专题三：力与物体的曲线运动（第2课时 电场和磁场中的曲线运动）
考向1 带电粒子在电场中的曲线运动问题
例1 (2014·山东·18)如图所示，场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ，水平边ab 长为s ，竖直边ad 长为h .质量均为m 、带电量分别为＋q 和－q 的两粒子，由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v 0等于( )
A.s 2
2qE mh B.s 2 qE mh C.s 4 2qE mh D.s 4 qE mh
一对平行金属板长为L ，两板间距为d ，质量为m ，电荷量为e 的电子从平行板左侧以速度v 0沿两
板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压u AB 如图所示，交变电压的周期T ＝L 2v 0
，已知所有电子都能穿过平行板，且偏距最大的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则( )
A ．所有电子都从右侧的同一点离开电场
B ．所有电子离开电场时速度都是v 0
C ．t ＝0时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大
D ．t ＝T 4时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为d 16
考向2 带电体在电场中的曲线运动问题
例2 如图所示，MPQO 为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E ，ACB 为光滑固定的半圆形绝缘轨道，圆轨道半径为R ，圆心为O ，A 、B 为圆水平直径的两个端点，OC 竖直．一个质量为m 、电荷量为－q 的带电小球，从A 点正上方高为H 处由静止释放，并从A 点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是( )
A ．小球一定能从
B 点离开轨道
B ．小球在A
C 部分可能做匀速圆周运动
C ．若小球能从B 点离开，上升的高度一定小于H
D ．小球到达C 点的速度可能为零
如图所示，在竖直向上的匀强电场中，从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个带负电小球，小球
的初速度为v 0，最后小球落在斜面上的N 点．在已知θ、v 0和小球所受的电场力大小F 及重力加速度g 的条件下，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A ．可求出小球落到N 点时重力的功率
B ．由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力
C ．可求出小球从M 点到N 点的过程中电势能的变化量
D ．可求出小球落到N 点时速度的大小和方向
考向3 带电粒子在磁场中的圆周运动问题
例3 如图所示，在xOy 平面内，有一个圆形区域的直径AB 与x 轴重合，圆心O ′的坐标为(2a,0)，其半径为a ，该区域内无磁场．在y 轴和直线x ＝3a 之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为
B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴上某点射入磁场．不计粒子重力．
(1)若粒子的初速度方向与y 轴正向的夹角为60°，且粒子不经过圆形区域就能到达B 点，求粒子的初速度大小v 1；
(2)若粒子的初速度方向与y 轴正向的夹角为60°，在磁场中运动的时间为Δt ＝πm /3Bq ，且粒子
也能到达B 点，求粒子的初速度大小v 2；
(3)若粒子的初速度方向与y 轴垂直，且粒子从O ′点第一次经过x 轴，求粒子的最小初速度v min .
如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O 点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为
v ＝3.2×106 m 的α粒子．已知屏蔽装置宽AB ＝9 cm 、缝长AD ＝18 cm ，α粒子的质量m ＝6.64×10
－27 kg ，电量q ＝3.2×10－19 C ．若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B ＝0.332 T ，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中．
(1)若所有的α粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d 至少是多少？
(2)若条形磁场的宽度d ＝20 cm ，则射出屏蔽装置的α粒子在磁场中运动的最长时间和最短
时间各是多少？(结果保留2位有效数字)
综合应用：带电粒子在电场和磁场中运动的综合问题
例4如图所示，坐标系xOy 在竖直平面内，水平轨道AB 和斜面BC 均光滑且绝缘，AB 和BC 的长度均为L ，斜面BC 与水平地面间的夹角θ＝60°，有一质量为m 、电量为＋q 的带电小球(可看成质点)被放在A 点．已知在第
一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小E 2＝mg q
，磁场为水平方向(图中垂直纸面向外)，磁感应强度大小为B ；在第二象限分布着沿x 轴正向的水平匀强电场，场强大小E 1＝B 2qL 6m
.现将放在A 点的带电小球由静止释放，则小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?
变式训练：(2014·全国大纲·25)如图所示，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x 轴负向．在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x 轴的方向进入电场．不计粒子重力．若该粒子离开电场时速度方向与y 轴负方向的夹角为θ，求：
(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值；
(2)该粒子在电场中运动的时间．
题组1 带电粒子在电场中的曲线运动问题
1．如图所示，图中MN 是由负点电荷产生的电场中的一条电场线．一带正电粒子q 飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a 、b 是该曲线上的两点，则下列说法正确是( )
A ．a 点的电场强度小于b 点的电场强度
B ．a 点的电势低于b 点的电势
C ．粒子在a 点的动能小于在b 点的动能
D ．粒子在a 点的电势能小于在b 点的电势能
2．如图所示，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 点运动到B 点的径迹如图中实线所示．粒子在A 点的速度为v A 、电势能为E p A ；在B 点的速度为v B 、电势能为E p B .则下列结论正确的是( )
A ．粒子带正电，v A >v
