高考物理二轮复习专题三电场与磁场电场与磁场的理解教案

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。

第1讲 电场及带电粒子在电场中的运动 [做真题·明考向] 真题体验 透视命题规律讲课提示：对应学生用书第37页[真题再做]1．(2018·高考全国卷Ⅰ，T16)如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，互相间的距离分别为ab ＝5cm ，bc ＝3cm ，ca ＝4cm.小球c 所受库仑力的协力的方向平行于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 ．a 、b 的电荷同号，k ＝169B ．a 、b 的电荷异号，k ＝169C ．a 、b 的电荷同号，k ＝6427D ．a 、b 的电荷异号，k ＝6427分析：因为小球c 所受库仑力的协力的方向平行于a 、b 的连线，依据受力剖析知，a 、b 的电荷异号．依据库仑定律，a 对c 的库仑力为F a ＝k 0q a q c (ac )2① b 对c 的库仑力为k ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪q a q b ＝(ac )3(bc )3＝6427. 答案：D2．(多项选择)(2018·高考全国卷Ⅲ，T21)如图，一平行板电容器连结在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a 、b 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板邻近，与极板距离相等．现同时开释a 、b ，它们由静止开始运动．在随后的某时辰t ，a 、b 经过电容器两极板间下半地区的同一水平面．a、b间的互相作用和重力可忽视．以下说法正确的选项是()A．a的质量比b的大B．在t时辰，a的动能比b的大C．在t时辰，a和b的电势能相等D．在t时辰，a和b的动量大小相等分析：经时间t，a、b经过电容器两极板间下半地区的同一水平面，则x a＞x b，依据x＝12at2，得a a＞a b，又由a＝Fm知，m a＜m b，A错；经时间t到下半地区的同一水平面，则电场力做功W a＞W b，由动能定理知，a的动能比b的动能大，B对；a、b处在同一等势面上，依据E p＝qφ，a、b的电势能绝对值相等，符号相反，C错；依据动量定理Ft＝p－p0，则经过时间t，a、b的动量大小相等，D对．答案：BD3．(多项选择)(2018·高考全国卷Ⅱ，T21)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q＞0)的粒子从a点挪动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点挪动到d点，其电势能减小W2.以下说法正确的选项是()A．此匀强电场的场强方向必定与a、b两点连线平行B．若该粒子从M点挪动到N点，则电场力做功必定为W1＋W22C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强盛小必定为W2 qLD．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差必定等于b、N两点之间的电势差分析：联合题意，只好判断U ab＞0、U cd＞0，但电场方向不可以得出，A 错误；依据电场力做功与电势能变化量的关系有W1＝q(φa－φb)①，W2＝q(φc －φd)②，W MN＝q(φM－φN)③，依据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知，U aM ＝U Mc ，即φa －φM ＝φM －φc ，可得φM ＝φa ＋φc 2④，同理可得φN ＝φb ＋φd 2⑤，联立①②③④⑤式可得W MN ＝W 1＋W 22，即B 项正确；电场强度的方向只有沿c →d 时，场强E ＝W 2qL ，但此题中电场方向未知，故C 错误；若W 1＝W 2，则φa －φb ＝φc －φd ，联合④⑤两式可推出φa －φM ＝φb －φN ，即D 正确．答案：BD4.(多项选择)(2017·高考全国卷Ⅰ，T20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如下图．电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大小分别为E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图顶用坐标(r a ，φa )标出，其余类推．现将一带正电的尝试电荷由a 点挨次经b 、c 点挪动到d 点，在相邻两点间挪动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd .以下选项正确的选项是( )A ．E a ∶E b ＝4∶1B.E c ∶E d ＝2∶1 C ．W ab ∶W bc ＝3∶1 D ．W bc ∶W cd ＝1∶3分析：设点电荷的电荷量为Q ，依据点电荷电场强度公式E ＝k Q r 2，r a ∶r b ＝1∶2，r c ∶r d ＝3∶6，可知，E a ∶E b ＝4∶1，E c ∶E d ＝4∶1，选项A 正确，B 错误；将一带正电的尝试电荷由a 点挪动到b 点做的功W ab ＝q (φa －φb )＝3q (J)，尝试电荷由b 点挪动到c 点做的功W bc ＝q (φb －φc )＝q (J)，尝试电荷由c 点挪动到d 点做的功W cd ＝q (φc －φd )＝q (J)，由此可知，W ab ∶W bc ＝3∶1，W bc ∶W cd ＝1∶1，选项C 正确，D 错误．答案：AC5．(多项选择)(2017·高考全国卷Ⅲ，T21)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的地点如下图，三点的电势分别为10V 、17V 、26V ．以下说法正确的选项是( )B ．坐标原点处的电势为1VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9eV分析：ac 垂直于bc ，沿ca 和cb 双方向的场强重量大小分别为E 1＝U ca ac ＝2V/cm 、E 2＝U cb bc ＝1.5V/cm ，依据矢量合成可知E ＝2.5 V/cm ，A 项正确；依据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等，有φO －φa ＝φb －φc ，得φO ＝1V ，B 项正确；电子在a 、b 、c 三点的电势能分别为－10eV 、－17eV 和－26eV ，故电子在a 点的电势能比在b 点的高7eV ，C 项错误；电子从b 点运动到c 点，电场力做功W ＝(－17eV)－(－26eV)＝9eV ，D 项正确．答案：ABD[考情剖析]■命题特色与趋向——怎么考1．近几年高考题型主要以选择题为主，命题热门主要集中在电场强度、电场线的用途、电势能的变化、电势高低的判断、匀强电场中电势差与电场强度的关系、带电粒子在电场中的运动等．2．2019年高考命题，选择题可能会以电场线、等势线为背景，联合场强、电势、电势能等基本观点进行考察，也可能会出现以带电粒子在电场中运动为背景考察学生建模能力和数学办理能力的计算题．■解题要领——怎么做1．要紧紧抓住力和能这两条主线，将知识系统化，找出它们的联系，做到举一反三．2．重视电场线、等势面、运动轨迹相联合的题目．重视带电粒子在电场中的加快、偏转以及电容器的有关知识在实质生产、生活中的应用，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、示波器等．[建系统·记重点] 知识串连 熟记中心重点讲课提示：对应学生用书第38页[网络建立][重点熟记]1．电场力的性质(1)电场强度的定义式：E ＝F q .(2)真空中点电荷的电场强度公式：E ＝kQ r 2.(3)匀强电场的电场强度与电势差的关系式：E ＝U d .2．电场能的性质(1)电势的定义式：φ＝E p q .(2)电势差的定义式：U AB ＝W AB q .(3)电势差与电势的关系式：U AB ＝φA －φB .(4)电场力做功与电势能的关系式：W AB ＝E p A －E p B .3．熟记“面线”关系(1)电场线老是与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面．(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密．(3)沿等势面挪动电荷，电场力不做功，沿电场线挪动电荷，电场力必定做功．[研考向·提能力]考向研析掌握应试技术讲课提示：对应学生用书第38页考向一电场的性质1．电场强度的判断(1)场强方向是电场中正电荷受力方向，也是电场线上某点的切线方向．(2)电场强弱可用电场线疏密判断．2．电势高低的比较(1)依据电场线方向判断，沿着电场线方向，电势愈来愈低；(2)将带电荷量为＋q的电荷从电场中的某点移至无量远处电场力做正功越多，则该点的电势越高；(3)依据电势差U AB＝φA－φB判断，若U AB>0，则φA>φB，反之φA<φB.3．电势能变化的判断(1)依据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增添．