电场线、磁感线的理解和应用
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第一章、电 场一、电荷 :1、自然界中有且只有两种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、电荷守恒定律:电荷既不会创造,也不会消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一个部分。
“起电”的三种方法:摩擦起电,接触起电,感应起电。
实质都是电子的转移引起:失去电子带正电,得到电子带等量负电。
3、电荷量Q :电荷的多少元电荷:带最小电荷量的电荷。
自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。
密立根油滴实验测出:e=1.6×10—19C 。
点电荷:与所研究的空间相比,不计大小与形状的带电体。
库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的静电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
公式: k = 9×109 N ·m 2/C 2二、电场:1、电荷间的作用通过电场产生。
电场是一种客观存在的一种物质。
电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E :放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q 的比。
E=F/q 单位:N/C 或V/mE 是电场的一种特性,只取决于电场本身,与F 、q 等无关。
普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式 E=F/qE=U/d 方向 与正电荷受电场力方向相同 与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q 沿半径方向指向—Q由“+Q ”指向 “—Q ” 大小电场线越密,场强越大各处场强一样大3、电场线:形象描述场强大小与方向的线,实际上不存在。
疏密表示场强大小,切线方向表示场强方向。
一率从“+Q ”指向“—Q ”。
正试探电荷在电场中受电场力顺电场线,负电荷在电场中受电场力逆电场线。
电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。
只有电场线为直线,带电粒子初速度为零时,两条轨迹才重合。
任意两根电场线都不相交。
4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上,内部合场强处处为零。
电场与磁场的电场线与磁感线自古以来,人类一直试图解释并理解周围世界的各种现象。
在物理学中,电场与磁场是两个重要的概念。
电场是由电荷引起的力场,而磁场则是由电流引起的力场。
在探索电场与磁场的性质时,电场线与磁感线作为一种图形表示方式,被广泛应用。
首先,我们来讨论电场线。
电场线是表示电场强度与方向的曲线。
当一个正电荷放置在空间中时,其周围就会形成以该正电荷为中心的电场。
电场线的方向始终指向正电荷,以箭头表示。
电场线的密度和弯曲程度表示了电场的强弱。
当电场较强时,电场线就相互靠近,反之,当电场较弱时,电场线就相互远离。
此外,电场线是无限延伸的,因为电场的作用范围是无限的。
对于磁感线,它是一种表示磁场强度与方向的曲线。
与电场不同的是,磁场不是由单个磁荷所产生的,而是由电流所产生的。
磁感线的方向则不是简单指向电流的方向,而是按磁场的形状环绕电流。
例如,当一根长直电流导线放置在空间中时,其周围就会形成以导线为中心的磁场。
磁感线以闭合的环形曲线环绕导线,形成集束状的样子。
磁感线的密度越大,磁场的强度越大。
类似电场线,磁感线也是无限延伸的,其作用范围是无限的。
电场线和磁感线在物理学研究中起着重要的作用。
它们能够直观地描绘出电场和磁场的分布情况,使我们更容易理解与分析电场和磁场的性质。
比如,在电场中放置一个带电粒子,我们就可以通过电场线的走向来预测其运动方向。
类似地,在磁场中放置一个电流回路,我们可以通过磁感线的形状来了解该回路所受到的力的大小和方向。
此外,电场线和磁感线的交叉情况也是物理学中的一个重要研究问题。
当一个导体中同时存在电流和电荷时,电场线和磁感线会发生相互作用。
这种相互作用被称为洛伦兹力,可以用于解释一系列与电磁现象相关的现象,如电磁感应、电磁波等。
总结来说,电场线和磁感线是描述电场和磁场的重要工具。
它们能够直观地展示电场和磁场的分布情况,帮助我们更好地理解和研究电场和磁场的性质。
在物理学领域,电场线和磁感线的研究不仅有助于解释和预测各种现象,还促进了我们对电场和磁场的深入认识。
电场一、电荷:1.带正负电的基本粒子,称为电荷。
2.带正电的粒子叫正电荷(+),带负电的粒子叫负电荷(“﹣”)。
也是某些基本粒子(如电子和质子)的属性,它使基本粒子互相吸引或排斥。
3.元电荷:又称“基本电量”或“元电荷”。
在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,也是物理学的基本常数之一,常用符号e表示。
基本电荷e=1.6021892×10^-19库仑,(通常取e=1.6×10^-19C)。
是一个电子或一个质子所带的电荷量。
任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
4.点电荷:不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体。
是实际带电体的理想化模型。
