高考物理回扣材料(电场磁场)
- 格式:doc
- 大小:1.82 MB
- 文档页数:13
电场磁场知识点及高考真题电场和磁场是物理学中重要的概念,也是高考物理考试中常见的考点。
本文将重点探讨电场磁场的知识点,并结合高考真题进行解析,希望能帮助大家更好地理解和掌握这一领域的内容。
一、电场电场是一种物理量,用来描述电荷在空间中产生的作用。
电场的本质是电荷之间的相互作用,通过电场,电荷可以相互吸引或排斥。
在电场中,一个电荷所受到的电力与电荷本身的大小和符号有关。
在高考中,常见的电场知识点有电场强度和电势。
电场强度表示单位正电荷所受到的电力,常用符号为E,单位是牛顿/库仑。
电场强度的大小与电荷的大小、距离的平方成反比。
电势是描述电场对电荷的影响程度的物理量,常用符号为V,单位是伏特。
电势的大小与电场强度和距离的关系有关,可以通过电势差来计算。
高考真题解析:1. (2019年北京卷)一点电荷在电场中受力0.5N,所处位置的电势为0.2V,试求该电荷的大小。
解析:根据定义可得电势差ΔV = V2 - V1, F = qE,由此我们可以得出ΔV = Fq。
代入已知数据计算可求得ΔV = 0.2V,F =0.5N,代入公式得q = F / ΔV = 0.5N / 0.2V = 2.5C。
二、磁场磁场是一种物理现象,用来描述磁荷产生的相互作用。
磁场的本质是磁荷之间的相互作用,通过磁场,磁荷可以相互吸引或排斥。
在高考中,常见的磁场知识点有磁感应强度和磁场力。
磁感应强度表示单位磁极所受到的力,常用符号为B,单位是特斯拉。
磁感应强度的大小与磁极的大小、距离的平方成反比。
磁场力是描述磁场对磁极的作用力的物理量,常用符号为F,单位是牛顿。
磁场力的大小与磁感应强度、磁极的大小、夹角的正弦值有关。
高考真题解析:2. (2017年江苏卷)电子以速度v垂直于磁感应强度B进入磁场,若电子所受的磁场力为F,则速度v与磁感应强度B的关系式是?解析:根据磁场力的公式F = qvBsinθ,电子带负电,所以它在磁场中受到的磁场力的方向与速度方向相反。
高考电场和磁场知识点汇总电场和磁场是物理学中非常重要的概念,也是高考物理考试中常见的内容。
掌握电场和磁场的知识对于高考物理考试取得好成绩非常关键。
本文将对高考电场和磁场的知识点进行汇总和总结,帮助考生全面复习和备考。
一、电场的基本概念电场是由电荷所产生的一种物理场,它描述了电荷对周围空间中其他带电粒子的作用力。
电场以电荷为源,以电场强度表示。
电场强度在空间中的分布可以通过电场线来表示,电场线与电场强度互相垂直。
二、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用。
它表达了两个点电荷间作用力的大小与距离的平方成反比。
库仑定律可以表示为:F=k*q1*q2/r^2,其中F为电荷间的相互作用力,q1和q2为两个电荷的电量,r为两个电荷之间的距离,k为电场常量。
三、电场的叠加原理电场的叠加原理指出,当有多个电荷存在时,它们所产生的电场强度可以叠加。
简单来说,就是将各个电场矢量相加得到总的电场矢量。
叠加原理在计算电场强度时非常有用,特别是在有多个电荷分布时。
四、电势差和电势能电势差是指单位正电荷从一个点移到另一个点时所需要的功。
它表示了电场对电荷所做的功。
电势差可以通过电场强度和电荷间距离的积分来计算。
电势能是指电荷在电场中由于位置的不同而具有的能量。
电荷在静电场中的电势能可以通过电场强度和电荷间距离的积分来计算。
五、磁场的基本概念磁场是由磁荷或电流所产生的一种物理场,它描述了磁荷或电流对周围空间中其他磁性物质或电流的作用力。
磁场以磁感应强度表示。
磁场的单位是特斯拉(T)。
六、安培定律安培定律描述了两段平行直导线的相互作用力与电流的关系。
当两段导线通过电流时,它们之间会产生相互作用力,该作用力与电流大小和导线之间的距离成正比。
安培定律可以表示为:F=B*I*l,其中F为相互作用力,B为磁感应强度,I为电流大小,l为导线之间的距离。
七、洛伦兹力和电磁感应洛伦兹力是指电荷在电磁场中受到的作用力。
当电荷在磁场中运动时,它会受到磁力的作用。
高考物理电场与磁场知识点公式总结范文1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/Am2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
高考物理电场与磁场知识点公式总结范文(二)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.高考物理电场与磁场知识点公式总结范文(三)1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB 两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)高考物理电场知识点1.有关场强E(电场线)、电势(等势面)、W=qU、动能与电势能的比较。
有关高考物理电场与磁场知识点总结高考物理的电场与磁场是一个非常重要的考点,下面是我对这两个知识点的总结:一、电场1.基本概念:电场是指由电荷所产生的周围空间中的一种物理量,描述了电荷对于其他电荷所施加的力的效应。
2.电场强度和电场线:电场强度是电场的一种表示方法,定义为单位正电荷所受到的力。
电场线是用来描述电场强度分布的虚拟线条,在同一电场中,电场线的密集程度越大,表示该处电场强度越大。
3.电荷的分布与电场:通过考察带电体表面上的电场线,可以得出带点体表面上法线方向的推论。
例如,闭合导体表面的法线方向指向导体内部。
4.电势差:电势差是指单位正电荷在电场力作用下,从一个点移动到另一个点所做的功与该电荷所受强度的比值。
单位是伏特(V)。
5.电势:电势是指单位正电荷在一些点的电场力作用下所具有的电势能。
电势是一个标量量,与路径无关。
6.静电能与静电势能:静电能是指由于电场力所做的功而获得的能量。
静电势能是指带电体由于位置发生变化而具有的能量。