即W＝－ΔE p.(2)依据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其余形式的能互相转变的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能互相转变，总和应保持不变，即当动能增添时，电势能减少．1．(2018·山东济南五校联考)对于静电场的电场线，以下说法正确的选项是()A．电场强度较大的地方电场线必定较疏B．沿电场线方向，电场强度必定愈来愈小C．沿电场线方向，电势必定愈来愈低D．电场线必定是带电粒子在电场中运动的轨迹分析：电场强度较大的地方电场线必定较密集，选项A错误；沿电场线方向，电场强度不必定愈来愈小，比如匀强电场，选项B错误；沿电场线方向，电势必定愈来愈低，选项C正确；电场线不必定与带电粒子的轨迹重合，只有带电粒子只受电场力作用，且电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合，选项D错误．答案：C2．(2018·甘肃武威第六次段考)如下图，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有A、B、C、D、E五个点，在其一个焦点P上放一负点电荷，以下判断正确的选项是()A．B、E两点电场强度同样B．A点电势比D点电势高C．将一负点电荷由B沿BCDE移到E点，电场力做功为零D．同一正点电荷在D点的电势能小于在C点的电势能分析：由电场线的散布状况和对称性可知，B、E两点电场强度大小相等，但方向不一样，因此电场强度不一样，故A错误．D点到负电荷的距离大于A 点到负电荷的距离，离负电荷越远电势越高，则知D的电势高于A点的电势，故B错误．B、E两点电势相等，负点电荷在B、E两点的电势能相等，因此负点电荷由B沿BCDE移到E点，电场力做功为零，故C正确．D点的电势高于C点电势，而正电荷在电势高处电势能大，则知同一正电荷在D点的电势能大于在C点的电势能，故D错误．答案：C3．(多项选择)(2018·福建龙岩上学期期末)在圆滑绝缘水平面上P点正上方的O点固定了一电荷量为＋Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止开释一质量为m、电荷量为－q的带电小球，小球经过P点时速度为v，图中θ＝60°，则在点电荷形成的电场中()A ．N 点电势高于P 点电势B ．U PN ＝mv 22qC ．P 点电场强度大小是N 点的2倍D ．带电小球从N 点到P 点的过程中电势能减少了12mv 2分析：N 点距离正电荷较远，依据顺着电场线方向电势降低可知，N 点电势低于P 点电势，故A 错误．带电小球由N 到P 的过程，由动能定理得－qU NP ＝12mv 2，解得U NP ＝－mv 22q ，则U PN ＝－U NP ＝mv 22q ，故B 正确．P 点电场强度大小是E P ＝kQ r 2P ，N 点电场强度大小是E N ＝kQ r 2N，则E P ∶E N ＝r 2N ∶r 2P ＝4∶1，故C 错误．带电小球从N 点到P 点的过程中，电场力做正功12mv 2，则电势能减少了12mv 2，故D 正确．答案：BD考向二 有关平行板电容器的问题1．三个关系式(1)对于平行板电容器：板间电场可理想化办理，以为板间为匀强电场，不考虑边沿效应．(2)三个关系式：定义式C ＝Q U ，决定式C ＝εr S 4πkd ，关系式E ＝U d .2．两个重要结论(1)电容器与电路(或电源)相连，则两头电压取决于电路(或电源)，稳准时相当于断路，两头电压总等于与之并联的支路电压．(2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变．3．当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单导游电性，将使电容器的充电或放电遇到限制．4．(多项选择)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．以下说法正确的选项是( )A ．保持U 不变，将d 变成本来的两倍，则E 变成本来的一半B ．保持E 不变，将d 变成本来的一半，则U 变成本来的两倍C ．保持C 不变，将Q 变成本来的两倍，则U 变成本来的两倍D ．保持d 、C 不变，将Q 变成本来的一半，则E 变成本来的一半分析：保持U 不变，将d 变成本来的两倍，依据E ＝U d 可得E 变成本来的一半，A 正确；保持E 不变，将d 变成本来的一半，依据U ＝Ed 可得U 变成本来的一半，B 错误；依据公式C ＝Q U 可知将Q 变成本来的两倍，则U 变成本来的两倍，C 正确；依据C ＝Q U 可得C 不变，将Q 变成本来的一半，U 变成本来的一半，依据公式E ＝U d 可知d 不变，U 变成本来的一半，E 变成本来的一半，D 正确．答案：ACD5.如下图，平行板电容器PQ 与电源相接，电源与电容器之间接一理想二极管D .当电容器极板Q 移至虚线处时，有关电容器的以下说法正确的选项是( )A ．电容减小，极板所带电荷量减小B ．电容减小，极板间电压不变C ．极板间电压不变，电场强度减小D ．极板所带电荷量不变，电场强度不变分析：由C ＝εr S 4πkd 可知板间距离变大，电容减小，假定电压不变，则电荷量会减小，因为二极管的单导游电性使得电容器不可以放电，则电荷量不变，那么依据C ＝Q U 可知，极板间的电压增大，依据C ＝εr S 4πkd ，C ＝Q U ，U ＝Ed ，得E＝4πkQ εrS ，由此剖析可知，板间电场强度E 不变，D 正确．答案：D6．第八届中国(上海)国际超级电容器家产博览会于2017年8月23日至25日在上海新国际博览中心举行．如下图为超级平行板电容器，相距为d 的两极板M 、N 分别与电压为U 的恒定电源两极连结，极板M 带正电．现有一质量为m 的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k ，则( )A ．油滴带正电B ．油滴带电荷量为mg UdC ．电容器的电容为kmgd U 2D ．将极板N 向下迟缓挪动一小段距离，油滴将向上运动分析：带电油滴静止在两极板间，重力与电场力等大、反向，电场力竖直向上，电容器上极板与电源正极相连为正极板，两板间电场方向竖直向下，综上可知，带电油滴带负电，选项A 错误；由场强与电势差关系可知，mg ＝Eq ＝U d q ，解得q ＝mgd U ，选项B 错误；由题意知，电容器带电荷量Q ＝kq ＝kmgd U ，由电容的定义式知，C ＝Q U ＝kmgd U 2，选项C 正确；电容器与电源保持连结，两板间电势差不变，N 板向下挪动，板间距离变大，F 电＝U d q ，油滴所受电场力减小，油滴向下运动，选项D 错误．答案：C[方法技巧]电容器动向剖析的解题思路(1)确立不变量，剖析是电压不变仍是所带电荷量不变，如第6题中电压保持不变．(2)依据C＝εr S4πkd，剖析平行板电容器电容的变化状况，如第6题中“下移极板”则d发生变化．(3)依据C＝QU剖析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化状况．(4)依据E＝Ud或E＝4πkQεr S剖析电容器极板间电场强度的变化状况．(5)依据Q的变化状况，剖析电容器发生充电仍是放电，剖析电路中电流的方向．考向三带电粒子在电场中的运动[典例展现](2018·河北衡水中学第六次调研)在直角坐标系中，三个边长都为l＝2m的正方形如下图摆列，第一象限正方形地区ABOC中有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E0，第二象限正方形COED的对角线CE左边CED 地区内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC地区内无电场，正方形DENM地区内无电场．(1)现有一带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A 点由静止开释，恰巧能经过E点，求CED地区内的匀强电场的电场强度E1的大小．(2)保持(1)问中电场强度不变，若在正方形地区ABOC内的某些点由静止开释与上述同样的带电粒子，要使全部的粒子都经过E点，则开释的坐标值x、y 间应知足什么关系？(3)若CDE地区内的电场强度大小变成E2＝43E0，方向不变，其余条件都不变，则在正方形地区ABOC内的某些点由静止开释与上述同样的带电粒子，要使全部粒子都经过N点，则开释点坐标值x、y间又应知足什么关系？[思路研究] (1)带电粒子从A 点开释后在两个电场地区内分别做什么运动？(2)带电粒子都经过N 点的条件是什么？[分析] (1)设粒子出第一象限时速度为v ，加快过程qE 0l ＝12mv 2粒子在CED 地区内做类平抛运动，由类平抛运动的规律得l ＝vtl ＝12·qE 1m t 2计算可得E 1＝4E 0(2)设出发点坐标(x ，y )，加快过程qE 0x ＝12mv 21经过剖析知，要过E 点，粒子在第二象限中做类平抛运动时竖直位移与水平位移相等为yy ＝v 1t 1y ＝12·qE 1m t 21计算可得y ＝x(3)如下图为此中的一条轨迹线，设出发点坐标(x ，y )，加快过程qE 0x ＝12mv 22在第二象限中做类平抛运动时竖直位移为y ′，由几何关系可得水平位移大小为y ，则y ＝v 2t 2y ′＝12·q ·43E 0m t 22由类平抛运动中的中点规律可知y′y －y′＝y2l计算可得y＝3x－4[答案](1)4E0(2)y＝x(3)y＝3x－4[方法技巧]带电粒子在电场中运动问题的剖析思路(1)第一剖析粒子的运动规律，确立粒子在电场中做直线运动仍是曲线运动，如例题中在ABOC地区做直线运动，在CDE地区做类平抛运动．