高考物理二轮复习基础知识再重温倒数第7天电场与磁场教案
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2019-2020年高考物理第二轮复习电场和磁场教案苏教版【知识回味】一、磁场1、基本性质:磁场对放入其中的________、_______、____________有磁场力作用2、方向:磁场中某点的磁场方向为该点小磁针____极的受力方向,是小磁针_____时N极的指向,也是过该点的磁感线的切线方向。
3、电流的磁场方向:用____________来判断包括直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向4、地磁场:磁场的S、N极与地理上的南北极相_____。
二、磁感应强度和磁感线1、磁感应强度定义:表达式:______________物理意义:反映磁场本身的特性,与_____、 _____ 、______无关方向:。
2、磁感线磁感线的疏密表示磁场的________,磁感线某点的___________表示该点磁场的方向磁感线不相交但闭合掌握六种常见磁场的磁感线分布三、磁场对电流的作用力---------安培力1、安培力的大小:L___B时,F安=0;L___B时,F安=BIL2、安培力的方向:由__________定则判断F安与平面BI_______四、磁场对运动电荷的作用力----------洛伦兹力1、大小:v___B时,F洛=0;v___B时,F洛=gvB2、方向:由__________定则判断。
F洛与平面Bv_______。
3、特性:洛伦兹力对运动电荷不________,它只改变_________,不改变__________。
【基础题】1、关于磁感应强度的说法中,正确的是 ( )A.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零B.一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小,说明该处的磁感应强度越小C.磁场中某点的磁感应强度方向,就是放在该点的一小段通电导体的受力方向D.磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的通电导线受力情况无关2、图中粗线是地磁场的磁感线,则以下相关信息正确的是①地磁场对宇宙射线具有一定的阻挡作用②有些高能带电粒子能射向地球的两极③图中P端表示地球的北极④图中粒子带正电A、①②B、①②③C、②③④D、①②④3、下图所示的天平可用来测定磁感应强度。
高考物理二轮复习教案电磁学一、知识结构(一)电场1.了解什么是基元电荷及电荷守恒定律的应用。
2.掌握真空中的库仑定律及其应用。
3.掌握电场强度的定义式、点电荷和匀强电场场强的计算公式,正确领会磁力线的含义。
4.理解电势、电势差、等势面的概念,掌握匀强电场中场强和电势差的关系及电场力做功与电势能的关系。
5.理解电场中的导体处于静电平衡状态时的特殊情况。
6.掌握带电粒子在电场中运动的规律。
7.掌握电容器的电容的概念及平行板电容器中电容的计算公式。
(二)恒定电流1.掌握电阻的串并联规律,串并联电路中的电压、电流及功率分配及焦耳定律。
2.理解电动势的概念,掌握闭合电路的欧姆定律。
3.掌握电路的处理方法,学会对电路的变化分析判断,掌握各种类型的电路计算。
4.掌握电压表、电流表和欧姆表的读数方法和测量原理及方法。
5.会根据电路图进行电路的实物接线。
(三)磁场1.理解磁场、磁感强度、磁感线、磁通量的意义,了解磁现象的电本质。
2.掌握安培力的计算公式和左手定则,了解电流表的工作原理。
3.掌握速度与磁场方向平行和垂直两种情况下洛仑力方向的判定和大小的计算,掌握带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律及洛仓兹力的应用。
(四)电磁感应和交流电1.电磁感应(1)正确领会感应电流产生的条件,熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向。
(2)熟练掌握法拉第电磁感应定律,及各种情况下感应电动势的计算方法。
2.交流电(1)了解交流电的概念,理解表示交流电的各物理量的含义,并能准确识别和使用它们。
(2)理解正弦交流电的图象,并能根据图象讨论有关问题。
(3)理解变压器的原理,能使用电压比和电流比公式分析计算有关问题。
(4)弄清什么叫振荡电流、振荡电路,掌握电磁振荡的过程特征。
(5)熟练掌握电磁振荡的周期和频率公式,并应用公式分析、计算、讨论有关的简单问题。
(6)了解麦克斯韦电磁场理论的基本要点,掌握电磁波的形成和波速公式V=λf的应用。
河北2013年高考二轮专题复习教案电场一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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。
即:221rq kq F = 其中k 为静电力常量, k =9.0×10 9 N m 2/c 2 1.成立条件①真空中(空气中也近似成立),②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
(这一点与万有引力很相似,不同的是:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r )。
2.应用举例例1.在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+9Q 和-4Q 的点电荷。