B ，E p A >E p B B ．粒子带负电，v A >v B ，E p A C ．粒子带正电，v A D ．粒子带负电，v A E p A >E p B 3．如图所示，真空中有A 、B 两个等量异种点电荷，O 、M 、N 是AB 连线的垂线上的三个点，且AO >OB .一个带正电的检验电荷仅在电场力的作用下，从M 点运动到N 点，其轨迹如图中实线所示．下列说法正确的是( ) A ．A 电荷为正电荷， B 电荷为负电荷 B ．M 点的电势高于N 点的电势 C ．M 点的电场强度大于N 点的电场强度 D ．检验电荷在M 点的动能大于在N 点的动能 4．如图所示，两对金属板A 、B 和C 、D 分别竖直和水平放置，A 、B 接在电路中，C 、D 板间电压为U .A 板上O 处发出的电子经加速后，水平射入C 、D 板间，电子最终都能打在光屏M 上．关于电子的运动，下列说法正确的是( ) A ．S 闭合，只向右移动滑片P .P 越靠近b 端，电子打在M 上的位置越高 B ．S 闭合，只改变A 、B 板间的距离．改变前后，电子由O 至M 经历的时间相同 C ．S 闭合，只改变A 、B 板间的距离，改变前后，电子到达M 前瞬间的动能相同 D ．S 闭合后再断开，只向左平移B ，B 越靠近A 板，电子打在M 上的位置越高 题组2 带电体在电场中的曲线运动问题 5．如图所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E .一根不可伸长的绝缘细线长度为l ，一端拴一个质量为m 、电荷量为q 的带负电小球，另一端固定在O 点．把小球拉到使细线水平的位置A ，由静止释放，小球沿圆弧运动到位置B 时，速度为零．图中角θ＝60°.以下说法正确的是( ) A ．小球在 B 位置处于平衡状态 B ．小球受到重力与电场力的关系是mg ＝3qE C ．小球在B 点的加速度大小为g D ．小球从A 运动到B 的过程中，电场力对其做的功为－12 qEl 6．如图所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m 的带负电小球以 水平方向的初速度v 0由O 点射入该区域，刚好通过竖直平面中的P 点，已知连线OP 与初 速度方向的夹角为45°，则此带电小球通过P 点时的动能为( ) A ．m v 20 B.m v 2 02 C ．2m v 20 D.5m v 2 02 7．如图所示，半径为R 的14 光滑圆弧轨道与光滑水平面相切于B 点，O 为光滑圆弧的圆心，其中OB 竖直，OC 水平，且AB ＝R ，整个空间存在水平向右的匀强电场，质量为m 的带正电小球从A 点静止释放，其所受电场力 为重力的4 3 倍，重力加速度为g ，求： (1)小球到达C 点时对轨道的压力大小； (2)小球从A 点运动到C 点过程中最大速度的大小． 题组3 带电粒子在磁场中的圆周运动问题 8．(2014·新课标Ⅱ·20)图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场．硅 微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质 子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( ) A ．电子与正电子的偏转方向一定不同 B ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 9．如图所示，竖直面内有一倒立等边三角形OMN 区域，边长为L ，MN 边是水平的．在该区域有一垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场．在同一竖直面内有一束质量为m 、电荷量为q 、速度大小不同的带正电粒子从N 点沿NM 方向射入该磁场区域(可认为能发生偏转)．过O 点作与MN 边平行的直线作为x 坐标轴，且O 点为x 坐标轴的原点．不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，试求： (1)射到x 坐标轴上的O 点的粒子速度大小； (2)垂直OM 边射出的粒子与x 坐标轴的交点位置； (3)粒子在磁场中运动的时间和速度的关系． 题组4 带电粒子在电场和磁场中运动的综合问题分析 10．(2014·江苏·9)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间， 线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向 垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连 的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H B d ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( ) A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面 B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏 C ．I H 与I 成正比 D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比 11．如图所示，在以坐标原点O 为圆心，半径为R 的半圆形区域(图中虚线与x 轴所围区 域)内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E ，方向沿x 轴负方向．匀强磁场 方向垂直于xOy 平面．一带负电的粒子(不计重力)从P (0，－R )点沿y 轴正方向以某一速 度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经时间t 0从O 点射出． (1)求匀强磁场的大小和方向； (2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从P 点以相同的速度射入，经时间t 02 恰好从半圆形区域的边界射出．求粒子的加速度和射出时的速度大小； (3)在满足(2)的条件下，若仅撤去电场，带电粒子从O 点沿y 轴负方向射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间． 2021年高考物理二轮复习专题突破3电场和磁场第1讲电场和磁场 的基本性质 1．(xx·全国卷Ⅰ，14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器( ) A ．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B ．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C ．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D ．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 解析 由C ＝εr S 4πkd 可知，当云母介质移出时，εr 变小，电容器的电容C 变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U 不变，根据Q ＝CU 可知，当C 减小时，Q 减小。再由E ＝U d ，由于U 与d 都不变，故电场强度E 不变，选项D 正确。 答案 D 2．(xx ·全国卷Ⅲ，15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( ) A ．两个电势不同的等势面可能相交 B ．电场线与等势面处处相互垂直 C ．同一等势面上各点电场强度一定相等 D ．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 解析 若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A 错；电场线一定与等势面垂直，B 对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C 错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故D 错。 答案 B 3．(xx·全国卷Ⅱ，15)如图1，P 是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆。带电粒子Q 在P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点。若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ，速度大小分别为v a 、v b 、v c ，则( ) 图1 A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v b B ．