(2)对于直线运动问题，可依据对粒子的受力剖析与运动剖析，从以下两种门路进行办理：①假如是带电粒子在恒定电场力作用下的直线运动问题，应用牛顿第二定律求出加快度，联合运动学公式确立带电粒子的速度、位移等．②假如是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转变，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等．(3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，往常采纳运动的合成与分解方法办理．经过对带电粒子的受力剖析和运动规律剖析，借助运动的合成与分解，找寻两个分运动，再应用牛顿运动定律或运动学公式求解，如例题中第(2)(3)问的办理方法．(4)当带电粒子从一个电场地区进入另一个电场地区时，要注意剖析带电粒子的运动规律的变化及两地区电场交界处有关系的物理量，这些关系量常常是解决问题的打破口．7．(多项选择)(2018·广西南宁摸底)如下图，在圆滑水平面内有一固定圆滑绝缘挡板AB，P是AB上的一点．以A为坐标原点在水平面成立直角坐标系，y轴与挡板AB重合，x轴上固定一个带正电的点电荷Q.将一个带电小球(可视为质点)轻放到挡板的左边的P处，在静电力作用下小球沿挡板向A运动，则以下说法中正确的选项是()A．小球带负电B ．由P 点到A 点小球做匀加快直线运动C ．P 点的场强比A 点的场强盛D ．小球在P 点的电势能比在A 点的电势能大分析：依据题述，静止带电小球从P 处在静电力作用下沿挡板向A 运动，说明带电小球遇到的是库仑引力，小球带负电，选项A 正确；因为点电荷Q 的电场不是匀强电场，带电小球在运动过程中所受的合外力不行能保持不变，因此小球由P 到A 不行能做匀加快直线运动，选项B 错误；依据点电荷电场特色，P 点的电场强度比A 点的电场强度小，选项C 错误；小球由P 到A 运动，静电力做正功，电势能减小，小球在P 点的电势能比在A 点的电势能大，选项D 正确．答案：AD8．(多项选择)如下图，从电子枪中射出初速度不计的电子，在加快电场中加快后，从P 板的小孔垂直偏转电场方向射入两极板间，最后射出偏转电场，设加快电压为U 1，偏转电压为U 2，则( )A ．U 1变大，则电子进入偏转电场的速度变大B ．U 1变大，则电子在偏转电场中运动的时间变短C ．U 2变大，则电子在偏转电场中运动的加快度变小D ．若要电子走开偏转电场时偏移量变小，仅使U 1变大，其余条件不变即可分析：由qU ＝12mv 2可知，当U 1变大时，电子进入偏转电场的速度变大，电子在偏转电场的水平位移不变，运动时间变短，故A 、B 正确；由F ＝Uq d 可知，U 2变大，电子受力变大，加快度变大，电子在偏转电场中运动的加快度变大，故C 错误；由y ＝U 2L 24dU 1可知，若要电子走开偏转电场时偏移量变小，仅使U 1变大，其余条件不变即可，故D 正确．答案：ABD9.(多项选择)(2018·河北定州中学月考)如下图，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷同样的带电粒子1、2，以同样的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不一样的轨迹1和2运动，图中a、b、c、d、e是粒子轨迹与等势面的交点，不计粒子的重力．以下判断正确的选项是()A．两个粒子为异号电荷B．经过b、d两点时，两粒子的速率同样C．经过b、d两点时，两粒子的加快度大小同样D．经过c、e两点时，两粒子的速率同样分析：由粒子运动轨迹可知粒子1遇到中心电荷的斥力，而粒子2遇到中心电荷的引力，故两粒子的电性必定不一样，故A正确；b、d位于同一个等势面上，粒子以同样的速率从同一等势面的a点进入电场后，电场力对粒子1做负功，对粒子2做正功，故经过b、d两点时，两粒子的速率不同样，故B错误；两粒子经过b、d两点时，遇到库仑力作用，由牛顿第二定律可得，a＝Fm＝qEm，由图可知，b、d在某点电荷电场的同一等势面上，到点电荷的距离是相等的，因此b、d两点的电场强度大小相等，因此粒子的加快度大小同样，故C正确；a、c、e三点在同一个等势面上，而粒子1从a到c、粒子2从a到e电场力做功均为零，则经过c、e两点时，两粒子的速率相等，故D正确．答案：ACD10．(2018·湖南师大附中高三期末检测)如下图，绝缘圆滑轨道ABCD竖直放在与水平方向成θ＝45°的匀强电场中，此中BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆相切，现把一质量为m、电荷量为＋q的小球(大小忽视不计)，放在水平面上某点由静止开始开释，恰巧能沿轨道经过半圆轨道最高点D，且落地时恰巧落在B点，求：(1)电场强度E的大小；(2)起点距B点的距离L.分析：(1)小球恰巧能经过D点，则有mg－22Eq＝mv2R小球经过D点后水平方向做匀变速直线运动，有x＝vt－12a x t2由牛顿第二定律得22Eq＝ma x竖直方向做匀加快直线运动，有2R＝12a y t2由牛顿第二定律得mg－22Eq＝ma y联立得v＝2gR2，E＝2mg2q.(2)由起点到D点的过程，依据动能定理得22EqL－mg×2R＋22Eq×2R＝12mv2解得LR答案：(1)2mg 2q R[限训练·通高考]科学设题拿下高考高分独自成册对应学生用书第137页(45分钟)一、单项选择题1．(2016·高考全国卷Ⅲ)对于静电场的等势面，以下说法正确的选项是()A．两个电势不一样的等势面可能订交B．电场线与等势面到处互相垂直C．同一等势面上各点电场强度必定相等D．将一负的尝试电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功分析：在静电场中，两个电势不一样的等势面不会订交，选项A错误；电场线与等势面必定互相垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线老是由电势高的等势面指向电势低的等势面，挪动负尝试电荷时，电场力做负功，选项D错误．答案：B2.(2018·河北定州第三次月考)如图，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个极点．已知G、F、B、D点的电势分别为8V、3V、2V、4V，则A点的电势为()A．1V B.－1VC．2V D．3V分析：在匀强电场中，由公式U＝Ed知，沿着随意两平行方向行进同样距离，电势差必然相等，因为GF∥CB，且GF＝CB，则有φG－φF＝φC－φB，代入数据解得φC＝φG－φF＋φB＝8V－3V＋2V＝7V，同理，φA－φB＝φD－φC，解得φA＝φB＋φD－φC＝2V＋4V－7V＝－1V，故B正确．答案：BC．φM<φN，E p M<E p ND．a M<a N，E p M<E p N分析：由粒子的轨迹知电场力的方向倾向右，因粒子带负电，故电场线方向倾向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN<φM，E p M<E p N.N点电场线比M点密，故场强E M<E N，由加快度a＝Eqm知a M<a N.粒子若从N点运动到M点，电场力做正功，动能增添，故v M>v N.综上所述，选项D正确．答案：D4．(2018·山东菏泽一中高三质检)如图为静电除尘机原理表示图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的灰尘在电场力的作用下向集尘极迁徙并堆积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)．不考虑灰尘在迁徙过程中的互相作用和电荷量的变化，则()A．电场线方向由放电极指向集尘极B．图中A点电势高于B点电势C．灰尘在迁徙过程中做匀变速运动D．灰尘在迁徙过程中电势能减小分析：依据题意可知带负电的灰尘在电场力的作用下向集尘极迁徙，则知集尘极带正电荷，是正极，因此电场线方向由集尘极指向放电极，故A错误；集尘极带正电荷，A点更凑近放电极，因此图中A点电势低于B点电势，故B错误；由图可知放电极与集尘极间为非匀强电场，因此灰尘所受的电场力是变化的，灰尘不行能做匀变速运动，故C错误；带电灰尘所受的电场力方向与位移方向同样，电场力做正功，因此在迁徙过程中电势能减小，故D正确．答案：D5．(2018·河北定州中学第三次月考)如下图，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子(不计重力)在该地区内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点．以下说法正确的选项是()A．粒子在三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p bB．粒子在三点所受的电场力不相等C．粒子必先过a，再到b，而后到cD．粒子在三点所拥有的动能大小关系为E k b>E k a>E k c分析：由题图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子不论是挨次沿a、b、c运动，仍是挨次沿c、b、a运动，。