将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?解:先判定第三个点电荷所在的区间:只能在B 点的右侧;再由2rkQq F =,F 、k 、q 相同时Q r ∝∴r A ∶r B =3∶2,即C 在AB 延长线上,且BC=2AB 此类题必须“先定段、再定点”:两个已知电荷把直线分成三段,先根据固定电荷的电性和电荷量确定第三个电荷应该在这三段中的哪一段,在根据库仑定律确定在该段上的哪一点。
例2.已知如图,带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ,OA=OB ,都用长L 的丝线悬挂在O 点。
静止时A 、B 相距为d 。
为使平衡时AB 间距离减为d /2,可采用以下哪些方法A .将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B .将小球B 的质量增加到原来的8倍C .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量也减小到原来的一半 解:由B 的共点力平衡图知L d g m F B =,而2d Q kQ F B A =,可知3g m L Q kQ d BB A ∝,选B 。
例3.两个相同的带电金属球(视为点电荷),相距一定距离放置,两球间的库仑力大小为F ;用绝缘工具将两球相碰后再放回原处,两球间的库仑力大小为F ´。
高中物理教案:复习电磁场的基础知识与电磁感应一、引言本教案旨在帮助高中物理学生复习电磁场的基础知识与电磁感应内容。
通过本次复习,学生将回顾并巩固有关电磁场概念、电场与磁场的相互作用、电流、导线以及自感和互感等重要概念。
此外,学生还将了解一些与电磁感应相关的实际应用。
二、电磁场的基础知识1. 什么是电磁场?•解释了物质与能量的基本关系以及电荷粒子产生的局部效应。
•引出了电场和磁场的概念,并介绍了它们之间的相互作用。
2. 电荷和静止点电荷所产生的静态电场•讲解了点电荷周围静态电场形成原因。
•描述了静态电荷之间相互作用规律。
•引用了库伦定律来计算点电荷之间的力。
3. 导体和导体内部静态平衡状态•解释了导体静态平衡状态的条件。
•介绍了导体表面电荷分布的特点。
4. 磁场与带电粒子•描述了磁场的产生原因和性质。
•说明了带电粒子在磁场中所受力的规律。
三、电磁感应1. 安培环路定理与法拉第电磁感应定律•讲解安培环路定理和法拉第电磁感应定律的基本原理。
•示范如何根据安培环路定理和法拉第电磁感应定律解决实际问题。
2. 感生电动势与霍尔效应•解释了何为感生电动势及其表达式。
•引用霍尔效应来说明感生电动势发生的机制。
3. 自感和互感•解释自感和互感的概念。
•探讨他们在变压器等实际设备中的重要作用。
四、实际应用1. 发电机和变压器工作原理•简述发电机和变压器是如何利用电磁感应现象来实现能量转换的。
2. 交流发光二极管(LED)的原理•介绍了LED作为一种实际应用电子元器件的工作原理。
五、实验活动1. 测定自感系数和互感系数的实验•设计一个实验活动,让学生通过测量线圈的自感系数和两个线圈之间的互感系数来加强对这些概念的理解。
2. 制作简易发电机•引导学生制作一个简单的发电机,并观察它是如何产生电流的。
六、课堂练习与讨论题本节将提供一些相关概念及公式运用的练习题目供学生讨论和解答。
通过以上教案,希望能够帮助学生回顾并巩固电磁场基础知识以及电磁感应内容。
磁场考点纲领要求 考纲解读1.磁场、磁感觉强度、磁感线 Ⅰ1.纵观近几年高考,波及磁场知识点的题目年年都有,考察与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动次数最多,其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加快或均衡问题.2.本章知识常与电场、恒定电流以及电磁感觉、交变电流等章节知识联系综合考察,是高考的热门.3.本章知识与生产、生活、现代科技等联系亲密,如质谱仪、盘旋加快器、粒子速度选择器、等离子体发电机、电磁流量计等高科技仪器的理解及应用相联系,在复习中应做到有的放矢.2. 通电直导线和通电线圈四周磁场的方向 Ⅰ3.安培力、安培力的方向 Ⅰ4.匀强磁场中的安培力 Ⅱ5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅰ6.洛伦兹力公式 Ⅱ7. 带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ8.质谱仪和盘旋加快器 Ⅰ纵观近几年高考试题,展望2019年物理高考试题还会考:1. 磁感觉强度、磁感线、安培力及安培定章和左手定章的运用,一般以选择题的形式出现;安培力的综合应用是高考的热门,题型有选择题,也有综合性的计算题. 考点定位】电流磁效应、安培力、安培定章【名师点睛】先依据安培定章判断磁场的方向,再依据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定章判断安培力的方向,本题要点是对磁场方向的判断、大小的比较。
考点定位】考察了地磁场 【方法技巧】地球自己是一个巨大的磁体。
地球四周的磁场叫做地磁场。
地磁北极在地理南极邻近,地磁南极在地理北极邻近,所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。
