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2016届高三物理二轮复习专题三电场和磁场

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专题三电场和磁场通过对近3年高考试题的分析可以看出，高考对电场和磁场的考查主要有以下3个部分：1．电场部分：以带电粒子运动轨迹与电场线或等势面间的关系为核心，考查电场的力性质和能性质，带电粒子在匀强电场中的加速、偏转为考查重点，兼顾带电粒子在非匀强电场中的偏转轨迹分析。

2．磁场部分：以考查带电粒子在磁场中的圆周运动为主，其次是通电导线在磁场中受安培力作用问题。

3．综合部分：带电粒子在复合场中的运动问题和临界问题是考查的重点，并应关注在生产科技中的应用。

[备考·应试指导]命题预测2016年高考，可能在四个方面命题：一是电场的性质；二是带电粒子在电场中的运动，三是磁场对通电导体的作用力；四是带电粒子在磁场中的运动，选择题型一般难度中等，计算题型难度中等以上。

备考对策1．熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点，运用动力学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题。

2．对于带电粒子在电场、磁场和复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动)，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用动力学方法和功能关系加以解决。

3．了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等构造，明确它们的工作原理。

考点1 电场的性质 : 本考点是高考热点，题型为选择题，考向如下：(1)电场的叠加。

(2)等量电荷或不等量电荷的电场的分布与电场强度、电势、电势能的大小比较。

(3)电场力做功与电势能的改变之间的关系。

电场中的各个物理量形成及相互转化关系1．[多选](2015·威海模拟)如图所示，水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的几条电场线。

以水平线上的某点O′为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是( )A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功[解析] 电场强度是矢量，由题图看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，A错误；根据沿着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越低，故a点电势低于c点电势，故B正确；根据对称性可知，b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等，故C正确；d点电势高于b点电势，由E p＝qφ＝－eφ，则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能，根据功能关系可知，电子沿圆周由d到b，电场力做负功，故D错误。

[答案] BC2．(2015·厦门模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x1和－x1为x轴上对称的两点。

下列说法正确的是( )A．x1处场强大于－x1处场强B．若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动，到达－x1点时速度为零C．电子在x1处的电势能大于在－x1处的电势能D．x1点的电势比－x1点的电势高[解析] 从图象可以看出，x1处场强与－x1处场强等大、反向，故A错误；由于x1和－x1两点关于x轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到x1和从O点到－x1电势降落相等，故x1和－x1两点的电势相等，D错误；电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，O点的电势最高，电子在O点电势能最小，动能最大，速度最大，由于x1处与－x1点处电势相同，故电子到达－x1点时速度还为零，B正确；x1和－x1两点的电势相等，电子在x1处的电势能等于在－x1处的电势能，C错误。

[答案] B3．(2015·吉林模拟)图甲是某电场中的一条竖直方向的电场线，A 、B 是这条电场线上的两点，若将一带负电的小球从A 点自由释放，小球沿电场线从A 到B 运动过程中的速度随时间变化图线如图乙，比较A 、B 两点电势φ的高低和电场强度E 的大小，并比较该小球在A 、B 两点的电势能E p 大小和电场力F 大小，可得( )A ．φA ＞φB B ．E A ＜E BC ．E p A ＞E p BD ．F A ＜F B [解题关键](1)题干中“竖直方向的电场线”说明：带电小球受到的电场力沿竖直方向。

(2)题干中“一带负电的小球”说明：小球重力不可忽略。

[解析] 由图乙知小球从A 到B 做加速度减小的加速运动，所以小球所受的电场力方向必定竖直向上，小球带负电，则电场线方向竖直向下，沿电场线方向电势降低，所以φA ＜φB ，故A 错误；小球的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得qE －mg ＝ma ，则知E 逐渐减小，即有E A ＞E B ，故B 错误；电场力对小球做正功，其电势能减小，则有E p A ＞E p B ，故C 正确；根据公式F ＝qE 可知F A ＞F B ，故D 错误。

[答案] C电场强度、电势、电势能的判断方法1．电场强度：(1)根据电场线的疏密程度进行判断；(2)根据等势面的疏密程度进行判断；(3)根据E ＝ma q进行判断。

2．电势：(1)沿电场线方向电势逐渐降低；(2)若q 和W ab 已知，由U ab ＝W abq判定。

3．电势能：(1)电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大；(2)正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能反而小。

1．(2015·全国新课标Ⅰ)如图，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM 、φN 、φP 、φQ 。

一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等。

则( )A ．直线a 位于某一等势面内，φM >φQB ．直线c 位于某一等势面内，φM >φNC ．若电子由M 点运动到Q 点，电场力做正功D ．若电子由P 点运动到Q 点，电场力做负功 解析：选B 由电子从M 点分别运动到N 点和P 点的过程中电场力所做的负功相等可知，N 、P 两点在同一等势面上，且电场线方向为M →N ，故选项B 正确，选项A 错误。