专题三第二讲 带电粒子在电场、磁场中的运动1．(2020·浙江7月选考)如图所示，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速度v 0从MN 连线上的P 点水平向右射入大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中。

已知MN 与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN 连线上的某点时( )A ．所用时间为m v 0qEB ．速度大小为3v 0C ．与P 点的距离为22m v 02qED ．速度方向与竖直方向的夹角为30°解析：C 粒子从P 点垂直电场方向出发到达MN 连线上某点时，由几何知识得沿水平方向和竖直方向的位移大小相等，即v 0t ＝12at 2，其中a ＝Eq m ，联立解得t ＝2m v 0qE ，A 项错误；粒子在MN 连线上某点时，粒子沿电场方向的速度v ＝at ＝2v 0，所以合速度大小v ＝(2v 0)2＋v 02＝5v 0，B 项错误；该点到P 点的距离s ＝2x ＝2v 0t ＝22m v 02qE ，C 项正确；由平行四边形定则可知，在该点速度方向与竖直方向夹角的正切值tan θ＝v 02v 0＝12，则θ≠30°，D 项错误。

2．(2021·河北高考)如图，距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B 1，一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P 、Q 相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g ，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是( )A ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v ＝mgR sin θB 1B 2Ld B ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v ＝mgR sin θB 1B 2LdC ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v ＝mgR tan θB 1B 2LdD ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v ＝mgR tan θB 1B 2Ld解析：B 等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得等离子体中的正离子向金属板Q 偏转，负离子向金属板P 偏转，所以金属板Q 带正电荷，金属板P 带负电荷，则电流方向由金属棒a 端流向b 端。

物理课教案：学习电场和磁场的相互作用一级标题：引言物理学中的电场和磁场是非常重要的概念，它们的相互作用不仅在日常生活中有着广泛的应用，也深刻地影响着现代科技的发展。

了解电场和磁场的相互作用原理以及相应的物理规律，对于学生理解电磁现象、实际应用技术和科学研究都具有重要意义。

本教案将引导学生深入学习电场与磁场的相互作用，帮助他们更好地理解这一重要的物理概念。

二级标题：电场与磁场的基本概念和性质1. 电场的基本概念和性质电场是指由电荷所产生的力场。

在电场中，电荷受到电场力的作用而运动。

在学习电场的过程中，学生需要了解电场的基本概念，如电场强度、电势能和电势等。

他们还需要了解电场力的性质，包括电场力的方向与大小与电荷的性质有关，电场力的计算公式以及电场力与电荷之间的关系等。

2. 磁场的基本概念和性质磁场是由电流或磁铁所产生的力场。

在磁场中，磁体受到磁场力的作用而运动。

学生需要了解磁场的基本概念，包括磁场强度、磁感应强度和磁通量等。

此外，他们还需要了解磁场力的性质，如磁场力的方向与大小与磁体的性质有关，磁场力的计算公式以及磁场力与磁体之间的关系等。

二级标题：电场与磁场的相互作用原理1. 电荷在磁场中的运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用而产生相应的运动。

学生需要了解电荷在磁场中的受力情况，包括磁场力的方向与大小与电荷的性质有关，以及电荷在磁场中受力的计算公式等。

此外，他们还需要了解磁感应强度对电荷的运动轨迹的影响，即洛伦兹力的作用。

2. 磁感应强度对磁体的作用磁感应强度对磁体的作用与电场力对电荷的作用类似。

学生需要了解磁感应强度对磁体的受力情况，包括磁场力的方向与大小与磁体的性质有关，以及磁体在磁场中受力的计算公式等。

此外，他们还需要了解磁体在磁场中的运动规律，理解磁感应强度与磁体之间的关系，例如磁感应强度与磁体的磁化强度之间的比例关系等。

二级标题：电场与磁场的相互作用实际应用1. 电磁感应现象与发电原理学生需要了解电磁感应的基本原理和规律，以及电磁感应在发电中的应用。

专题3 电场与磁场高考研究(十一) 聚焦选择题考法——电场性质、磁场性质1．[多选](2017·全国Ⅰ卷T20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示。