a a >a b >a c ，v b >v c >v a C ．a b >a c >a a ，v b >v c >v a D ．a b >a c >a a ，v a >v c >v b 解析 由库仑定律F ＝kq 1q 2r 2 可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为F b >F c >F a ，由a ＝F m 可知a b >a c >a a 。根据粒子的轨迹可知，粒子Q 与场源电荷P 的电性相同，二者之间存在斥力，由c →b →a 整个过程中，电场力先做负功再做正功，且W ba >|W cb |，结合动能定理可知，v a >v c >v b ，故选项D 正确。 答案 D 4．(xx·全国卷Ⅱ，14)如图2，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时 第三章习题解答 3.1 真空中半径为a 的一个球面，球的两极点处分别设置点电荷q 和q -，试计算球赤道平面上电通密度的通量Φ(如题3.1图所示)。 解 由点电荷q 和q -共同产生的电通密度为 33[]4q R R π+- +- = -=R R D 22322232 () (){}4[()][()]r z r z r z a r z a q r z a r z a π+-++-+-++e e e e 则球赤道平面上电通密度的通量 d d z z S S S Φ====??D S D e 22322232 ()[]2d 4()()a q a a r r r a r a ππ--=++? 2212 01)0.293()a qa q q r a =-=-+ 3.2 1911年卢瑟福在实验中使用的是半径为a r 的球体原子模型，其球体内均匀分布有总电荷量为Ze -的电子云，在球心有一正电荷Ze （Z 是原子序数，e 是质子电荷量），通 过实验得到球体内的电通量密度表达式为02314r a Ze r r r π?? =- ??? D e ，试证明之。 解 位于球心的正电荷Ze 球体内产生的电通量密度为 12 4r Ze r π=D e 原子内电子云的电荷体密度为 33 3434a a Ze Ze r r ρππ=- =- 电子云在原子内产生的电通量密度则为 3223 4344r r a r Ze r r r ρπππ==-D e e 故原子内总的电通量密度为 122314r a Ze r r r π??=+=- ???D D D e 3.3 电荷均匀分布于两圆柱面间的区域中，体密度为30C m ρ, 两 圆柱面半径分别为a 和b ，轴线相距为c )(a b c -<，如题3.3图()a 所示。求空间各部分 的电场。 解 由于两圆柱面间的电荷不是轴对称分布，不能直接用高斯定律求解。但可把半径为 a 的小圆柱面内看作同时具有体密度分别为0ρ±的两种电荷分布，这样在半径为 b 的整个圆 柱体内具有体密度为0ρ的均匀电荷分布，而在半径为a 的整个圆柱体内则具有体密度为 0ρ-的均匀电荷分布，如题3.3图()b 所示。空间任一点的电场是这两种电荷所产生的电场 的叠加。 在b r >区域中，由高斯定律 d S q ε= ? E S ，可求得大、小圆柱中的正、负电荷在点P 产生的电场分别为 2200120022r b b r r πρρπεε==r E e 220012 0022r a a r r πρρπεε' -''==-''r E e 题3.1 图 题3. 3图( )a 磁体与磁场 【教学目标】 1．通过观察铁屑在磁体周围的分布情况，知道常见磁体周围的磁场分布。 2．通过活动，知道磁感线可以形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。 3．会画常见磁体的磁感线。 4．知道地球周围有磁场，知道地磁场的N、S极所处的位置。 【教学重难点】 1．探究磁体周围的磁场。 2．学会从铁屑在磁体周围的分布抽象出磁感线来描述磁场的方法。 【教学过程】 活动一：认识磁体 磁体有什么性质？如何鉴别一个物体是否是磁体？ 1．磁体的什么部位磁性最强？磁极间的作用规律是什么？ 2．一根原来没有磁性的钢针与磁体摩擦后具有了磁性，这种现象叫做什么？ 3．磁体间是通过什么发生作用的？磁场有方向吗？如果有，磁场中某一点的磁场方向是如何规定的？ 活动二：用小磁针探究磁体周围的磁场 【观察】 1．将玻璃板平分别放在不同磁体上，再将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻敲玻璃，观察铁屑的分布情况，把你所看到的铁屑分布形状在下面对应的磁体上画出。 2．在玻璃板上放些小磁针，观察小磁针的指向分布情况，比较铁屑与小磁针的指向分布情况可知：小磁针的指向分布与所在位置铁屑分布的切线方向是（一致/不一致）的。 【思考交流】 1．铁屑在磁场中的分布为何很有规律？ 铁屑在磁体周围分布很有规律说明磁体周围的磁场具有一定的规律性，铁屑在磁场中被成一个个小磁针，从而在磁场中地排列起来。 2．铁屑在不同磁体周围分布形状不同，说明了什么？ 铁屑在不同磁体周围分布形状不同，说明不同磁体的磁场分布（是/不是）相同的。 【自我完善】从铁屑有磁场中的排列情况可以看出，铁屑的分布好似许多条曲线，从你画出的曲线可以形象地反映磁场的分布情况，如果还能从你的曲线上反映出小磁针受磁场作用时其N极所指的方向，那就更好了，你认为在你的图上作怎样的补充和完善就可以呢？ 信息快递：我们可以在根据铁屑分布情况画出的曲线上，再按小磁针N极所指的方向，在该处曲线标上箭头，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线物理学上叫做磁感线。但应当注意，磁感线是用来描述磁场的一些假想的曲线，实际上并不存在。 【理论应用】根据条形磁体、蹄形磁体周围的铁屑分布情况，在下面画出他们周围的磁感线，再跟课本图对照。 【深入观察】 1．认真观察条形磁体、蹄形磁体周围的铁屑分布情况，可以发现：磁场越强的地方（两极），磁感线分布越（密/疏）；磁场越弱的地方，磁感线分布越（密/疏）。 2．磁体外面磁感线的方向总是从磁体的极出发回到磁体的极。磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 活动三：读一读课本的“地球的磁场”并完成填空。 1．水平放置、能自由转动的小磁针之所以在地表面指向南北，是因为它受到作用的缘故。 2．叫做地磁场，地磁场的北极在地理极附近，地磁场的南极在地理极附近。 3．地磁场的两极和地理两极（是/不是）重合的，我国宋代学者是最早发现这一事实（磁偏角）的人。 黄冈中学第二轮复习 专题三电场和磁场 【方法归纳】 一、场强、电势的概念 1、电场强度E ①定义：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电量q的比值叫做该点的电场强度。 ②数学表达式：，单位： ③电场强度E是矢量，规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向 ④场强的三个表达式 ⑤比较电场中两点的电场强度的大小的方法： 由于场强是矢量。比较电场强度的大小应比较其绝对值的大小，绝对值大的场强就大，绝对值小的场强就小。 Ⅰ在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布相对密集处，场强较大；电场较大；电场线分布相对稀疏处，场强较小。 Ⅱ形成电场的电荷为点电荷时，由点电荷场强公式可知，电场中距这个点电荷Q较近的点的场强比距这个点电荷Q较远的点的场强大。 Ⅲ匀强电场场强处处相等 Ⅳ等势面密集处场强大，等势面稀疏处场强小 2、电势、电势差和电势能 ①定义： 电势：在电场中某点放一个检验电荷q，若它具有的电势能为E，则该点的电势为电势能与电荷的比值。电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功。也等于该点相对零电势点的电势差。 电势差：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做功与电荷电量q的比值，称为AB两点间的电势差，也叫电压。 电势能：电荷在电场中所具有的势能；在数值上等于将电荷从这一点移到电势能为零处电场力所做的功。 ②定义式：或，单位：V 单位：J ③说明：Ⅰ电势具有相对性，与零电势的选择有关，一般以大地或无穷远处电势为零。 Ⅱ电势是标量，有正负，其正负表示该的电势与零电势的比较是高还是低。 Ⅲ电势是描述电场能的物理量， 专题29 磁体与磁场 一．选择题（共14小题） 1．（2018?湘西州）下列物体能被磁铁吸引的是（） A．橡皮擦B．塑料三角板C．木炭 D．铁钉 【分析】具有吸引铁、钴、镍等物质的性质的物体叫磁体。 【解答】解：磁铁是具有磁性的物体，只能吸引铁、钴、镍等金属材料，不能吸引其它金属及橡皮、塑料和木材。 故选：D。 2．（2018?桂林）小关在探究磁现象的活动中能够实现的是（） A．用小磁针吸起铜块或铝块 B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线 C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管 D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极 【分析】①物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫磁性，具有磁性的物体叫做磁体。磁体周围存在着磁场，磁场对放入磁场中的磁体有力的作用，为了描述磁场的性质而引入了有方向的曲线，称为磁感线； ②通电导体周围存在磁场。 【解答】解：A、小磁针具有磁性，只能吸引铁、钴、镍等金属，不能吸引铜或铝。故A不可能实现； B、磁感线实际不存在，所以用放大镜也不能看到磁铁周围的磁感线。故B不可能实现； C、铜导线制成的轻质螺线管通过电流时，周围会产生磁场。所以用磁铁能够吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管。故C可能实现； D、磁体周围存在磁场，把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向此磁铁的S极。故D不可能实现。 故选：C。 3．（2018?自贡）自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（） A．同名磁极互吸引 B．条形磁体能够吸引小铁钉 C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方 D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了 【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律； 课时作业八 一、选择题 1．(多选)(2020·河北唐山一模)如图所示，匀强电场中的A 、B 、C 、D 点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行．已知A 、B 两点的电势分别为φA ＝12 V 、φB ＝6 V ，则C 、D 两点的电势可能分别为( ) A ．9 V 、15 V B ．9 V 、18 V C ．0 V 、6 V D ．6 V 、0V AC 已知ABCD 为平行四边形，则AB 与CD 平行且等长，因为匀强电场的电场强度的方向与纸面平行，所以U AB ＝U DC ＝6 V ，分析各选项中数据可知，A 、C 正确，B 、D 错误． 2．如图所示，Q 1、Q 2为两个等量同种带正电的点电荷，在两者的电场中有M 、N 和O 三点，其中M 和O 在Q 1、Q 2的连线上(O 为连线的中点)，N 为过O 点的垂线上的一点．则下列说法中正确的是( ) A ．在Q 1、Q 2连线的中垂线位置可以画出一条电场线 B ．若将一个带正电的点电荷分别放在M 、N 和O 三点，则该点电荷在M 点时的电势能最大 C ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从M 点移到O 点，则电势能减少 D ．若将一个带电荷量为－q 的点电荷从N 点移到O 点，则电势能增加 B 根据等量同种正电荷形成的电场在点电荷连线和中垂线上的电场强度和电势的特点可判定A 错；M 、N 、O 三点电势大小的关系为φM >φO >φN ，可判定带正电的点电荷在M 点时的电势能最大，B 正确；从M 点到O 点，电势是降低的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做负功，则电势能增加， C 错；从N 点到O 点，电势是升高的，故电场力对带电荷量为－q 的点电荷做正功，则电势能减少， D 错． 3．(2020· 河北冀州2月模拟)我国位处北半球，某地区存在匀强电场E 和可看作匀强磁场的地磁场B ，电场与地磁场的方向相同，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，一带电小球以速度v 在此区域内沿垂直场强方向在水平面内做直线运动，忽略空气阻力，此地区的重力加速度为g ，则下列说法正确的是( ) A ．小球运动方向为自南向北 B ．小球可能带正电 C ．小球速度v 的大小为E B D ．小球的比荷为 g E 2 ＋ vB 2 考点4 电场、磁场和能量转化 山东 贾玉兵 命题趋势 电场、磁场和能量的转化是中学物理重点内容之一，分析近十年来高考物理试卷可知，这部分知识在高考试题中的比例约占13%，几乎年年都考，从考试题型上看，既有选择题和填空题，也有实验题和计算题；从试题的难度上看，多属于中等难度和较难的题，特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题；由于高考的命题指导思想已把对能力的考查放在首位，因而在试题的选材、条件设置等方面都会有新的变化，将本学科知识与社会生活、生产实际和科学技术相联系的试题将会越来越多，而这块内容不仅可以考查多学科知识的综合运用，更是对学生实际应用知识能力的考查，因此在复习中应引起足够重视。 知识概要 能量及其相互转化是贯穿整个高中物理的一条主线，在电场、磁场中，也是分析解决问题的重要物理原理。在电场、磁场的问题中，既会涉及其他领域中的功和能，又会涉及电场、磁场本身的功和能，相关知识如下表： 如果带电粒子仅受电场力和磁场力作用，则运动过程中，带电粒子的动能和电势能之间相互转化，总量守恒；如果带电粒子受电场力、磁场力之外，还受重力、弹簧弹力等，但没有摩擦力做功，带电粒子的电势能和机械能的总量守恒；更为一般的情况，除了电场力做功外，还有重力、摩擦力等做功，如选用动能定理，则要分清有哪些力做功？做的是正功还是负功？是恒力功还是变力功？还要确定初态动能和末态动能；如选用能量守恒定律，则要分清有哪种形式的能在增加，那种形式的能在减少？发生了怎样的能量转化？能量守恒的表达式可以是：①初态和末态的总能量相等，即E 初=E 末；②某些形势的能量的减少量等于其他形式的能量的增加量，即ΔE 减=ΔE 增；③各种形式的能量的增量（ΔE =E 末-E 初）的代数和为零，即ΔE 1+ΔE 2+…ΔE n =0。 电、磁场中的功和能 电场中的 功和能 电势能 由电荷间的相对位置决定，数值具有相对性，常取无限远处或大地为电势能的零点。重要的不是电势能的值，是其变化量 电场力的功 与路径无关，仅与电荷移动的始末位置有关：W =qU 电场力的功和电势能的变化 电场力做正功 电势能 → 其他能 电场力做负功 其他能 → 电势能 转化 转化 磁场中的 功和能 洛伦兹力不做功 安培力的功 做正功：电能 → 机械能，如电动机 做负功：机械能 → 电能，如发电机 转化 转化 一、磁体与磁场 选择题： 1、实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是（） A、硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁 B、硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝 C、磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多 D、硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引 2、把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，则（） A、甲有磁性，乙无磁性 B、甲无磁性，乙有磁性 C、甲、乙都有磁性 D、甲、乙都无磁性 3、判断两根钢条甲和乙是否有磁性时，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S 极．