2.讲基础(1)磁场、磁感觉强度 ①磁感觉强度:定义式IL F B (通电导线垂直于磁场);方向:小磁针静止时N 极的指向. ②匀强磁场:磁感觉强度的大小到处相等、方向到处同样的磁场称为匀强磁场(2)磁感线①条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线散布②电流的磁场:直线电流的磁场;通电螺线管的磁场;环形电流的磁场;(1)安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力①安培力公式:;磁场和电流垂直时,F =BIL ;磁场和电流平行时:F =0.②安培力的方向:左手定章③安培力的方向特色:F ⊥B ,F ⊥I ,即F 垂直于B 和I 决定的平面.3.讲典例事例1.以下图,圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里,圆圈中的“•”表示电流方向垂直纸面向外。
专题2 电场与磁场高考研究(六) 聚焦选择题考法——功和功率、动能定理1.(2017·全国Ⅲ卷T 16)如图,一质量为m 、长度为l的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂。
用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l 。
重力加速度大小为g 。
在此过程中,外力做的功为( )A.19mglB.16mgl C.13mgl D.12mgl 解析:选A QM 段绳的质量为m ′=23m ,未拉起时,QM 段绳的重心在QM 中点处,与M 点距离为13l ,绳的下端Q 拉到M 点时,QM 段绳的重心与M 点距离为16l ,此过程重力做功W G =-m ′g ⎝ ⎛⎭⎪⎫13l -16l =-19mgl ,将绳的下端Q 拉到M 点的过程中,由能量守恒定律,可知外力做功W =-W G =19mgl ,可知A 项正确,B 、C 、D 项错误。
2.(2015·全国Ⅱ卷T 17)一汽车在平直公路上行驶。
从某时刻开始计时,发动机的功率P 随时间t的变化如图所示。
假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变。
下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中,可能正确的是( )解析:选A 由P t 图象知:0~t 1内汽车以恒定功率P 1行驶,t 1~t 2内汽车以恒定功率P 2行驶。
设汽车所受牵引力为F ,则由P=Fv 得,当v 增加时,F 减小,由a =F -f m 知a 减小,又因速度不可能突变,所以选项B 、C 、D 错误,A 正确。
3.[多选](2016·全国Ⅲ卷T 20)如图,一固定容器的内壁是半径为R 的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P 。
它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W 。
重力加速度大小为g 。
设质点P 在最低点时,向心加速度的大小为a ,容器对它的支持力大小为N ,则( )A .a =2mgR -W mRB .a =2mgR -W mRC .N =3mgR -2W RD .N =2mgR -WR解析:选AC 质点P 下滑到最低点的过程中,由动能定理得mgR -W =12mv 2,则速度v =2mgR -W m,在最低点的向心加速度a =v 2R =2mgR -W mR,选项A 正确, B 错误;在最低点时,由牛顿第二定律得N -mg =ma ,N =3mgR -2W R,选项C 正确,D 错误。
高三物理高考第二轮专题复习教案考点12 电磁场在科学技术中的应用命题趋势电磁场的问题历来是高考的热点,随着高中新课程计划的实施,高考改革的深化,这方面的问题依然是热门关注的焦点,往往以在科学技术中的应用的形式出现在问题的情景中,这几年在理科综合能力测试中更是如此。
2000年理科综合考霍尔效应,占16分;2001年理科综合考卷电磁流量计(6分)、质谱仪(14分),占20分;2002年、2003年也均有此类考题。
每年都考,且分值均较高。
将其他信号转化成电信号的问题较多的会在选择题和填空题中出现;而用电磁场的作用力来控制运动的问题在各种题型中都可能出现,一般难度和分值也会大些,甚至作为压轴题。
知识概要电磁场在科学技术中的应用,主要有两类,一类是利用电磁场的变化将其他信号转化为电信号,进而达到转化信息或自动控制的目的;另一类是利用电磁场对电荷或电流的作用,来控制其运动,使其平衡、加速、偏转或转动,已达到预定的目的。
例如:方法进行分析。
这里较多的是用分析力学问题的方法;对于带电粒子在磁场中的运动,还特别应注意运用几何知识寻找关系。
点拨解疑【,加速后,再通过狭缝s2、s3射入磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于磁场区的界面PQ。
最后,分子离子打到感光片上,形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。
若测得细线到狭缝s3的距离为d(1)导出分子离子的质量m 的表达式。
(2)根据分子离子的质量数M 可用推测有机化合物的结构简式。
若某种含C 、H 和卤素的化合物的M 为48,写出其结构简式。
(3)现有某种含C 、H 和卤素的化合物,测得两个M 值,分别为64和66。
试说明原因,并写出它们的结构简式。
在推测有机化合物的结构时,可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表: 元 素 H C F Cl Br含量较多的同 位素的质量数1 12 19 35,37 79,81 【点拨解疑应能反映分子离子的质量。