电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大小分别为E a 、E b 、E c 和E d 。

点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图中用坐标(r a ，φa )标出，其余类推。

现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd 。

下列选项正确的是( )A ．E a ∶E b ＝4∶1B ．E c ∶E d ＝2∶1C ．W ab ∶W bc ＝3∶1D ．W bc ∶W cd ＝1∶3解析：选AC 设点电荷的电荷量为Q ，根据点电荷电场强度公式E ＝k Qr 2，r a ∶r b ＝1∶2，r c ∶r d ＝3∶6，可知，E a ∶E b ＝4∶1，E c ∶E d ＝4∶1，选项A 正确，B 错误；将一带正电的试探电荷由a 点移动到b 点做的功W ab ＝q (φa －φb )＝3q (J)，试探电荷由b 点移动到c 点做的功W bc ＝q (φb －φc )＝q (J)，试探电荷由c 点移动到d 点做的功W cd ＝q (φc －φd )＝q (J)，由此可知，W ab ∶W bc ＝3∶1，W bc ∶W cd ＝1∶1，选项C 正确，D 错误。

2．[多选](2017·全国Ⅲ卷T 21)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 。

下列说法正确的是( )A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV解析：选ABD ac 垂直于bc ，沿ca 和cb 两方向的场强分量大小分别为E 1＝U ca ac＝2 V/cm 、E 2＝U cb bc＝1.5 V/cm ，根据矢量合成可知E ＝2.5 V/cm ，A 项正确；根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等，有φO －φa ＝φb －φc ，得φO ＝1 V ，B 项正确；电子在a 、b 、c 三点的电势能分别为－10 eV 、－17 eV 和－26 eV ，故电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ，C 项错误；电子从b 点运动到c 点，电场力做功W ＝(－17＋26)eV ＝9 eV ，D 项正确。