当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动接近．由此可知（） A、两根钢条均有磁性 B、两根钢条均无磁性 C、钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 D、钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 4、甲、乙是两根外形完全相同的钢棒，乙棒能吸引甲棒的中间，由此可知（） A、甲、乙一定都有磁性 B、甲、乙一定都没有磁性 C、甲一定没有磁性，乙一定有磁性 D、乙一定有磁性，甲可能有磁性，也可能没有磁性 5、一位科学家在野外考查时，发现随身携带的能自由转动的小磁针静止在竖直方向，且N极朝下，则他所处的位置是（） A、赤道附近 B、地理南极附近 C、地理北极附近 D、一座山顶上 6、下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（） A、磁感线是磁场中客观存在的线，无磁感线的区域不存在磁场 B、地磁场的磁感线是从地球的地理北极出发到地理南极 C、在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向 D、磁铁周围的磁感线都是从磁铁的南极出来，回到磁铁的北极 参考答案与解析 1、D 2、A 3、D 4、D 5、C 6、C 解析 1、分析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的周围能够被磁化而获得磁性，能够和磁体相互吸引。选项D正确。 2、分析：磁体具有磁性，能够吸引钢铁一类的物质．磁体各个部分的磁性强弱不同—，条形磁体两端的磁性最强，叫做磁极，中间的磁性最弱，几乎没有．当铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，两者互相吸引，说明甲是磁体，具有磁性；把铁棒乙的一端靠近铁棒甲的中部，两者不能相互吸引，说明乙不是磁体，没有磁性．由以上分析可知，选项A正确． 3、分析：磁体具有磁性，能够吸引钢铁一类的物质，异名磁极也可以相互吸引，只有同名磁极之间相互排斥．把钢条甲的一端靠近小磁针的N极或S极，小磁针自动远离，说明钢条甲和小磁针相互靠近的一端是同名磁极，钢条甲一定具有磁性；当钢条乙靠近小磁针的N极或S极时，小磁针自动接近，说明钢条乙和小磁针相互靠近的一端互相吸引，钢条乙可能没有磁性，也可能具有磁性，若有磁性，钢条乙和小磁针相互靠近的一端是异名磁极。根据上述分析可知，选项D 正确． 4、分析：磁体有磁性，且在磁极处磁性最强，所以乙一定具有磁性，它的磁极对正甲的中间，不论甲是不是磁铁，都会被乙的磁极吸引，所以正确答案选D。 5、分析：根据地磁场的特点，小磁针静止时应该是S极指向地磁的北极，N极指向地磁的南极，而现在小磁针的N极向下，说明所处的位置正好是地磁的S 极，而地磁的S极在地理的北极附近，所以应选C。 6、分析：磁感线是假想的，是为了研究方便而引入的。答案：C 物理第二轮复习 专题三：电场和磁场 考点十一 磁场 1.(2018·全国卷II ·T20)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外。已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和1 2 B 0，方向也垂直于纸面向外。则( ) A.流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为 0127 B B.流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0121 B C.流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为01 12B D.流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为07 12 B 【命题意图】本题意在考查右手螺旋定则的应用和磁场叠加的规律。 【解析】选A 、C 。设L 1在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 1，设L 2在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 2，根据右手螺旋定则，结合题意B 0-(B 1+B 2)=13B 0，B 0+B 2-B 1=1 2 B 0， 联立可得B 1= 712B 0，B 2=1 12 B 0，选项A 、 C 正确。 2.(2018·北京高考·T6)某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定 初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是 ( ) A.磁场和电场的方向 B.磁场和电场的强弱 C.粒子的电性和电量 D.粒子入射时的速度 【解析】选C 。由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即Eq=qvB ，则v= E B ，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意，对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，但是对电性和电量无要求，根据F=qvB 可知，洛伦兹力的方向与速度方向有关，故对入射时的速度也有要求，故选C 。 3.(2018·全国卷I ·T25) 如图，在y>0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ；在y<0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y=h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向。已知11H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O 处第一次射出磁场。11H 的质量为m ，电荷量为q 。不计重力。求 考点4 电场、磁场和能量转化 命题趋势 电场、磁场和能量的转化是中学物理重点内容之一，分析近十年来高考物理试卷可知，这部分知识在高考试题中的比例约占13%，几乎年年都考，从考试题型上看，既有选择题和填空题，也有实验题和计算题；从试题的难度上看，多属于中等难度和较难的题，特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题；由于高考的命题指导思想已把对能力的考查放在首位，因而在试题的选材、条件设置等方面都会有新的变化，将本学科知识与社会生活、生产实际和科学技术相联系的试题将会越来越多，而这块内容不仅可以考查多学科知识的综合运用，更是对学生实际应用知识能力的考查，因此在复习中应引起足够重视。 知识概要 能量及其相互转化是贯穿整个高中物理的一条主线，在电场、磁场中，也是分析解决问题的重要物理原理。在电场、磁场的问题中，既会涉及其他领域中的功和能，又会涉及电场、磁场本身的功和能，相关知识如下表： 如果带电粒子仅受电场力和磁场力作用，则运动过程中，带电粒子的动能和电势能之间相互转化，总量守恒；如果带电粒子受电场力、磁场力之外，还受重力、弹簧弹力等，但没有摩擦力做功，带电粒子的电势能和机械能的总量守恒；更为一般的情况，除了电场力做功外，还有重力、摩擦力等做功，如选用动能定理，则要分清有哪些力做功？做的是正功还是负功？是恒力功还是变力功？还要确定初态动能和末态动能；如选用能量守恒定律，则要分清有哪种形式的能在增加，那种形式的能在减少？发生了怎样的能量转化？