M 点与Q 点在同一等势面上，电子由M 点运动到Q 点，电场力不做功，故选项C 错误。

电子由P 点运动到Q 点，电场力做正功，故选项D 错误。

2．[多选](2014·全国新课标Ⅰ)如图所示，在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点，F 为MN 的中点，∠M ＝30°。

M 、N 、P 、F 四点处的电势分别用φM 、φN 、φP 、φF 表示，已知φM ＝φN ，φP ＝φF ，点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在平面内，则( )A ．点电荷Q 一定在MP 的连线上B ．连接PF 的线段一定在同一等势面上C ．将正试探电荷从P 点搬运到N 点，电场力做负功D ．φP 大于φM解析：选AD 根据正点电荷的电场的特点可知，点电荷的电场的等势面是以点电荷为中心的同心球面，故分别作MN 连线的中垂线和PF 连线的中垂线，如图所示，根据图中几何关系可知，两条线交MP 于A 点，即点电荷在A 点，A 正确，B 错误；将正试探电荷从P 点搬运到N 点，电场力做正功，C 错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，故φP >φM ，D 正确。

考点2 与平行板电容器有关的电场问题:本考点是高考中的热点，题型一般为选择题。

考向涉及平行电容器板间电场强度、电势、带电粒子电势能等问题。

1．必须记住的三个公式C ＝Q U 、C ＝εr S 4πkd 、E ＝U d。

2．必须明确的两个关键点(1)电路处于接通状态时，电容器两极板间电压不变。

(2)电路处于断开状态时，电容器两极板间的带电荷量不变。

1.(2015·嘉兴模拟)如图所示的实验装置中，极板A 接地，平行板电容器的极板B 与一灵敏的静电计相接。

将A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q 、电容C 、两极间的电压U 及电容器两极板间的场强E 的变化情况是( )A ．Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B ．Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C ．Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D ．Q 不变，C 变小，U 变大，E 变小[解析] 电容器未接电源，故电容器的电荷量Q 不变，A 、B 错误；根据C ＝Q U 及E ＝U d、C ＝εr S 4πkd 可知，当两极板间的距离d 增大时，C 变小，U 变大，三式联立可得E ＝4πkQεr S，故电场强度E 不变，C 正确，D 错误。

[答案] C 2．[多选](2015·襄阳模拟)如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。

一带电油滴位于两板中央的P 点且恰好处于平衡状态。

现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离( )A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动B ．带电油滴将沿竖直方向向下运动C ．P 点的电势将升高D ．电容器的电容减小，电容器的带电量将减小 [解题关键](1)题干中“平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接”说明：平行板电容器两端的电压保持不变。

(2)题干中“下极板接地”说明：下极板的电势为零。

(3)题干中“恰好处于平衡状态”说明：带电油滴所受合力为零。

[解析] 由C ＝εr S 4πkd 可知，当上极板向下移动时，d 减小，电容变大，又C ＝QU ，电压U不变，因此电容器所带电量增加，选项D 错误；根据电容器内部电场强度E ＝U d可知，d 减小，电场强度增大，这样油滴受到向上的电场力增大，将向上运动，选项A 正确，B 错误；由于场强增大，由U ＝Ed 可知，P 与下极板电势差变大，P 点电势升高，选项C 正确。

[答案] AC“一明、二分、一定”解决平行板电容器问题1．(2015·全国新课标Ⅱ)如图，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)逆时针旋转45°，再由a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A ．保持静止状态B ．向左上方做匀加速运动C ．向正下方做匀加速运动D ．向左下方做匀加速运动解析：选D 两板水平放置时，放置于两板间a 点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡。

当将两板逆时针旋转45°时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45°，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动。

选项D 正确。

2.(2014·海南高考)如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d ；在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中。

当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动。

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高三物理二轮复习专题三电场与磁场电场与磁场的基本性质.pptx