在研究带电体间的相互作用时,若带电体的尺寸远小于它们之间的距离时,就可把带电体看成点电荷。
点电荷是没有大小的带电体,是一种理想模型.实际的带电体(包括电子、质子等)都有一定大小,都不是点电荷.当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时,可把电荷看成点电荷.5.对非点电荷间的相互作用力,可看成许多点电荷间相互作用力的叠加.静止点电荷对运动点电荷的作用力可用库仑定律(F=k*(q1*q2)/r^2)计算,但运动点电荷对运动点电荷的作用力一般不能用库仑定律计算.(比例常数k = 1/4pe0 (1-3)=9.0x10^9牛 ·米2/库2(N*m^2/C^2))6.获取电荷:摩擦起点,接触取电,感应起电。
二、电荷守恒定律:1.对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变。
(电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
)三、库仑定律:1. F=k*(Q1*Q2)/r^2。
(静电力常量: k = 9.0x10^9牛 ·米2/库2(N*m^2/C^2))2. 真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥,异名电荷相吸。
高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极,而竖直分量By则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.5.安培力1安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.2洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.3洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计,1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反,带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA,一般常取绝对值,写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向,电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时,一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样,在等势面线密处场强大,等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中,或由动能定理计算.2只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
磁感线的概念_磁感线的特性_磁感应强度_磁感应强度B的计算公式磁感线的概念磁感线(Magnetic Induction Iine):在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。
磁感线的方向性规定:规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向;与电场线不同,磁感线是闭合曲线。
磁感线是用来定性描述磁场的一簇簇曲线。
磁场用物理量磁感应强度来定量计算。
磁感应强度用B来表示,B为矢量,满足矢量运算的平行四边形法则。
(文后有详细的解析)磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
典型的磁感线磁感线的特性磁感线都有哪些性质呢?1.磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。
2.磁感线是闭合曲线;磁铁的磁感线,外部从N指向S,内部从S指向N;注:区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。
3.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
4.任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。
5.地球磁感线方向和条形磁体的磁感线方向一样。
磁感线(不是磁场线)的性质最好与电场线的性质对比来记忆。
磁感应强度磁感应强度的定义:B=F/(IL)磁感应强度是由什么决定的?磁感应强度的大小并不是由F、I、L 来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。
如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。
高中物理网很多文章都建议同学们采用类比的方法来理解各个物理量。
我们用电阻R来做个对比。
R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。
而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。
同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来复习、巩固下。
电场线、磁感线的理解和应用孙茂森(枣庄市第八中学,山东 枣庄277800)电场线、磁感线是我们认识和研究电场、磁场的重要工具,牢固掌握和灵活运用其典型分布,对定性分析问题可收到事半功倍的效果,故要牢固掌握电场线、磁感线的物理意义及典型电场磁场的电场线、磁感线分布。