可编辑修改精选全文完整版第1讲电场和磁场性质的理解[历次选考考情分析]磁场中受到的力 运动电荷在磁场中受到的力 cc232223232322带电粒子在匀强磁场中的运动d232223232322考点一 电场根本性质的理解1．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展判断； ②根据E ＝Fq进展判断． (2)电势①沿电场线方向电势逐渐降低； ②假设q 和W ab ，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小． 2．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 (1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向；(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等．1．[库仑定律](2021·浙江4月选考·6)真空中两个完全一样、带等量同种电荷的金属小球A 和B (可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F .用一个不带电的同样金属球C 先后与A 、B 球接触，然后移开球C ，此时A 、B 球间的静电力为( )A.F 8B.F 4C.3F 8D.F 2答案 C解析 设A 、B 两金属小球开场带电荷量均为Q ，距离为r ，F ＝k Q 2r 2，用一个不带电的金属球C 先后与A 、B 接触，与A 接触完后，A 、C 带电荷量均为Q2，再与B 接触后，B 、C 带电荷量均为34Q ，F ′＝k Q 2·34Q r 2＝38F ，因此选C. 2．[电容器](2021·温州市六校期末)目前，指纹锁已普遍用于智能机、门卡等，其中有一类指纹锁的主要元件为电容式传感器，其原理是手指贴上传感器时，皮肤外表会和传感器上许许多多一样面积的小极板一一匹配成平行板电容器，每个小电容器的电容值仅取决于传感器上的极板到对应指纹外表的距离．在此过程中外接电源将为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，然后开场用标准电流放电，再采集各电容器放电的相关信息与原储存的指纹信息进展匹配，如图1所示．以下说法正确的选项是( )图1A ．湿的手不会影响指纹解锁B ．极板与指纹嵴(凸起局部)构成的电容器电容小C ．极板与指纹沟(凹的局部)构成的电容器充上的电荷较多D ．极板与指纹沟(凹的局部)构成的电容器放电时间较短 答案 D3．[电场强度和电势差]如图2所示，在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R ＝0.1 m 的圆，P 为圆周上的一点，O 、P 两点连线与x 轴正方向的夹角为θ.假设空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小E ＝100 V/m ，那么O 、P 两点的电势差可表示为( )图2A．U OP＝－10sin θ (V)B．U OP＝10sin θ (V)C．U OP＝－10cos θ (V)D．U OP＝10cos θ (V)答案 A解析由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的．沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差U OP为负值．根据电势差与场强的关系U OP ＝－Ed＝－E·R sin θ＝－10sin θ (V)，所以A正确．4．[电场强度、电势、电势能](2021·嘉兴市期末)一对等量异种点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)分布如图3所示，那么以下说法正确的选项是( )图3A．A点场强E A大于B点场强E BB．A点电势φA高于B点电势φBC．某一点电荷在A点时的电势能E p A一定大于在B点时的电势能E p BD．将某一点电荷从A点移至B点，路径不同，电场力做功也不同答案 A5．[电场线和运动轨迹]如图4所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以一样的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，那么( )图4A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，a的电势能减小，电场力对b做负功，b的电势能增大C．a的速度将减小，b的动能将增大D．a的加速度减小，b的加速度将增大答案 D解析 电场线的方向未知，所以粒子带电性质不确定；从题图中轨迹变化来看电场力都做正功，动能都增大，两带电粒子电势能都减小，所以选项A 、B 、C 错误；电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a 受力减小，加速度减小，b 受力增大，加速度增大，所以选项D 正确．考点二 磁场及其对电流的作用1．求解有关磁感应强度的关键 (1)磁感应强度是由磁场本身决定的； (2)B ＝FIL只适用于通电导线垂直于磁场；(3)合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定那么)． 2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的思路 (1)选取通电导体棒为对象；(2)受力分析，画受力分析图，用左手定那么判断安培力的方向； (3)根据力的平衡条件列方程．例1 (2021·浙江4月选考·12)在城市建立施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图5所示．有一种探测的方法是，首先给金属长直管通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进展以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点，记为a ；②在a 点附近的地面上，找到与a 点磁感应强度一样的假设干点，将这些点连成直线EF ；③在地面上过a 点垂直于EF 的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b 、c 两点，测得b 、c 两点距离为L .由此可确定金属管线( )图5A ．平行于EF ，深度为L 2B ．平行于EF ，深度为LC ．垂直于EF ，深度为L2D ．垂直于EF ，深度为L答案 A解析 画出垂直于金属管线方向的截面，可知磁场最强的点a 即为地面距离管线最近的点，作出b 、c 两点的位置，由题意可知EF 过a 点垂直于纸面，所以金属管线与EF 平行，根据几何关系得深度为L2.6．(2021·浙江4月选考·7)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO′转动，当线框中通过电流I时，如图6所示，此时线框左右两边受安培力F的方向正确的选项是( )图6答案 D解析利用左手定那么，四指指向电流方向，磁感线穿过掌心，大拇指所指的方向就是受力方向，因此选D.7．(2021·牌头中学期中)在磁场中的同一位置放置一根短直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通以不同的电流，导线受到的磁场力也不同，以下表示导线受到的磁场力F与其电流I的关系图象(a、b各代表一组F、I的数据)正确的选项是( )答案 C解析 在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F ＝BIL ，由于磁感应强度B 和导线长度L 不变，因此F 与I 的关系图象为过原点的直线，故C 正确．8．(2021·台州市外国语学校期末)如图7所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L ，劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定，下端与导体棒ab 相连，弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直，棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为B .当棒通以方向由a 到b 、大小为I 的电流时，棒处于平衡状态，平衡时弹簧伸长量为x 1；保持电流大小不变，使棒中电流反向，那么棒平衡时以下说法正确的选项是( )图7A ．弹簧伸长，伸长量为2ILBk＋x 1B ．弹簧伸长，伸长量为ILBk ＋x 1 C ．弹簧压缩，压缩量为2ILBk－x 1 D ．弹簧压缩，压缩量为ILBk－x 1 答案 A解析 当棒通以方向由a 到b 、大小为I 的电流时，由左手定那么可知，棒受到的安培力沿导轨斜向上，大小为BIL ，设导轨与水平面的夹角为θ，那么由平衡条件得：mg sin θ＝BIL ＋kx 1当保持电流大小不变，使棒中电流反向，由左手定那么知，受到的安培力沿导轨斜向下，大小还是BIL此时有mg sin θ＋BIL ＝kx 得x ＝2BIL k＋x 1弹力沿着斜面向上，那么弹簧是伸长的，应选A.考点三 带电粒子在电场中的运动1．直线运动的两种解题思路(1)应用牛顿运动定律处理带电粒子的直线运动带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与速度方向在一条直线上，带电粒子做匀变速直线运动．根据带电粒子的受力情况，用牛顿运动定律和运动学公式确定带电粒子的速度、位移、时间等．(2)用动能定理(或动量定理)处理带电粒子在电场中的直线运动要注意受力分析、过程分析，另外，电场力做功与重力做功均与经过的路径无关，只与初、末位置有关．2．偏转问题的解题思路(1)条件分析：不计重力，且带电粒子的初速度v0与电场方向垂直，那么带电粒子将在电场中只受电场力作用而做类平抛运动．(2)运动分析：一般用分解的思想来处理，即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动．例2(2021·浙江4月选考·11)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开场以－v0做直线运动，其v－t图象如图8所示．粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，以下判断正确的选项是( )图8A．A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB．A、B、C三点的场强大小关系为E C>E B>E AC．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功答案 C解析由题图v－t图象知道带电粒子在0～t0时间内做减速运动，电场力做负功，电势能增大；在t0～3t0时间内做反方向加速运动，电场力做正功，电势能减小，所以C正确，D错误；因为不知道带电粒子电性，此题中无法判断电势的上下，所以A错误；图象中斜率表示带电粒子的加速度，Eq＝ma，可知A、B、C三点中E B最大，B错误．例3如图9甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上图乙所示的电压．现沿两板的中轴线从左端向右端连续不断射入初速度为v0的一样带电粒子(重力不计)，且所有粒子均能从平行金属板的右端飞出，假设粒子在两板之间的运动时间均为T，那么粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是( )图9A ．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 答案 C解析 粒子在两板之间的运动时间均为T ，在t ＝nT 时刻进入的粒子的侧移量最大，考虑竖直分运动，在前半个周期是匀加速，后半个周期是匀速，设加速度为a ，那么偏转位移为：y max ＝12a ·(T 2)2＋a ·T 2·T 2＝38aT 2，在t ＝(n ＋12)T 时刻进入的粒子，考虑竖直分运动，在前半个周期是静止，后半个周期是匀加速，侧移量最小，为：y min ＝12a ·(T 2)2＝18aT 2，故y max ∶y min＝3∶1，故A 、B 、D 错误，C 正确．9．如图10所示是真空中A 、B 两板间的匀强电场，一电子由A 板无初速度释放后运动到B 板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为x 1和x 2，那么x 1与x 2之比为( )图10A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶4答案 C解析 无初速度释放后，电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀变速直线运动规律，电子在前一半时间内和后一半时间内的位移之比是1∶3，选项C 正确． 10.a 、b 两离子从平行板电容器两板间Pa 、b 的偏转时间一样，那么a 、b 一定一样的物理量是( )图11A ．比荷B ．入射速度C ．入射动能D ．电荷量 答案 A解析 a 、b 两离子竖直方向分位移相等，故：y ＝12·qE m·t 2，由于y 、E 、t 均相等，故比荷qm相等，故A 正确； 水平方向位移关系是x a >x b ，水平分运动是匀速直线运动，时间相等，故v a >v b ，故B 错误；a 、b 两离子初速度不同，质量关系未知，无法确定初动能大小关系，故C 错误； a 、b 两离子比荷相等，质量关系未知，无法确定电荷量大小关系，故D 错误．考点四 磁场对运动电荷的作用1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动解题“三步法〞 (1)画轨迹：即确定圆心，画出运动轨迹．(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度与圆心角、运动时间的联系，在磁场中的运动时间与周期的联系．(3)用规律：即牛顿运动定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式． 2．半径确实定方法一：由物理方程求．由于Bqv ＝mv 2R ，所以半径R ＝mv qB；方法二：由几何关系求．一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)通过计算来确定． 3．时间确实定方法一：由圆心角求：t ＝θ2π·T ；方法二：由弧长求：t ＝sv.例4 如图12所示，长方形abcd 区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一带电粒子，以速率v 1沿ab 射入磁场区域，垂直于dc 边离开磁场区域，运动时间为t 1；以速率v 2沿ab 射入磁场区域，从bc 边离开磁场区域时与bc 边夹角为150°，运动时间为t 2.