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C．若将 A 板竖直向上平移一小段距离，两板间的电 场强度将增大
D．若将 A 板竖直向下平移一小段距离，原 P 点位置 的电势将不变
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3．带电粒子所受的电场力变化决定其加速度的变化。 根据粒子运动轨迹各处电场线疏密程度变化可确定粒子加 速度先减小后增大，由此可知诊断卷第 6 题 C 选项错误；
如图，一半径为 R 的圆盘上均匀分布 着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、 b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R， 在 a 点处有一电荷量为 q(q＞0)的固定点电荷。已知 b 点处的 场强为零，则 d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ) A．k3Rq2 B．k190Rq2 C．kQR＋2 q D．k9Q9R＋2 q
图 3-1-5 (2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线 管可等效为条形磁铁，如图乙。
同产生的场强 E3＝E2＝kaQ2，方向沿 y 轴负向；将该正点
电荷移到 G 处，该正点电荷在 H 点产生的场强 E4＝k2Qa2，
方向沿 y 轴正向，所以 H 点的场强 E＝E3－E4＝34kaQ2 ，方
向沿 y 轴负向。
答案：B
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2．(2015·安徽高考)已知均匀带电的无穷大平面在真空
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解析：每块极板上单位面积所带的电荷量为 σ＝QS，每块 极板产生的电场强度为 E＝2σε0，所以两极板间的电场强度 为 2E＝εQ0S。一块极板在另一块极板处产生的电场强度 E′＝2εQ0S，故另一块极板所受的电场力 F＝qE′＝Q·2εQ0S ＝2Qε02S，选项 D 正确。 答案：D
中激发电场的场强大小为2σε0，其中 σ 为平面上单位 面积所带的电荷量，ε0 为常量。如图 3-1-2 所示的 平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空， 图 3-1-2 带电荷量为 Q。不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，
高三物理二轮复习专题三 电场和磁场

高三物理二轮复习专题三 电场和磁场

专题三错误!通过场的类比（电场与重力场类比、电场与磁场的类比）,形象理解电场的性质，掌握电场力和洛伦兹力的特性;围绕两大性质，理顺电场中基本概念的相互联系；熟知两大定则(安培定则和左手定则)，准确判定磁场及磁场力的方向；认识两类偏转模型(类平抛和圆周运动），掌握带电粒子在场中的运动性质、规律和分析处理方法．第6讲带电粒子在电场中的运动1．［2015·全国卷Ⅰ］如图6.1所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则(）A．直线a位于某一等势面内，φM〉φQB．直线c位于某一等势面内，φM〉φNC．若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【考题定位】难度等级：容易出题角度:本题考查了考生对电场能的性质的理解，要求考生掌握匀强电场的电场强度与电势差的关系．2．［2015·全国卷Ⅱ］如图6。

2所示，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)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）A．保持静止状态B．向左上方做匀加速运动C．向正下方做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动【考题定位】难度等级:容易出题角度:本题考查了力电综合的力与运动关系问题，涉及平行板电容中电场特点、牛顿运动定律的应用等考点．考点一电场的性质1 如图6-4所示，半径为R的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动,水平虚线AB、CD互相垂直，一电荷量为＋q的可视为质点的小物块置于距转轴r处，空间有方向由A指向B的匀强电场．当圆盘匀速转动时,小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线AB上)时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ（虚线CD上)时受到的摩擦力为f。

2016版高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第(精)

2016版高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第(精)

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2016年高考物理 增分策略三 3 电场和磁场课件.

2016年高考物理 增分策略三 3 电场和磁场课件.


图1
vn－1sin θn－1＝vnsin αn 由图 1 看出 rnsin θn－rnsin αn＝d 由⑥⑦⑧式得 rnsin θn－rn－1sin θn－1＝d
⑦
⑧ ⑨
由⑨式看出 r1sin θ1，r2sin θ2，…，rnsin θn 为一等差数列，公差 为 d，可得 rnsin θn＝r1sin θ1＋(n－1)d ⑩
解析：(1)小滑块沿 MN 运动过程，水平方向受力满足 qvB＋N ＝qE 小滑块在 C 点离开 MN 时 N＝0， E 解得 vC＝B. (2)由动能定理 1 2 mgh－Wf＝ mvc －0 2 mE2 解得 Wf＝mgh－ 2 . 2B
(3)如图，小滑块速度最大时，速度方向 与电场力、 重力的合力方向垂直． 撤去磁场后 小滑块将做类平抛运动，等效加速度为 g′ g′ ＝
增分 策略
2016年高考 物理
（三）电场和磁场
3.带电粒子在复合场中的运动
1．如图，绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同 时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场 方向水平向右，电场强度大小为 E，磁场方向 垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静 止开始沿 MN 下滑，到达 C 点时离开 MN 做曲 线运动．A、C 两点间距离为 h，重力加速度为 g.
(2)设粒子在第 n 层磁场中运动的速度为 vn， 轨迹半径为 rn(各量 的下标均代表粒子所在层数，下同) 1 2 nqEd＝ mvn 2 v2 n qvnB＝m r n ⑤ ⑥
粒子进入第 n 层磁场时，速度的方向与水平方向 的夹角为 αn， 从第 n 层磁场右侧边界穿出时速度方向 与水平方向的夹角为 θn，粒子在电场中运动时，垂直 于电场线方向的速度分量不变，有