这里先是电场的加速作用,后是磁场的偏转作用,分别讨论这两个运动应能得到答案。
专题06 电场、磁场的基本性质本专题主要是综合应用动力学方法和功能关系解决带电粒子在电场和磁场中的运动问题.这部分的题目覆盖的内容多,物理过程多,且情景复杂,综合性强,常作为理综试卷的压轴题.高考对本专题考查的重点有以下几个方面:①对电场力的性质和能的性质的理解;②带电粒子在电场中的加速和偏转问题;③带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题;④带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动问题;⑤带电粒子在电场和磁场的叠加场中的运动问题;⑥带电粒子在电场和磁场中运动的临界问题.一、对电场强度的理解及计算电场强度三个表达式的比较二、电场的基本性质三、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中的直线运动带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场,带电粒子将做加(减)速运动. 2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件:带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.(2)处理方法:类似于平抛运动,应用运动的合成与分解的方法处理. ①沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间t =v0l. ②沿电场力方向,做匀加速直线运动. 四、带电粒子在磁场中的运动考点一对电场性质的理解例1、【2017·天津卷】如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。
设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B。
下列说法正确的是A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势【答案】BC【解析】电子在电场中做曲线运动,虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹,电场力沿电场线直线曲线的凹侧,电场的方向与电场力的方向相反,如图所示,【变式探究】如图1所示,均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样.一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能E k0沿OA方向射出.下列关于试探电荷的动能E k与离开球心的距离r的关系图像,可能正确的是( )图1解析 壳内场强处处为零,试探电荷在壳内运动时动能不变,排除选项C 、D ;假设试探电荷在匀强电场中由静止开始运动,由动能定理可得,Fr =E k ,则r Ek=F ,E k 图像的斜率数值上等于电场力的大小,距离球壳越远试探电荷所受电场力越小,图像的斜率越小,正确选项为A. 答案 A【变式探究】如图2所示为某示波管的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线.两电子分别从a 、b 两点运动到c 点,设电场力对两电子做的功分别为W a 和W b ,a 、b 点的电场强度大小分别为E a 和E b ,则( )图2A .W a =W b ,E a >E bB .W a ≠W b ,E a >E bC .W a =W b ,E a <E bD .W a ≠W b ,E a <E b 答案 A【举一反三】真空中存在一点电荷产生的电场,其中a 、b 两点的电场强度方向如图3所示,a 点的电场方向与ab 连线成60°,b 点的电场方向与ab 连线成30°.另一带正电粒子以某初速度只在电场力作用下由a 运动到b .以下说法正确的是( )图3A .a 、b 两点的电场强度E a =3E bB .a 、b 两点的电势φa <φbC .带正电粒子在a 、b 两点的动能E k a >E k bD .带正电粒子在a 、b 两点的电势能E p a >E p b 答案 AD解析 a 点到O 点的距离R a =L ab cos 60°=21L ab ,b 点到O 点距离R b =L b cos 30°=23L ab ,根据点电荷的场强公式E =r2kQ,可得:E a =3E b ,故A 正确;在正点电荷的周围越靠近场源电势越高,故有φa >φb ,故B 错误;带正电粒子在a 、b 两点的电势能E p a >E p b ,故D 正确;由能量守恒,带正电粒子在a 、b 两点的动能E k a <E k b ,故C 错误. 【方法技巧】场强、电势、电势能的比较方法1.电场强度:(1)根据电场线的疏密程度判断,电场线越密,场强越大; (2)根据等差等势面的疏密程度判断,等差等势面越密,场强越大; (3)根据a =m qE判断,a 越大,场强越大.2.电势:(1)沿电场线方向电势降低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,且电场线垂直于等势面;(2)根据U AB =φA -φB 比较正负,判断φA 、φB 的大小. 3.电势能:(1)根据E p =q φ,判断E p 的大小;(2)根据电场力做功与电势能的关系判断:无论正电荷还是负电荷,电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加. 考点二 电场力做功问题例2、【2017·新课标Ⅲ卷】一匀强电场的方向平行于xOy 平面,平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V 。