能量守恒的表达式可以是：①初态和末态的总能量相等，即E 初=E 末；②某些形势的能量的减少量等于其他形式的能量的增加量，即ΔE 减=ΔE 增；③各种形式的能量的增量（ΔE =E 末-E 初）的代数和为零，即ΔE 1+ΔE 2+…ΔE n =0。 电磁感应现象中，其他能向电能转化是通过安培力的功来量度的，感应电流在磁场中受到的安培力作了多少功就有多少电能产生，而这些电能又通过电流做功转变成其他能，如电阻上产生的内能、电动机产生的机械能等。从能量的角度看，楞次定律就是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化，因此从功和能的观点入手，分析清楚能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径；在运用功能关系解决问题时，应注意能量转化的来龙去脉，顺着受力分析、做功分析、能量分析的思路严格进行，并注意功和能的对应关系。 电、磁场中的功和能 电场中的 功和能 电势能 由电荷间的相对位置决定，数值具有相对性，常取无限远处或大地为电势能的零点。重要的不是电势能的值，是其变化量 电场力的功 与路径无关，仅与电荷移动的始末位置有关：W =qU 电场力的功和电势能的变化 电场力做正功 电势能 → 其他能 电场力做负功 其他能 → 电势能 转化 转化 磁场中的 功和能 洛伦兹力不做功 安培力的功 做正功：电能 → 机械能，如电动机 做负功：机械能 → 电能，如发电机 转化 转化 河北职业技术师范学院教案 编号理论 2003——2004学年度第一学期 系（部）数理系教研室物理教研室任课教师高忠明课程名称大学物理学 授课章节：第七章 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现 二 法拉第电磁感应定律： 1.约定：有一个闭合回路l ，任选一个方向作为回路绕行的正方向。回路所围曲面S 的法向n 取回路正方向的右手螺旋方向，通过回路所围的任何一个曲面上的磁通量Φ都相等，与曲面的选取无关，简称为回路中的磁通量。 2.定律表述：当回路l 中的磁通量Φ变化时，在回路上产生的感应电动势为 dt d Φ ε- = 法拉第电磁感应定律中的负号，代表着对感应电动势方向的判定，是楞次定律的数学表示。 对于线圈，全磁通i ΦΦ∑= 例1图 例1 如图12-7所示，一长直电流I 旁距离r 处有一与电流共面的圆线圈，线圈的半径为R 且R<< r 。就下列两种情况求线圈中的感应电动势。 (1) 若电流以速率 dt dI 增加； (2) 若线圈以速率v 向右平移。 解 穿过线圈的磁通量为 r IR R r I BS 22202 0μππμΦ= ?== (1) 按法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势大小为 dt dI r R r IR dt d dt d ?=??? ? ??= =222020μμΦε 由楞次定律可知，感应电动势为逆时针方向。 (2) 按法拉第电磁感应定律 dt dr r IR r dt d IR r IR dt d dt d 2202020121121 2?=?=??? ? ??= =μμμΦε 由于v dt dr =，故 2 202r v IR με= 由楞次定律可知，感应电动势为顺时针方向。 《磁体和磁场》教学设计 高邮市卸甲镇龙奔初中炀 一、教学目标 1.知识与技能： （1）通过活动，认识磁体和磁极，并了解磁极间相互作用的规律； （2）认识磁体周围的磁场分布情况，知道磁感线可用来形象地描述磁场，会画磁感线； （3）知道地磁场。 2.过程与方法： (1)通过设计探究实验，引导学生经历科学探究，培养学生探究能力； (2)通过启发与讨论相结合的方法，引导学生自主合作，培养学生独立思考和合 作能力。 3.情感、态度与价值观： 引导学生经历科学探究，培养学生实事的科学态度，培养学生的创新意识，使学生获得成功的体验； 二、教学重点、难点 重点：探究磁极间的相互作用的规律；知道磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场；探究磁场分布的过程。 难点：磁场的理解，怎样用磁感线描述磁场 三、教学准备： 条形磁体、蹄形磁体、小磁针、硬币、大头针、铜块、铁屑、铁钉、木块 四、学生预习准备： 在小学自然课里，我们已学过一些简单的磁现象，请你回顾一下以前所学的容，完成下列填空： (1)磁体能吸引铁钉、大头针、小刀等物体，这类物体是由制成的； (2)指南针具有指的性质，指北的那端叫做极，指南的那端叫做极； (3)用一个磁体一端去靠近另一个磁体的一端，会出现和两种不同的情况； （4）生活中有哪些东西是用磁性材料做的呢？ 五、教学过程： 引入：当我还是一个四五岁的小孩时，父亲给我一个罗盘，我觉得十分好奇，这只指南针不和任何物体接触，竟能始终的指向南北。我现在还记得：当时我萌发了一个深刻而持久的印象，这事情的背后一定隐藏着某种道理。——爱因斯坦提出问题：究竟，指南针为什么能指方向？经过今天的学习，你就会知道其中的奥秘了。 给出实物，介绍几种常见的磁铁：条形磁体、蹄形磁体、小磁针。 活动一：认识磁体、磁极 阅读课本，利用桌上的实验器材，分组完成实验探究，并汇报实验结果。 1.用磁体靠近铁钉、大头针、硬币、橡皮、铜块、木块等物体，发现磁体能吸引，物理学中把能吸引、、等物质的特性称为磁性，具有磁性的物体叫做磁体。 2.在桌面上均匀地撒一些大头针，把磁体放在大头针上，你观察到的现象是什么？磁体上不同部位磁性强弱一样吗？ 3.把一个磁体悬挂或支起来，当它静止时，两端分别指向什么位置？ 4.把一个磁体悬挂或支起来，用另一个的一端分别靠近该磁体的两端，观察到的现象是什么？你能得出什么结论？ 5.被磁体吸引的铁钉（能/不能）吸引大头针，说明铁钉（具有/不具有）磁性。像铁钉一样，原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做。 6.当用薄木板（或纸）隔开磁体和大头针时，观察到磁体对大头针（有/无）作用。 学生完成实验，回答上面的问题，出示板书：1.磁性、磁体；2.磁极；3.磁极间的相互作用规律4.磁化。 教师引导过渡：为什么不接触，磁体还能够对大头针有力的作用？ 活动二：认识磁场 磁场是一种存在于磁体周围，看不见、摸不着的特殊物质，那么，我们如何认识磁场？（引导学生想到用转换法来认识磁场。） 专题四 第二讲 一、选择题(1～6题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确) 1．(2014·新课标Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A ．安培力的方向可以不垂直于直导线 B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 [答案] B [解析] 该题考查通电导线在磁场中所受安培力的大小和方向。解题的关键是要理解楞次定律和有效长度。安培力垂直于导线和磁场决定的方向，A 错B 对。由F ＝BIL sin θ可知，C 错。当导线从中间折成直角时，有效长度L 1＝ 2 2 L ，D 选项不正确。本题容易出错的是D 选项。没有掌握有效长度与原长度的关系。有效长度是连接初、末位置线段的长度。 2．(2014·长春模拟)如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd 的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为I a ＝I ，I b ＝2I ，I c ＝3I ，I d ＝4I 的恒定电流。已知通电长直导线周围距离为r 处磁场的磁感应强度大小为B ＝k I r ，式中常量k >0，I 为电流强度。忽略电流间的相互作用，若电流I a 在 正方形的几何中心O 点处产生的磁感应强度大小为B ，则O 点处实际的磁感应强度的大小及方向为( ) A ．22 B ，方向由O 点指向ad 中点 B ．22B ，方向由O 点指向ab 中点 C ．10B ，方向垂直于纸面向里 D ．10B ，方向垂直于纸面向外 [答案] A [解析] 由题意，直导线周围某点的磁感应强度与电流强度成正比，与距直导线距离成反比。应用安培定则并结合平行四边形定则，可知A 选项正确。 