不计粒子重力．那么t 1∶t 2是( )图12A ．2∶ 3 B.3∶2 C．3∶2 D．2∶3 答案 C解析 根据题意作出粒子运动轨迹如下图：由几何知识可知：α＝90°，β＝60°，粒子在磁场中做圆周运动的周期：T ＝2πm qB ，粒子在磁场中的运动时间：t ＝θ2πT ，粒子在磁场中的运动时间之比：t 1t 2＝αβ＝90°60°＝32，故C 正确．11．(多项选择)如图13所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，速度一样的两带电粒子A 、B 从O 点射入磁场中，速度与磁场边界的夹角为θ(θ＝60°)，A 粒子带负电，B 粒子带正电，且A 、B 粒子的质量之比为1∶4，带电荷量之比为1∶2，不计粒子重力，以下说法中正确的选项是( )图13A ．A 、B 粒子的轨道半径之比为2∶1B ．A 、B 粒子回到边界时，速度大小、方向都一样C ．A 、B 粒子回到边界时的位置离O 点的距离之比为2∶1D ．A 、B 粒子在磁场中运动的时间一样 答案 BD解析 由洛伦兹力提供向心力qBv ＝m v 2r 得到r ＝mv Bq ，所以r A r B ＝m A m B ×q B q A ＝12，所以选项A 错误．据左手定那么，A 、B 粒子的电性相反，偏转方向相反，由于洛伦兹力不做功，所以速度大小不变，根据粒子做圆周运动的对称性，A 、B 的方向都是与边界成60°角斜向右下，所以B 选项正确．由几何关系能求得粒子回到边界时到出发点的距离d ＝2r sin θ，所以d A d B ＝r A r B ＝12，选项C 错误．由运动学公式，粒子运动的时间为t ＝θ2π×2πr v ＝θr v ，所以t A t B ＝θA θB ×r A r B ＝240°120°×12＝11，所以选项D 正确． 12．如图14，半径为R 的半圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m 、带电荷量为＋q 且不计重力的粒子，以速度v 沿与半径PO 夹角θ＝30°的方向从P 点垂直磁场射入，最后粒子垂直于MN 射出，那么磁感应强度的大小为( )图14A.mv qRB.mv 2qRC.mv 3qRD.mv4qR 答案 B解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系，知圆心角为30°，粒子运动的轨迹的半径为：r ＝2R ①根据洛伦兹力提供向心力，有：qvB ＝m v 2r 得半径为：r ＝mv qB②联立①②得：B ＝mv2qR，故B 正确．专题强化练1．(2021·浙江4月选考·7)关于电容器，以下说法正确的选项是( )A．在充电过程中电流恒定B．在放电过程中电容减小C．能储存电荷，但不能储存电能D．两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器答案 D解析由电容器的充、放电曲线可知，充电过程中，电流不断减小，A错误；电容是电容器储存电荷的本领，不随充、放电过程变化，B错误；电容器中的电场具有电场能，所以C错误；两个彼此绝缘又靠近的导体是可以储存电荷的，可视为电容器，D正确．2．中国宋代科学家沈括在公元1086年写的?梦溪笔谈?中最早记载了：“方家(术士)以磁石磨针锋，那么能指南，然常微偏东，不全南也．〞进一步研究说明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图1所示．结合上述材料，以下说法正确的选项是( )图1A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带正电的C．地球外表任意位置的磁场方向都与地面平行D．因地磁场影响，在进展奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显答案 D3．如图2所示，一导线绕制的线圈中放一枚小磁针，当线圈中通以电流时，小磁针将会发生偏转，那么以下判断正确的选项是( )图2A．为使实验现象明显，线圈平面应南北放置B．为使实验现象明显，线圈平面应东西放置C．假设线圈平面南北放置，通电后再次稳定时，小磁针转过180°角D．假设线圈平面东西放置，通电后再次稳定时，小磁针转过90°角答案 A4．(2021·名校协作体)如图3所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，假设此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，那么以下说法正确的选项是( )图3A．甲对地面的压力先增大后减小B．甲受到地面的摩擦力大小不变C．甲受到地面的摩擦力先增大后减小D．乙的电势能先增大后减小答案 A5．(2021·温州市十五校联合体期末)两个点电荷a、b周围的电场线分布情况如图4所示，虚线为带电粒子c穿越该电场时的运动轨迹，该粒子在电场中运动时只受电场力作用，由图可判断( )图4A．a、b带等量异号电荷B．a、b带同号电荷，a的电荷量大于b的电荷量C．粒子c带正电，在电场中运动时动能先减小后增大D．粒子c带负电，在电场中运动时动能先增大后减小答案 D6．(2021·杭州市五校联考)两个带等量正电的点电荷，固定在图5中P、Q两点，MN为PQ 连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，那么( )图5A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最小D．q运动到O点时电势能为零答案 B7．(2021·湖州、衢州、丽水高三期末)如图6(a)所示为两个带电物体，甲固定在绝缘水平面上，乙从甲右侧某处静止释放后的v－t图象如图(b)所示，那么( )图6A．两个物体带同种电荷B．两个物体带异种电荷C．两个物体带电荷量一定相等D．两个物体带电荷量一定不等答案 B8．(2021·诸暨中学段考)如图7所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小一样的电流，方向如下图．一带正电粒子从正方形中心O点沿垂直纸面向内运动，它所受洛伦兹力的方向( )图7A．向上 B．向下 C．向左 D．向右答案 A解析此带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据安培定那么，a在O点产生的磁场方向水平向左，b在O点产生的磁场方向竖直向上，c在O点产生的磁场方向水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合磁场方向水平向左．根据左手定那么，此带正电粒子在合磁场中所受洛伦兹力方向向上．9．(2021·新力量联盟期末)教师在课堂上做了一个演示实验：装置如图8所示，在容器的中心放一个圆柱形电极B，沿容器边缘内壁放一个圆环形电极A，把A和B分别与直流电源的两极相连，然后在容器内放入导电液体，将该容器放在磁场中，液体就会旋转起来．关于这种现象以下说法正确的选项是( )图8A．液体旋转是因为电磁感应现象B．液体旋转是因为受到安培力作用C．仅将电流方向改为反向，液体旋转方向不变D．仅将磁场方向改为反向，液体旋转方向不变答案 B10．(2021·新高考联盟联考)高大建筑上都有一竖立的避雷针，用以把聚集在云层中的电荷导入大地．在赤道某地两建筑上空，有一团带负电的乌云经过其正上方时，发生放电现象，如图9所示，那么此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是( )图9A．向东 B．向南 C．向西 D．向北答案 C11．如图10所示，竖直放置的两平行金属板间有匀强电场，在两极板间同一等高线上有两质量相等的带电小球a、b(均可以看成质点)．将小球a、b分别从紧靠左极板和两极板正中央的位置由静止释放，它们沿图中虚线运动，都能打在右极板上的同一点．那么从释放小球到刚要打到右极板的运动(过程)中，以下说法正确的选项是( )图10A ．它们的运动时间t a >t bB ．它们的电荷量之比q a ∶q b ＝1∶2C ．它们的电势能减少量之比ΔE a ∶ΔE b ＝4∶1D ．它们的动能增加量之比ΔE k1∶ΔE k2＝4∶1 答案 C解析 小球运动过程只受重力和电场力作用，故粒子竖直方向做加速度a ＝g 的匀加速运动，水平方向做加速度a ′＝qE m的匀加速运动；由两小球竖直位移一样可得运动时间一样，即t a ＝t b ，所以，q a q b ＝a a ′ab ′＝s a 水平s b 水平＝2∶1，故A 、B 错误；由电势能减少量等于电场力做的功可得：ΔE a ∶ΔE b ＝q a Es a 水平∶q b Es b 水平＝4∶1，故C 正确；由动能定理可知：小球动能增加量等于重力势能和电势能减小量之和；又有两小球重力势能减小量相等，由C 项可知：动能增加量之比不可能为4∶1，故D 错误．12．(2021·台州中学统练)如图11所示，绝缘水平面上有A 、B 、C 、D 四点，依次相距L ，假设把带电金属小球甲(半径远小于L )放在B 点，测得D 点处的电场强度大小为E ；现将不带电的一样金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分置于A 、C 两点，此时D 点处的电场强度大小为( )图11A.49EB.59E C ．E D.209E 答案 D解析 根据点电荷电场强度公式E ＝kQ r 2，那么B 点电荷在D 的电场强度为E B ＝kQ (2L )2＝kQ4L 2＝E ；当将不带电的一样金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分置于A 、C 两点，那么两球的带电荷量均为Q2，那么A 处的小球在D 处的电场强度E A ＝k ·Q2(3L )2＝kQ 18L2，而C 处的小球在D 处的电场强度E C＝kQ2L2；由于两球在D处的电场强度方向一样，因此它们在D点处的电场强度大小为E合＝kQ18L2＋kQ2L2＝5kQ9L2＝209E，故D正确．13．如图12所示，匀强电场中有M、N、P、Q四点，它们分别位于矩形的四个顶点上．电子分别由M点运动到N点和Q点的过程中，电场力所做的正功一样，N、P、Q中有两点电势是18 V、10 V．那么( )图12A．不可能求出M点电势B．N点电势是18 VC．P点电势是10 VD．Q点电势是10 V答案 D解析电子分别由M点运动到N点和Q点过程中，电场力所做的正功一样，说明N、Q两点电势相等，且高于M点的电势，故四点的电势关系是φM<φN＝φQ<φP，所以φP＝18 V，φN＝φQ＝10 V，B、C错误，D正确；由于QM平行且与PN长度一样，所以U QM＝U PN＝8 V，可得φM ＝2 V，A错误．14．(2021·台州市高三期末)如图13所示，三根长为L的平行长直导线的横截面在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，那么导线C受到的静摩擦力是( )图13A.3B0IL，水平向左B.32B0IL，水平向右C.32B0IL，水平向左 D.3B0IL，水平向右答案 D15．如图14所示，以O为圆心的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界上的A点有一粒子发射源，沿半径AO方向发射出速率不同的同种粒子(重力不计)，垂直进入磁场，以下说法正确的选项是( )图14A ．速率越大的粒子在磁场中运动的时间越长B ．速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长C ．速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大D ．速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大 答案 B解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，那么有Bqv ＝m v 2R，解得粒子做圆周运动的半径R ＝mv Bq，设磁场圆形区域半径为r ，如下图，粒子在磁场中运动的偏转角为2θ，由几何关系得：tan θ＝rR，所以v 越大，那么R 大，那么tan θ越小，故θ也越小，而周期T ＝2πm Bq，即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周期一样．那么粒子在磁场中运动的偏转角越大，运动时间越长，所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小，运动的时间越短，故A 错误，B 正确；粒子在磁场中运动的角速度ω＝v R ＝Bqm，所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故C 、D 错误．16．(2021·诸暨中学段考)如图15所示，在水平地面上方有一沿水平方向且垂直纸面向里的匀强磁场．现将一带电小球以一定初速度v 0竖直上抛，小球能上升的最大高度为h ，设重力加速度为g ，不计空气阻力，那么以下判断正确的选项是( )图15A ．h 一定大于v 022gB ．h 一定等于v 022gC ．h 一定小于v 022gD ．h 可能等于v 022g答案 C解析 如果没有磁场，小球将做竖直上抛运动，上升的最大高度：h ＝v 022g，当加上磁场后，小球在运动过程中，除受重力外，还要受到洛伦兹力作用，小球在向上运动的同时会发生偏转，小球到达最高点时速度不为零，动能不为零，因此小球上升最大高度小于v 022g，故C 正确．17．(2021·牌头中学期中)电磁炮是一种理想兵器，它的主要原理如图16所示，1982年澳大利亚国立大学成功研制出能把2.2 g 的弹体(包括金属杆MN 的质量)加速到10 km/s 的电磁炮．假设轨道宽2 m ，长100 m ，通过金属杆的电流恒为10 A ，不计轨道摩擦，那么( )图16A ．垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度大小为5.5 TB ．垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度大小为5.5×104T C ．该电磁炮工作时磁场力的最大功率为1.1×104kW D ．该电磁炮装置中对磁场方向和电流方向的关系没有要求 答案 C解析 由运动学公式2ax ＝v 2－v 02可得弹体的加速度为a ＝v 2－v 022x ＝(10×103)22×100m/s 2＝5×105m/s 2；弹体所受安培力为F ＝BIL ，由牛顿第二定律可得：BIL ＝ma ，解得：B ＝maIL＝2.2×10－3×5×10510×2 T ＝55 T ，选项A 、B 错误；速度最大时磁场力的功率最大：P m ＝BIL ·v m＝55×10×2×104W ＝1.1×104kW ，选项C 正确；电磁炮装置中必须使得磁场方向和电流方向决定的安培力方向与炮弹沿导轨的加速度方向一致，选项D 错误．。