倒数第7天 电场与磁场 考点要求重温
考点24 物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ)
考点25 静电现象的解释(Ⅰ)
考点26 点电荷(Ⅰ)
考点27 库仑定律(Ⅱ)
考点28 静电场(Ⅰ)
考点29 电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)
考点30 电场线(Ⅰ)
考点31 电势能、电势(Ⅰ)
考点32 电势差(Ⅱ)
考点33 匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅱ)
考点34 带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ)
考点35 示波管(Ⅰ)
考点36 常见电容器,电容器的电压、电荷量和电容的关系(Ⅰ)
考点37 磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ)
考点38 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ)
考点39 安培力、安培力的方向(Ⅰ)
考点40 匀强磁场中的安培力(Ⅱ)
考点41 洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ)
考点42 洛伦兹力公式(Ⅱ)
考点43 带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ)
考点44 质谱仪和回旋加速器(Ⅰ) 要点方法回顾
1.请回答库仑定律的内容、公式和适用条件分别是什么?
答案 (1)内容:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,跟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.
(2)公式:F =k q 1q 2r 2,式中的k =9.0×109 N·m 2/C 2
,叫静电力常量. (3)适用条件:①点电荷;②真空中.
2.电场强度是描述电场力的性质的物理量,它有三个表达式:E =F q ,E =k Q r 2和E =U d
,这三个公式有何区别?如果空间某点存在多个电场,如何求该点的场强?电场的方向如何确定?
答案 (1)区别
①电场强度的定义式E =F q ,适用于任何电场,E 由场源电荷和点的位置决定,与F 、q 无关. ②真空中点电荷所形成的电场E =k Q r 2,其中Q 为场源电荷,r 为某点到场源电荷的距离. ③匀强电场中场强和电势差的关系式E =U d
,其中d 为两点沿电场方向的距离.
(2)用叠加原理求该点的场强
若空间的电场是由几个“场源”共同激发的,则空间中某点的电场强度等于每个“场源”单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和——叠加原理.
(3)电场方向是正电荷的受力方向、负电荷受力的反方向、电场线的切线方向、电势降低最快的方向.
3.比较电势高低的方法有哪些?
答案 (1)顺着电场线方向,电势逐渐降低.
(2)越靠近正场源电荷处电势越高;越靠近负场源电荷处电势越低.
(3)根据电场力做功与电势能的变化比较
①移动正电荷,电场力做正功,电势能减少,电势降低;电场力做负功,电势能增加,电势升高.
②移动负电荷,电场力做正功,电势能减少,电势升高;电场力做负功,电势能增加,电势降低.
4.比较电势能大小最常用的方法是什么?
答案 不管是正电荷还是负电荷,只要电场力对电荷做正功,该电荷的电势能就减少;只要电场力对电荷做负功,该电荷的电势能就增加.
5.电场力做功有什么特点?如何求解电场力的功?
答案 (1)电场力做功的特点
电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而电场力对移动电荷所做的功的值也是确定的,所以,电场力对移动电荷所做的功,与电荷移动的路径无关,仅与初、末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似.
(2)电场力做功的计算及应用
①W =Fl cos α,常用于匀强电场,即F =qE 恒定.
②W AB =qU AB ,适用于任何电场,q 、U AB 可带正负号运算,结果的正负可反映功的正负,也可带数值运算,但功的正负需结合移动电荷的正负以及A 、B 两点电势的高低另行判断.
③功能关系:电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能相互转化的过程,如图,且W =-ΔE 其他.
电势能E 电W >0W <0其他形式的能E 其他
6.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和偏转运动?处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些?
答案 (1)加速——匀强电场中,带电粒子的受力方向与运动方向共线、同向. 处理方法:①牛顿运动定律和运动学方程相结合.
②功能观点:qU =12mv 22-12
mv 21 (2)偏转——带电粒子以初速度v 0垂直于电场线方向进入匀强电场.
处理方法:类似平抛运动的分析方法.