3．(2014·乌鲁木齐模拟)如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。长度为L 的导体中通有恒定电流，电流大小为I 。当导体垂直于磁场方向放置时，导体受到的安培力大小为BIL 。若将导体在纸面内顺时针转过30°角，导体受到的安培力大小为( ) A ．BIL 2 B ．BIL 专题四 电场和磁场 一、电场和磁场中的带电粒子 1、知识网络 2、方法点拨： 分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索： （1）力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。 （2）功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。 处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。 处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画好示意图，在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系。 3、典型例题 【例题1】如图1所示，图中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外。O 是MN 上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电量为+q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P 点相遇，P 到O 的距离为L ，不计重力及粒子间的相互作用。 （1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径； （2）求这两个粒子从O 点射入磁场的时间间隔。 半径公式： qB mv R = 周期公式： qB m T π2= 带电粒子在电场磁场中的运动 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在复合场中的运动 直线运动：如用电场加速或减速粒子 偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解 圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动 直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时） 圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时） 直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提 供向心力 一般的曲线运动 电场、磁场及复合场 【典型例题】 1．空间存在相互垂直的匀强电场E 和匀强磁场B ，其方向如图所示．一带电粒子+q 以初速度v 0垂直 于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是 （ ） A ．沿初速度方向做匀速运动 B ．在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动 C ．在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动 D ．初始一段在纸平面内做轨迹向下（向上）弯曲的非匀变速曲线运动 2．如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动到B 点时，速度为零，C 是轨迹的最低点，以下说法中正确的是 （ ） A ．液滴带负电 B ．滴在C 点动能最大 C ．若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒 D ．液滴在C 点机械能最大 3．如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现给滑环以水平向右的瞬时冲量，使滑环获得向右的初速，滑环在杆上的运动情况可能是 （ ） A ．始终作匀速运动 B ．先作加速运动，后作匀速运动 C ．先作减速运动，后作匀速运动 D ．先作减速运动，最后静止在杆上 4．如图所示，质量为m 、带电量为+q 的带电粒子，以初速度v 0垂直进入相互正交的匀强电场E 和匀 强磁场B 中，从P 点离开该区域，此时侧向位移为s （重力不计），则 （ ） A ．粒子在P 点所受的磁场力可能比电场力大 B ．粒子的加速度为(qE – qv 0B )/m C ．粒子在P 点的速率为m qsE v 220 D ．粒子在P 点的动能为mv 02 /2 – qsE 5．如图所示，质量为m ，电量为q 的正电物体，在磁感强度为B 、方向垂 直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动，物体运动初速度为v ，则 （ ） A ．物体的运动由v 减小到零所用的时间等于mv /μ（mg+qvB ） B ．物体的运动由v 减小到零所用的时间小于mv /μ（mg+qvB ） C ．若另加一个电场强度为μ（mg+qvB ）/q 、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动 D ．若另加一个电场强度为（mg+qvB ）/q 、方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动 6．如图所示，磁感强度为B 的匀强磁场，在竖直平面内匀速平移时，质量为m ，带电– q 的小球，用线悬挂着，静止在悬线与竖直方向成30°角的位置，则磁场的最小移动速度为 ． 7．如图所示，质量为1g 的小环带4×10-4 C 正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦 因数μ = 0.2，将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在的竖 直平面与磁场垂直，杆与电场夹角为37°，若E = 10N/C ，B = 0.5T ，小环从静止释放，求： ⑴ 当小环加速度最大时，环的速度和加速度； ⑵ 当小环速度最大时，环的速度和加速度． 8．如图所示，半径为R 的光滑绝缘竖直环上，套有一电量为q 的带正电的小球，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，已知小球所受的电场力与重力的大小相等．磁场的磁感强度为B ，求： ⑴ 在环顶端处无初速释放小球，小球运动过程中所受的最大磁场力； ⑵ 若要小球能在竖直圆环上做完整的圆周运动，在顶端释放时初速必须满足什么条件？ 9．如图所示，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度B =1T ，匀强电场方向水平向右，场强E = 103N/C ．一带正电的微粒质量m = 2×10-6kg ，电量q = 2×10-6 C ，在此空间恰好作直线运动，问： ⑴ 带电微粒运动速度的大小和方向怎样？ ⑵ 若微粒运动到P 点的时刻，突然将磁场撤去，那么经多少时间微粒到达Q 点？（设PQ 连线与电场方向平行） 10．如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电．在两板间有一垂直纸面向里 的匀强磁场．一电子从两板左侧以速度v 0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感强度为B 1时，电子从a 点射出两板，射出时的速度为2v 0．当两板间磁场的磁感强度为B 2时，电子从b 点射出时的侧移量仅为从a 点射出时侧移量的1/4，求电子从b 点射出的速率． 11．如图所示，在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间，有一个质量为m 的带电微粒，系于长为 l 的细丝线的一端，细丝线另一端固定于O 点．