同时,学习电场线、磁感线等概念时,要感悟建立模型的方法。
一.模型理解我们知道,建立正确的物理模型可使我们对物理本质的理解更加细致深入,对物理问题的分析更加清晰明了。
电场线、磁感线的概念在形式上是抽象的,在内容上是具体的,因此,我们可以用模拟式模型来描述。
虽然电场线、磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线,但是这些曲线并非人们单凭主观愿望臆造出来的。
用电场线、磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。
但由于电场、磁场的性质不同,因此电场线与磁感线的意义不同:相似之处:(1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线,实际上并不存在;(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的,电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向;(3)电场线和磁感线都不能相交.因为如果相交,在相交点就会出现两个切线方向,与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。
电场线和磁感线的显著区别是:静电场的电场线起始于正电荷,终止于负电荷,是非闭合的曲线,而磁感线是闭合的曲线。
问题1 关于电场线和磁感线正确的说法是( )A.它们并不是电场或磁场中真实存在的曲线,只是用来形象化描述电场或磁场的一种方法。
B.带电平行金属板内部(除边缘部分)的电场线彼此平行且疏密均匀,可以看作匀强电场。
在通电螺线管内部(除边缘部分)的磁感线互相平行且疏密均匀,可以看作匀强磁场。
C.只有电场线才有起始位置(正电荷或无限远处)和终止位置(负电荷或无限远处);磁感线都是闭合曲线,没有起始和终止位置。
D.单个点电荷产生的电场的电场线都是放射状直线,单个磁极的磁感线从它出来回到它自己所在位置进去。
答案:根据电场线和磁感线的特点可知A、B、C正确;由于单个磁极到目前为止,还没有证实存在,磁极都是S、N极成对出现的。
所以D 错误。
二.拓展应用在研究电场时引入的电场线,在研究磁场时引入的磁感线,都是为了形象地描述出空间各点的电场强度E,磁感应强度B的方向和大小而引入的一些曲线。
由于B和E均是描写磁场和电场的力的性质,因而过去将这两种线分别称为电力线和磁力线。
电场线上任何一点处的切线方向即是该点处电场强度的方向,其疏密程度表示电场强度的大小的分布情况,空间中任意两条电场线均不相交;与此相同的是:磁感线上任何一点处的切线方向即是该点处磁感强度的方向,其疏密程度表示磁感应强度的大小的分布,空间中任意两条磁感线均不相交。
但静电场中的电场线则从正电荷出发到负电荷终止;或从正电荷出发到无穷远终止;或从无穷远出发到负电荷终止。
即电场线有“发源”地,也有“终止”地,而磁感线总是闭合曲线,电流的磁场的磁感线总是封闭的,而磁体的磁场也是外部的磁场和磁体内部的磁场共同组成封闭曲线,所以在磁场中,穿过任意闭合曲面(比如球面等)的磁通量总为零。
由于电场线和磁感线有联系与区别,因此它们的应用是不同的。
在实际做题应用中要注意以下几个问题:问题2:如果给出的一条电场线,要学会分析推断电势和场强的变化情况。
如图1所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a 到c,a、b间距离等于b、c间距离。
用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以判定:abc图1A U a>U b>U c B U a—U b=U b—U cC E a>E b>E c D E a=E b=E c解题探究:从题中只有一根电场线,无法知道电场线的疏密,故电场强度大小无法判断。
根据沿着电场线的方向是电势降低最快的方向,可以判断A选项正确。
有不少同学根据“a、b间距离等于b、c间距离”推断出“U a—U b=U b—U c”而错选B。
其实只要场强度大小无法判断,电场力做功的大小也就无法判断,因此电势差的大小也就无法判断。
问题3:如果给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹,要学会分析推断带电粒子的性质。
图2中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可做出正确判断的是( )ab图2A. 带电粒子所带电荷的符号;B. 带电粒子在a、b两点的受力方向;C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大;D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大。
解题探究:由于不清楚电场线的方向,所以在只知道粒子在a、b 间受力情况是不可能判断其带电情况的。
而根据带电粒子做曲线运动的条件可判定,在a、b两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左。
若粒子在电场中从a向b点运动,故在不间断的电场力作用下,动能不断减小,电势能不断增大。
故选项B、C、D正确。
问题4:会根据给定电势的分布情况,求作电场线。
ACB图3D如图3所示,A、B、C为匀强电场中的3个点,已知这3点的电势分别为φA=10V, φB=2V, φC=-6V.试在图上画出过B点的等势线和场强的方向(可用三角板画)。
解题探究:用直线连接A、C两点,并将线段AC分作两等分,中点为D点,因为是匀强电场,故D点电势为2V,与B点电势相等。
画出过B、D两点的直线,就是过B点的电势线。
