： 式中式中K叫静电力常量，它的量值叫静电力常量，它的量值与选用的单位有关，在国际单位之中，电量的单位为与选用的单位有关，在国际单位之中，电量的单位为C，距离的单位为，距离的单位为 S，力的单位为，力的单位为 N ，则由实验得，则由实验得出：出： 。（3）适用条件：真空中）适用条件：真空中 点电荷，即带电体的线度点电荷，即带电体的线度远小于电荷间的距离，带电体的形状和大小对相互作远小于电荷间的距离，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以

7、忽略不计时，可以看做点电荷。用力的影响可以忽略不计时，可以看做点电荷。 考点考点2 2、库仑定律库仑定律 229100 . 9CmNk221rQQkF【精题选粹精题选粹】两个半径为两个半径为r的带电金属球中心相距为的带电金属球中心相距为 ，对于它们之，对于它们之间的静电作用力间的静电作用力( ) （设每次各球带电量绝对值相同）（设每次各球带电量绝对值相同） A.在带同种电荷时大于带异种电荷时在带同种电荷时大于带异种电荷时 B.在带异种电荷时大于带同种电荷时在带异种电荷时大于带同种电荷时 C.在带等量负电荷时大于带等量正电荷时在带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D.大小与带电性质无关，只取决于电

8、量大小与带电性质无关，只取决于电量【一举多得一举多得】 在该题中的两个带电金属球不可以看做点电荷，由于它们在该题中的两个带电金属球不可以看做点电荷，由于它们的半径和它们之间的的距离几乎相当，所以它们的带电量的半径和它们之间的的距离几乎相当，所以它们的带电量的大小将直接影响到其上电荷的分布，根据同种电荷相互的大小将直接影响到其上电荷的分布，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知：带同种电荷时，电荷距离排斥，异种电荷相互吸引可知：带同种电荷时，电荷距离远；带异种电荷时，电荷距离近。而库仑力又和距离的平远；带异种电荷时，电荷距离近。而库仑力又和距离的平方成反比，有在带异种电荷时大于带同种电荷时。

9、方成反比，有在带异种电荷时大于带同种电荷时。 答案：答案：B。)4(rllB【考点诠释考点诠释】（1）电场）电场 电场是一种特殊的物质，在研究它时，应注意以下几点：电场是一种特殊的物质，在研究它时，应注意以下几点： 电荷产生电场（在此，并不是说电场只能由电荷产生），电荷产生电场（在此，并不是说电场只能由电荷产生），静止电荷产生的电场叫静电场，它的强弱，方向以及在空静止电荷产生的电场叫静电场，它的强弱，方向以及在空间的分布，不随时间而变化。间的分布，不随时间而变化。 电荷之间是通过电场发生相互作用的。电荷之间是通过电场发生相互作用的。 电场具有叠加性，在空间的同一位置，可以同时存在两个电场具有叠

10、加性，在空间的同一位置，可以同时存在两个以上的电场，即电场可以叠加，这一点与一般实质不同。以上的电场，即电场可以叠加，这一点与一般实质不同。（2）电场强度）电场强度 电场的力的性质，用电场强度来描述，即试探电荷在电场中电场的力的性质，用电场强度来描述，即试探电荷在电场中某点所受的电场力与试探电荷的电量之比。某点所受的电场力与试探电荷的电量之比。 公式：公式： 单位：牛每库单位：牛每库N/C电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。考点考点3 3、电场

11、电场 电场强度电场强度 电场线电场线 qFE 注意：注意： 上式是电场强度的定义式，量度式，普遍适用于一切电场。上式是电场强度的定义式，量度式，普遍适用于一切电场。 电场强度具有唯一性和固定性，电场中某点的电场强度是唯一电场强度具有唯一性和固定性，电场中某点的电场强度是唯一的，大小和方向只决定于电场本身，即取决于产生电场的场电荷的，大小和方向只决定于电场本身，即取决于产生电场的场电荷和该点距场电荷的空间位置，与是否引入试探电荷无关。和该点距场电荷的空间位置，与是否引入试探电荷无关。 电场强度具有矢量性电场强度具有矢量性(3)点电荷电场强度的决定式点电荷电场强度的决定式 此式只适用于点电荷的电场

12、此式只适用于点电荷的电场(4).电场线电场线 电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场引入的一电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场引入的一簇假想的线。簇假想的线。 特点：特点： 电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不形电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不形成闭合曲线（只适用于静电场），但不可能在没有电荷处中断。成闭合曲线（只适用于静电场），但不可能在没有电荷处中断。 电场线上某一点的切线方向，即是该点的电场强度方向；电场电场线上某一点的切线方向，即是该点的电场强度方向；电场线的疏密反映了电场强度的大小，越密，电场强度越大，越稀，线的疏密反映了电场强

13、度的大小，越密，电场强度越大，越稀，电场强度越小。电场强度越小。 任何两条电场线都不会相交任何两条电场线都不会相交。2rQkE【精题选粹精题选粹】两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用 和和 分分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两个点别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两个点电荷的直线上，电荷的直线上， 的点（的点（ ） A.只有一个，该处合场强为零只有一个，该处合场强为零 B.有两个，其中一处合场强为零有两个，其中一处合场强为零 C.有三处，其中一处合场强为零有三处，其中一处合场强为零 D.有三处，其中两处合场强为零有