带电微粒以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动，此时细线与竖直方向成30°角，且细线中张力为零，电场强度为E ，方向竖直向上． ⑴ 求微粒所带电荷的种类和电量； ⑵ 问空间的磁场方向和磁感强度B 的大小多大？ ⑶ 如突然撤去磁场，则带电粒子将作怎样的运动？线中的张力是多大？ 九年级物理下册《磁体与磁场》知识点汇总 九年级物理下册《磁体与磁场》知识点汇总 一、磁现象 磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。 二、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.(与电荷类比) 三、磁场的基本性质： 1、磁场对处于场中的磁体有力的作用。 2、磁场对处于场中的电流有力的作用。 磁场知识点磁感应强度、通电导线和磁场中受到的力 一、安培力的方向 安培力――磁场对电流的作用力称为安培力。 左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。 二、安培力方向的判断 1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。 2.已知I、B的方向，可唯一确定F的方向;已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。 3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中，所以解决该类问题时，应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中，还要善于把立体图转换成平面图。 三、安培力的大小 实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，导线所受到的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时，导线所受到的安培力等于零;当导线方向与磁场方向斜交时，所受到的 安培力介于最大值和零之间。 四、磁感应强度 定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。 对磁感应强度的理解 1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L均无关。 2、定义式B=FIL成立的条件是：通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小，除了与磁场强弱有关外，还与导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。 3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的试探电荷。 4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。 5、磁感应强度与电场强度的区别：磁感应强度B是描述磁场的性质的物理量，电场强度E是描述电场的性质的物理量，它们都是矢量，现把它们的区别列表如下： 物理3-1磁场知识点几种常见的磁场 一、磁场的方向 物理学规定： 在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 二、图示磁场 (一)磁感线――在磁场中假想出的一系列曲线 1、磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致(小磁针静止时N极所指的方向)。 2、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 (二)常见磁场的磁感线 1、永久性磁体的磁场：条形，蹄形 2、直线电流的磁场2021-2022年高考物理二轮复习专题突破3电场和磁场第1讲电场和磁场的基本性质
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一、知识网络
1．带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况：
带电粒子 在电场中 的运动
直线运动：如用电场加速或减速粒子 偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解 圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动
带电粒子在 电场磁场中 的运动
带电粒子 在磁场中 的运动
带电粒子 在复合场 中的运动
直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时）
圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时）
半径公式： R mv
2m 周期公式：T
qB
qB
直线运动：垂直运动方向的力必定平衡
圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提 供向心力
一般的曲线运动
.带电粒子在匀强电场、匀强磁场中运动的比较
在场强为E的匀强电场中
在磁感应强度为B的匀强磁场中
初速度为零
做初速度为零的匀加速直线运动
保持静止
初速度∥场线 做匀变速直线运动
做匀速直线运动
初速度⊥场线 做匀变速曲线运动(类平抛运动)
做匀速圆周运动
共同规律
受恒力作用，做匀变速运动
洛伦兹力不做功，动能不变
(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。这类题的解题关键是画出示意图。
运动特点分析：在垂直电场方向做匀速直线运动 vx v0
x v0t
在平行电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动 v y at
y 1 at 2 2
a Eq Uq 通过电场区的时间： t L
UqL2 粒子通过电场区的侧移距离： y
m dm
v0
2mdv02
粒子通过电场区偏转角： tg UqL
mdv
2 0
带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离
也可表示为： y L tg 2
(2) 不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。这类题的解题关键是画好示意图， 画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。在画图的基础上特别注意使用几何知识寻找关系。
用几何知识确定圆心并求半径：画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的 F 或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系；确定轨迹所 对的圆心角，求运动时间：先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于 360°(或 2)计算出圆心角 的大小，再由公式 t=T/3600(或 T/2)可求出运动时间。
向心力公式： Bqv m v 2 运动轨道半径公式： R mv ； 运动周期公式：T 2m
R
Bq
Bq
T 或 f 、 的两个特点：T、 f 和 的大小与轨道半径（R）和运行速率（ v ）无关，只与磁场的磁感
q
应强度（B）和粒子的荷质比（ ）相关。
m
(3)处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而 定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由
题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目2019届高考物理专题三电场和磁场18年真题汇编
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