因为电场线与等势线垂直,所以过B 作BD的垂线就是一条电场线。
问题5:要会画常见磁感线、电场线在磁场的知识中,有关地磁场习题的处理一直是高中物理的难点。
内容涉及地磁场、方位等地理知识,有关这方面的题目从高考统计来看得分偏低。
造成学生困难主要是三方面能力不够:一是从实际问题转化为理想物理模型的能力;二是学生的空间想象能力;三是地理知识的迁移应用能力。
如何能快速解决此类问题,我觉得首先我们应该对地磁场有个全方位立体的了解,仅知道地磁场的南北极和地理的南北极相反是不够的。
对于地磁场的磁感线,要会从不同方向和空间去观察和想象磁场的分布特点,并会画图.这就是电磁部分的重点和难点。
如:图4为地磁场磁感线的示意图在北半球地磁场的竖直分量向下。
飞机在我国上空匀逐巡航。
机翼保持水平,飞行高度不变。
由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼未端处的电势为U1,右方机翼未端处的电势力U2,图4A.若飞机从西往东飞,U1比U2高 B.若飞机从东往西飞,U2比U1高 C.若飞机从南往北飞,U1比U2高 D.若飞机从北往南飞,U2比U1高解题探究:在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航时只有竖直向下的磁感线起作用,则飞机从西往东飞的位置图形可以认为是垂直纸面向里(机翼侧面图形可以等效为垂直与纸面的导体,则由于电磁感应的作用,用右手定则可以判断u1 比u2 高,既选“A”。
若飞机从南往北飞可以认为飞机位置为平行纸面的一导体,如图,同理可以分析得:“C”项正确。
三.跟踪练习1.如图5所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则( )ab图5A. 带电粒子带负电;B. a、b两点间的电势差U ab=mgh/q;C. b点场强大于a点场强;D. a点场强大于b点场强.2.如图6所示,如图13—17所示, MN是电场中的一条电场线,一电子从a点运动到b点速度在不断增大,则下列结论正确的是:A.该电场是匀强电场N图6MB.该电场线的方向由N指向MC.电子在a处的加速度小于在b点的加速度D.为电子从a到b的轨迹跟MN重合,所以电场线D、点电荷q不一定带负电3.如图7,A、B为带电量分别为+Q和-Q的两个等量异种点电荷,c、d为A、B连线上的两点,且Ac= Bd,则c、d两点间电场强度的情况是A.由c到d电场强度由大变小QQcd图7B.由c到d电场强度由小变大C.由c到d电场强度不变D.由c到d电场强度先变小后变大4.如图8所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是图8A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电 C.若粒子是从B运动到A,则其加速度减小D.若粒子是从B运动到A,则其速度减小5.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知A.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针图9C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过6.下列关于磁感线的说法正确的是A.磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向B.磁场中任意两条磁感线均不可相交C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线图10D.磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极7.如图9所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电源的正负极。
8.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。
图10为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是A、a、b为异种电荷,a带电量大于b带电量B、a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量C、a、b为同种电荷,a带电量大于b带电量D、a、b为同种电荷,a带电量小于b带电量参考答案1.答案ABC 点拨:带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明电场力做负功。
根据动能定理有:mgh-qU ab=0。
解得a、b两点间电势差为U ab=mgh/q.因为a点电势高于b点电势,U ab>0,所以粒子带负电,选项AB皆正确。
带电粒子由a到b运动过程中,在重力和电场力共同作用下,先加速运动后减速运动;因为重力为恒力,所以电场力为变力,且电场力越来越来越大;由此可见b点场强大于a点场强。
选项C正确,D错误。
2.答案B 点拨:仅从一根直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场,因为无法确定电场线的疏密程度,该电场可能是匀强电场,可能是正的点电荷形成的电场,也可能是负的点电荷形成的电场,因此不能比较电子在a、b两处所受电场力的大小,即不能比较加速度的大小,但电子从a到b做的是加速运动,表明它所受的电场力方向由M指向N,由于负电荷所受的电场力方向跟场强方向相反,所以电场线的方向由N指向M,电场线是为了形象地描述电场而假想的曲线,带电粒子的运动轨迹是真实存在的曲线,两者的重合是在特定条件下才成立的,在一般情况下两者并不重合。