高中物理电场磁场问题教案
一、教学目标：
1. 知识与技能：掌握电场和磁场的基本概念，了解电场和磁场的相互作用关系，并能运用相关公式解决问题。

2. 过程与方法：通过理论讲解、实验演示和问题解析等形式，培养学生的实验操作能力和解决问题的能力。

3. 情感态度与价值观：培养学生对物理学的兴趣和研究意识，培养学生的探究精神和实践能力，培养学生的合作精神和团队意识。

二、教学内容：
1. 电场的概念和性质；
2. 电荷、电场强度和电场力的关系；
3. 磁场的概念和性质；
4. 磁场力、洛伦兹力和磁感应强度的关系；
5. 电场和磁场的相互作用。

三、教学过程：
1. 理论讲解
（1）电场和磁场的概念及性质；
（2）电场和磁场的力的大小和方向计算方法；
（3）电场和磁场的相互作用关系。

2. 实验演示
（1）利用电场仪器展示电场的强度和方向；
（2）利用磁场仪器展示磁场的强度和方向。

3. 问题解析
（1）综合运用电场和磁场的知识解决相关问题；
（2）让学生通过实际案例分析，提高解决问题的能力。

四、教学评价：
1. 定期进行小测验，检测学生的学习情况；
2. 课堂上进行互动问题讨论，检验学生的思维能力；
3. 布置课后作业，巩固学生的知识点；
4. 定期组织实验实践活动，培养学生的实验操作能力。

五、教学反思：
结合学生的实际情况和学习态度，及时调整教学方法和教学内容，不断完善教学计划，提高教学效果，以使学生全面提高自身的物理学知识水平和能力。

高中物理《电场与磁场》教案一、教学目标1.知识与技能：o理解电场和磁场的概念，知道它们的基本性质。

o掌握电场线和磁感线的画法，能够用电场线和磁感线描述电场和磁场的分布。

o理解电场强度和磁感应强度的概念，知道它们的定义式和单位。

2.过程与方法：o通过实验和观察，让学生感受电场和磁场的存在和性质。

o引导学生通过逻辑推理和数学计算，深入理解和应用电场和磁场的相关知识。

3.情感态度与价值观：o激发学生对电场和磁场的兴趣，培养学生的科学思维和探究精神。

o通过小组合作和讨论，培养学生的团队协作和沟通能力。

二、教学重点与难点1.教学重点：电场和磁场的基本性质、电场线和磁感线的画法、电场强度和磁感应强度的概念。

2.教学难点：电场和磁场的综合理解和实验观察。

三、教学准备1.实验器材：静电发生器、带电小球、导线、磁铁、铁粉等。

2.多媒体课件：包含电场和磁场的定义、实验演示、应用案例、例题解析等。

四、教学过程1.导入新课o通过回顾之前的力学和电学知识，引出电场和磁场的概念。

o提问学生：“电荷和电流周围会有什么特殊的物质？它们是如何影响其他物体的？”激发学生的好奇心和探究欲望。

2.新课内容讲解o电场的概念和性质：解释电场是电荷周围存在的特殊物质，它具有方向和大小，可以用电场线来描述。

介绍电场线的画法，强调电场线的特点和电场强度的概念。

o磁场的概念和性质：解释磁场是电流或磁铁周围存在的特殊物质，它也具有方向和大小，可以用磁感线来描述。

介绍磁感线的画法，强调磁感线的特点和磁感应强度的概念。

3.实验探究o分组进行实验，让学生观察静电发生器产生的电场和磁铁产生的磁场，感受它们的存在和性质。

o引导学生利用铁粉等器材，观察磁场的分布和方向，加深对磁场性质的理解。

4.课堂练习与讨论o出示相关练习题，让学生运用电场和磁场的知识解答有关问题，如计算电场强度、磁感应强度等。

o讨论电场和磁场在日常生活和科技发展中的应用，如静电除尘、电磁铁等。