14、三处，其中两处合场强为零【一举多得一举多得】 本题主要考查电场强度的矢量性，同一直线上两点电荷产生的电场强本题主要考查电场强度的矢量性，同一直线上两点电荷产生的电场强度的叠加为求代数的加或减。由于两个点电荷带异种电荷且电量不等，度的叠加为求代数的加或减。由于两个点电荷带异种电荷且电量不等，则则 的点必有两个，其中一处合场强为零，另一处合场强为的点必有两个，其中一处合场强为零，另一处合场强为 。答案：答案：B。1E2E21EE 21EE E2B【考点诠释考点诠释】（1）磁场）磁场 磁场同电场一样，也是以场的形式存在的一种物质。磁场同电场一样，也是以场的形式存在的一种物质。 磁体的磁极和电流都是产

15、生磁场的场源。磁体的磁极和电流都是产生磁场的场源。 磁场同电场一样，也具有力的属性，处于磁场中的通电导线、运磁场同电场一样，也具有力的属性，处于磁场中的通电导线、运 动电荷及磁体的磁极，都要受到磁场力的作用，便是磁场这一属动电荷及磁体的磁极，都要受到磁场力的作用，便是磁场这一属 性的体现。性的体现。 磁场的叠加：空间如果同时存在两个或两个以上的电流或磁体在磁场的叠加：空间如果同时存在两个或两个以上的电流或磁体在 某点激发的磁场，则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激某点激发的磁场，则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激 发的磁场的磁感应强度的矢量和。发的磁场的磁感应强度的矢量和。（2）磁感

16、应强度）磁感应强度 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流和导线在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流和导线 长度的乘积的比值叫做磁感应强度。长度的乘积的比值叫做磁感应强度。 定义式：定义式： 方向：磁感应强度是矢量，其方向就是磁场的方向方向：磁感应强度是矢量，其方向就是磁场的方向考点考点4 4、磁场磁场 磁感应强度磁感应强度 磁感线磁感线 ILFB 磁感应强度性质磁感应强度性质固有性：磁感应强度是反映磁场本身特性，其值决定于磁固有性：磁感应强度是反映磁场本身特性，其值决定于磁场。其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放场。其值与放入的检验电流的电流强度、导线

17、长度、摆放方向、检验电流受到磁场力及检验电流是否存在均无关。方向、检验电流受到磁场力及检验电流是否存在均无关。矢量性：磁感应强度是矢量，其方向与该处磁场方向相同。矢量性：磁感应强度是矢量，其方向与该处磁场方向相同。 在处理和磁场与分磁场磁感应强度关系时，应遵循矢量的在处理和磁场与分磁场磁感应强度关系时，应遵循矢量的分解、合成法则。分解、合成法则。统一性：利用检验电流测量磁感应强度时，应用公式统一性：利用检验电流测量磁感应强度时，应用公式 计计 算，对各物理量单位应统一采用国际单位制单位，各算，对各物理量单位应统一采用国际单位制单位，各单位之间导出关系为：单位之间导出关系为： 。ILFB mAN

18、T11 局限性：再利用检验电流测量磁感应强度时，应严格要求局限性：再利用检验电流测量磁感应强度时，应严格要求将它垂直放入磁场，即测量它在磁场中某处所受安培力的最将它垂直放入磁场，即测量它在磁场中某处所受安培力的最大值，并不是随意测出某种情况下安培力的值就可以计算出大值，并不是随意测出某种情况下安培力的值就可以计算出磁感应强度，因此，测量方式存在局限性。磁感应强度，因此，测量方式存在局限性。（3）磁感线）磁感线 磁感线不是实际存在的线，而是为了形象地描述磁场引入磁感线不是实际存在的线，而是为了形象地描述磁场引入的一簇假想的线。的一簇假想的线。 特点特点: 磁感线分布的疏密程度表示磁场各点磁感应强

19、度的大小磁感线分布的疏密程度表示磁场各点磁感应强度的大小 磁感线上各点的切线方向表示磁场各点磁感应强度的方磁感线上各点的切线方向表示磁场各点磁感应强度的方向。向。 磁感线是闭合曲线，它没有起始点、终止点。磁感线是闭合曲线，它没有起始点、终止点。 同一磁场内两条磁感线不会相交。同一磁场内两条磁感线不会相交。【精题选粹精题选粹】下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A.磁感应强度的方向就是通电直导线所受磁场力的方向磁感应强度的方向就是通电直导线所受磁场力的方向B. 磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向C.磁感线就是带电粒子在磁场中的运动轨迹磁感线就