沿初速度方向的匀速直线运动:l =v 0t
沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动:
y =12at 2=12·qE m (l v 0)2=qUl 22mdv
20 偏转角tan θ=v y v 0=qUl
mdv 20
7.电容的两个表达式和平行板电容器的两类问题是什么? 答案 (1)①电容:C =Q U
②平行板电容器的电容决定式:C =εr S 4πkd ∝εr S d
. (2)平行板电容器的两类问题:
①电键K 保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电荷量Q =CU ∝C ,而C =εr S 4πkd ∝εr S d ,E =U d ∝1d
. ②充电后断开K ,则电容器带电荷量Q 恒定,这种情况下C ∝
εr S d ,U ∝d εr S ,E ∝1εr S . 8.磁场的基本性质是什么?安培定则和左手定则有何区别?
答案 (1)磁场是一种物质,存在于磁体、电流和运动电荷周围,产生于电荷的运动,磁体、电流和运动电荷之间通过磁场而相互作用.
(2)两个定则:①安培定则:判断电流周围的磁场方向.
②左手定则:判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.
9.通电导线在磁场中一定受到力的作用吗?磁场对电流的力的作用有什么特点?
答案 当通电导线放置方向与磁场平行时,磁场对通电导线无力的作用.除此以外,磁场对通电导线有力的作用.当I ⊥B 时,磁场对电流的作用为安培力F =BIL ,其中L 为导线的有效长度,安培力的方向用左手定则判断,且安培力垂直于B 和I 确定的平面.
10.带电粒子在磁场中的受力情况有何特点?洛伦兹力的大小与哪些物理量有关,它的方向如何判定?洛伦兹力为什么不做功?
答案(1)磁场只对运动电荷有力的作用,对静止电荷无力的作用.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.
(2)洛伦兹力的大小和方向:其大小为F洛=qvB sin θ,注意:θ为v与B的夹角.F洛的方向仍由左手定则判定,但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向. (3)因为洛伦兹力的方向总是垂直于速度方向,所以洛伦兹力不做功.
11.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的基本思路和方法是怎样的?
答案(1)圆心的确定:因为洛伦兹力F洛指向圆心,根据F洛⊥v,画出粒子运动轨迹上任意两点的(一般是射入和射出磁场的两点)F洛的方向,沿两个洛伦兹力F洛的方向画其延长线,两延长线的交点即为圆心,或利用圆心位置必定在圆中任意一根弦的中垂线上,作出圆心位置.
(2)半径的确定和计算:利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角).
(3)粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角α(即圆心角)与弦切角的关系,或者利用四
边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式t=α
360°
T可求出粒子在磁场中运动的时间.
(4)注意圆周运动中有关的对称规律:如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入粒子,必沿径向射出.
12.当带电粒子在电场中分别做匀变速直线运动,类平抛运动和一般曲线运动时,通常用什么方法来处理?
答案(1)当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时,一般用力的观点来处理(即用牛顿运动定律结合运动学公式);
(2)当带电粒子在电场中做类平抛运动时,用运动的合成和分解的方法来处理;
(3)当带电粒子在电场中做一般曲线运动时,一般用动能定理或能量的观点来处理.
13.复合场通常指哪几种场?大体可以分为哪几种类型?处理带电粒子在复合场中运动问题的思路和方法是怎样的?
答案(1)复合场及其分类
复合场是指重力场、电场、磁场并存的场,在力学中常有四种组合形式:①电场与磁场的复合场;②磁场与重力场的复合场;③电场与重力场的复合场;④电场、磁场与重力场的复合场.
(2)带电粒子在复合场中运动问题的处理方法
①正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提.
②灵活选用力学规律是解决问题的关键
当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,应根据平衡条件列方程求解.
当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.
当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时,应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.
14.回旋加速器加速带电粒子时,是不是加速电压越大,粒子获得的动能越大,粒子回旋的时间越短?
答案 设粒子的最大速度为v m ,由qvB =mv 2R 知v m =qBR m ,则粒子的最大动能E km =12
mv 2m =qBR
22m .故对同种带电粒子,带电粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒的半径决定. 粒子每加速一次获得的动能ΔE k0=qU ,带电粒子每回旋一周被加速两次,增加的动能ΔE k
=2qU ,则达到最大动能的回旋次数n =E km ΔE k =B 2R 2q 4mU ,若不考虑在电场中加速的时间,带电粒子在磁场中回旋的总时间t =nT =B 2R 2q 4mU ·2πm qB =πBR 2
2U
,故对同种带电粒子,加速电压越大,粒子回旋的时间越短.。