高考物理二轮复习课件江苏专用第7讲电场和磁场的基本性质

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4.(多选)(2019江苏单科,7,4分)如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固 定的平行长直导线,通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间, 通有顺时针方向的电流,在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向 可能是 ( CD) A.均向左 B.均向右 C.a的向左,b的向右 D.a的向右,b的向左
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解析 由于线框在两通电导线的中间,且对边电流方向相反,大小相等, 只要a、b两导线通有相反方向的电流,利用安培定则,可知线框的对边所在处 磁场大小相等,方向相同,再利用左手定则可判定线框对边所受安培力大小相 等,方向相反,线框处于平衡状态,故A、B错误,C、D正确。
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二、磁场
1.磁感应强度的定义式:B=
F IL
。
2.安培力:(1)大小:F=BIL(B、I相互垂直);(2)方向:左手定则判断。
3.洛伦兹力:(1)大小:F=qvB;(2)方向:左手定则判断。
4.带电粒子在匀强磁场中的运动
变式2 (多选)(2020江苏南通吕四中学质量检测)将平行板电容器两极板之 间的距离、电压、电场强度大小、电容和极板所带的电荷量分别用d、U、 E、C和Q表示。下列说法正确的是 (ACD) A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半 B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍 C.保持C不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的两倍 D.保持d、C不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半

解析：选 D.由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电 Q1Q2 时可视为点电荷． 由库仑定律 F＝k 2 知两点电荷间距离不 r 变时， 相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比． 又 nq 由于三小球相同， 则接触时平分总电荷量， 故有 q×nq＝ × 2
nq q＋ 2
3．求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路 涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受 力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、 图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小 随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下：
【典题例析】 (2018· 高考全国卷 Ⅰ )如图，三 个固定的带电小球 a、b 和 c，相互间的 距离分别为 ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝ 4 cm.小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a、 b 的连线． 设 小球 a、b 所带电荷量的比值的绝对值为 k，则( )
a、 b 连线的方向上的合力为零， 由几何关系可知∠a＝37°、 Fa 4 ∠b＝53°，则 Fasin 37°＝Fbcos 37°，解得F ＝ ，又由库 3 b
qa 64 仑定律及以上各式代入数据可解得q ＝ ， B b 27
错误， D 正确．
[答案]
D
【迁移题组】 迁移 1 库仑定律与电荷守恒定律的结合问题
2
，解得 n＝6，D 正确．
迁移 2
三点电荷共线平衡的求解
2.两个可自由移动的点电荷分别放在 A、 B 两处， 如图所示． A 处电荷带正电荷量 Q1， B 处电荷带负电荷量 Q2， 且 Q2＝4Q1， 另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放在 AB 直线上，欲使 整个系统处于平衡状态，则( )
2018·T5 2018·T8 2017·T4 2017·T8 2016·T3 2016·T15 2015·T2 2015·T8 2014·T4

(2)粒子带负电，可根据 Ep＝qφ 判断电势高低．
[解析] 由粒子轨迹弯曲方向及电场线分布情况可知，粒子 所受电场力方向沿电场线切线方向反向，设粒子由 M 向 N 运动， 则速度方向沿轨迹切线方向，电场力方向与粒子速度方向的夹角 为钝角，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以 vM>vN， EpM<EpN，A、B 项错误；电场线的疏密程度表示电场强度大小， 故粒子在 M 点所受电场力的大小小于在 N 点所受电场力的大小， 由牛顿第二定律可知，aM<aN，D 项正确；由于电场线方向如图 所示，所以 M 点电势较 N 点的高，C 项错误．
k r22q，故 A 正确，B、C、D 错误．
角度二 电场能的性质 【典例 2】 (2018·天津卷)如图所示，实线表示某电场的电 场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的 运动轨迹，设 M 点和 N 点的电势分别为 φM、φN，粒子在 M 和 N 时加速度大小分别为 aM、aN，速度大小分别为 vM、vN，电势能 分别为 EpM、EpN.下列判断正确的是( D )
电容器与电源连接时电势和电势能的分析 如图所示，平行板电容器经开关 S 保持与电源连接，a 处固 定一带电荷量很小的正点电荷，现将电容器 N 板向下移动一小段 距离时，由于电压不变，根据 E＝Ud 得场强减小，a 点和上极板 M 的电势差 UMa＝EdMa，则 UMa 减小，又根据 UMa＝φM－φa 知， 因 φM 不变，所以 φa 升高，正电荷的电势能增大.
热点考向二 磁场的性质、安培力
角度一 磁场的叠加及安培力的计算问题
【典例 1】 (多选)(2018·全国卷Ⅱ)
如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 L1、L2， L1 中的电流方向向左，L2 中的电流方向向上；L1 的正上方有 a、 b 两点，它们相对于 L2 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 B0，方向垂直于纸面向外．已知 a、b 两

G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G
点,则H点处场强的大小和方向分别为 ( B )
A. 3kQ ,沿y轴正向
4a2
C.5kQ ,沿y轴正向
4a2
B.3kQ ,沿y轴负向
4a2
D.5kQ ,沿y轴负向
4a2
考点一
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答案 B M、N两点处的负点电荷在G点处产生的合场强E1与O点处正点电
=
3kq 8R2
,根据电场的叠加原理,除去A1B1球面后,球在M点产生的电场E1=E0-E=
3kq 8R2
-E,由对称性可知球壳在N点产生的场强大小等于E1,C正确。
考点一
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4.(2019河北邯郸模拟)如图所示,均匀带正电圆环带电荷量为Q,半径为R,圆心
为O,A、B、C为垂直于圆环平面的中心轴上的三个点,且BC=2AO=2OB=2R,
考点二
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2.(多选)(2018课标Ⅰ,21,6分)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相 等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过高考a时导航的动能为10 eV, 从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是 ( AB ) A.平面c上的电势为零 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
考点二
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答案 BC 本题通过两等量异种点电荷的电场考查了电场力的性质与电场 能的性质,利用点电荷所处的空间位置考查了学生的推理高考能导力航,体现了运动与 相互作用观念、能量观念等物理观念的素养要素。 由点电荷产生的电势分布可知q在a点产生的电势低于在b点产生的电势,-q在 a点产生的电势也低于在b点产生的电势,故φa<φb,再由Ep=qφ可知负电荷 在a、b两点的电势能Epa>Epb,故A、D均错误。由点电荷的场强分布可知q在a 点产生的场强与-q在b点产生的场强完全相同,q在b点产生的场强与-q在a点 产生的场强也完全相同,故a点与b点的总场强也完全相同,B、C均正确。