20、是带电粒子在磁场中的运动轨迹D.磁感线越密的地方，同意通电导线所受磁场力一定越大磁感线越密的地方，同意通电导线所受磁场力一定越大【一举多得一举多得】磁感应强度的方向就是磁场的方向，也就是小磁针静止时北磁感应强度的方向就是磁场的方向，也就是小磁针静止时北极受力的方向；磁感线不一定就是带电粒子在磁场中的运动极受力的方向；磁感线不一定就是带电粒子在磁场中的运动轨迹。轨迹。答案：答案：D。D【考点诠释】（1）电流的磁场）电流的磁场 丹麦物理学家奥斯特在丹麦物理学家奥斯特在1820年做了如下实验年做了如下实验:把一条导线把一条导线水平地放在磁针上方，当导线没有通电流时，小磁针大致水平地放在磁针上方，当导

21、线没有通电流时，小磁针大致沿南北方向静止；当给导线通电时，小磁针就发生了偏转；沿南北方向静止；当给导线通电时，小磁针就发生了偏转；该实验说明通电导线产生了磁场，即电流周围存在磁场，该实验说明通电导线产生了磁场，即电流周围存在磁场，它对其中小磁针产生了力的作用，导致其偏转。它对其中小磁针产生了力的作用，导致其偏转。（2）安培定则（又称右手螺旋定则）安培定则（又称右手螺旋定则） 安培定则是用来确定通电导线周围磁场方向的法则。安培定则是用来确定通电导线周围磁场方向的法则。考点考点5 5、电流的磁场电流的磁场 安培定则安培定则 1通电直导线周围磁场方向的判定通电直导线周围磁场方向的判定如图，用右手握住

22、导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方如图，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 （立体图）（立体图）2环形电流周围磁场方向的判定环形电流周围磁场方向的判定如图，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇如图，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。 （侧视图）（侧视图）【精题选粹精题选粹】有两条垂直交叉但不接触的导线，通以大小相等的有两条垂直交叉但不接触的导线，通以大小相等的电流，方向如图所示

23、，问哪些区域中某些点的磁感电流，方向如图所示，问哪些区域中某些点的磁感应强度可能为零（应强度可能为零（ ）A.仅在象限仅在象限 B. 仅在象限仅在象限 C. 在象限在象限 D. 在象限在象限、 E. 在象限在象限、【一举多得一举多得】根据通电直导线周围的磁场分布情况和导线周围的根据通电直导线周围的磁场分布情况和导线周围的磁感应强度与电流大小的关系，利用安培定则可容磁感应强度与电流大小的关系，利用安培定则可容易得出答案为易得出答案为E。E【考点诠释】（1）安培力：磁场的基本性质是对放入其中的电流有力的作用，磁场）安培力：磁场的基本性质是对放入其中的电流有力的作用，磁场对电流的作用又称为安培力。对

24、电流的作用又称为安培力。（2）安培力的大小：）安培力的大小： 式中式中 表示磁感应强度表示磁感应强度 与电流与电流 之间的夹角之间的夹角 注意：注意： 在在 或或 时，通电导线在磁场中不受安培力的作用。时，通电导线在磁场中不受安培力的作用。 安培力的方向总是垂直于安培力的方向总是垂直于 、 所决定的平面，但所决定的平面，但 、 的方向不的方向不一定垂直。一定垂直。 当导线弯曲时，且导线平面与当导线弯曲时，且导线平面与 垂直时，安培力大小为垂直时，安培力大小为: 其中为导线的有效长度，大小等于弯曲导线两端点连接直线长度。其中为导线的有效长度，大小等于弯曲导线两端点连接直线长度。（3）安培力方向的

25、判定（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四个）安培力方向的判定（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。所受安培力的方向。考点考点6 6、安培力安培力 安培力的大小和方向安培力的大小和方向sinBILF BI 0180BIBIBBILF 【精题选粹】如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附极附近，磁铁的轴

26、线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通以如图所面，当线圈内通以如图所示方向电流时，线圈将怎样运动？示方向电流时，线圈将怎样运动？【一举多得】可利用等效法进行判断：把环形电流等效成如图所可利用等效法进行判断：把环形电流等效成如图所示的条形磁铁，可见两条形磁铁只是相互吸引而没示的条形磁铁，可见两条形磁铁只是相互吸引而没有转动。有转动。NSNSNS【考点诠释考点诠释】 （1）定义：运动电荷所受的磁场作用力叫洛伦兹力。）定义：运动电荷所受的磁场作用力叫洛伦兹力。（2）产生条件：）产生条件： 电荷对磁场有相对运动电荷对磁场有相对运动 电荷的运动速度方向与磁

27、场方向不平行电荷的运动速度方向与磁场方向不平行 （3）洛伦兹力的大小：）洛伦兹力的大小：f=qVBsina式中式中a为磁感应强度为磁感应强度B与速度与速度V的方向的夹角的方向的夹角 在在 a=0或或 a=180时，运动电荷在磁场中不受安培力的作用。时，运动电荷在磁场中不受安培力的作用。 洛伦兹力方向总是垂直于洛伦兹力方向总是垂直于B、V 所决定的平面，但所决定的平面，但B 、V的方向不一定垂直。的方向不一定垂直。（4）洛伦兹力方向的判定（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，）洛伦兹力方向的判定（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