7.电势差与电场强度的关系:电势差与电场强度的关系可以通过电势差公式V=Ed得到。
其中,V表示电势差,E表示电场强度,d表示电势差的距离。
二、磁场1.基本概念:磁场是指由磁极所产生的周围空间中的一种物理量,描述了磁极对于其他磁极所施加的力的效应。
2.磁感应强度和磁力线:磁感应强度是磁场的一种表示方法,定义为单位南北极间磁力的大小。
磁力线是用来描述磁场强度分布的虚拟线条,在同一磁场中,磁力线的密集程度越大,表示该处磁感应强度越大。
3.安培环路定理:安培环路定理是描述电流在磁场中所受力的定理。
根据该定理,通过其中一回路的总环流所受的合力为0。
4. 洛伦兹力与磁场中的运动粒子:洛伦兹力是运动带电粒子受到的磁场力,可以通过洛伦兹力公式F = qvB得到。
其中,F表示力,q表示电荷,v表示速度,B表示磁感应强度。
5.明戈斯效应与右手定则:明戈斯效应是指电流通过导体所产生的磁场力,根据右手定则可以确定磁场力的方向。
高考物理二轮复习第6讲电场磁场的基本性质高三二轮复习正当时,根据自我总结和学生反馈,将二轮复习主讲内容(方法和易错或常考知识)共11讲进行罗列优化,以备后用。
一、电场1、基本性质:(1)力学性质:矢量E方向:场源电荷法;试探电荷法;电场线切线法;等势面法(与等势面垂直指向低电势)。
大小:电场线疏密法;E=kQ/r2;E=F/q;E=U/d。
(2)能性质:标量φ(△φ=U)大小:电场法;φ=Ep/q;UAB=φA-φB;UAB= WAB /q;U=Ed。
力学性质与能性质联系:U=Ed 。
2、形象表达:电场线与等势面。
3、抽象表达:E-x:面积表示U,E的正负表示方向(改变);φ-x:斜率表示E,斜率的绝对值表示E大小,斜率的正负表示方向(斜率的单调性改变化表示E的方向改变);4、典型运动:(1)直线运动:匀变速直线运动规律;±qU=△Ek;(2)类平抛运动:电场力类似成重力。
出电场偏移常用相似△。
二、磁场1、力学性质:矢量B方向:场源法(磁极法:N → S;电流法:右手螺旋定则);试探法(N极受力与B方向相同;电流受力:左手定则);磁感线切线法。
大小:磁感线疏密法;B=F安/IL(有条件);B=F洛/qv(有条件)。
2、典型问题:(1)安培力作用下的静态平衡;(2)洛仑兹力作用下的曲线运动→ 匀速圆周:①Bqv=mv2/r → r=mv/Bq②T=2r/v → 2m/Bq③t=θT/2π→ t=θm/Bq④作图得含r的几何关系式:(作半径、弦线中垂直线找圆心,画轨迹)a、直线边界与圆形边界;b、速度方向偏转角=圆心角;c、v的方向不变,v的大小改变:圆扩张;d、v的大小不变,v的方向改变:圆旋转;e、相切、过边界端点、轨迹直径与边界相交等为临界居多。
高中物理磁场和电场的知识点高中物理磁场知识点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.(3)单位:法拉(F),1F=106μF,1μF=106pF.十、稳恒电流1.电流---(1)定义:电荷的定向移动形成电流.(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极).2.电流强度:------(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t(2)在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A(3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和.2.电阻--(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻.(2)定义式:R=U/I,单位:Ω(3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关.3.电阻定律(1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比.(2)公式:R=ρL/S.(3)适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液.4.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用.(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜).(2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性.(3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体.猜你感兴趣:1.高二物理磁场中的安培力知识点2.高中物理磁场公式大全3.高中物理电场公式大全4.高三物理电场知识点梳理5.高中物理磁场知识点归纳。
高考物理电场与磁场知识点总结汇总一篇高考物理电场与磁场知识点总结 11.电场、磁场都是特殊的物质。
电场对放入期中的电荷有电场力的作用,磁场对其中的磁体或电流有磁力作用。
2.丹麦物质学家奥斯特的奥斯特实验证明了电流周围存在着磁场。
3.磁感线是磁场中人为描绘的一些有方向的曲线,曲线每一点的切线方向都表示该点的磁场方向(静止的小磁针北极所指的方向、磁感强度的方向)4.磁感线的密度表示磁场的强弱,越密的`地方,磁感应强度越大。
在磁体周围,离磁极越近,磁感应强度越大,离磁极越远,磁感应强度越小。
5.磁感线是闭合的曲线,没有开始点和结束点,任何两条都不相交。
磁感线在磁体外部,总是由磁体北极(N极)指向磁体的南极(S极),在磁体内部,总是由磁体南极指向磁体的北极。
6.磁现象的电本质:所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用。
7.磁体吸引铁的实质:磁体在吸引铁时,先把铁磁化,然后相吸引,所以相接触部分为异名磁极,磁化后铁的另一侧与磁化它的磁极相同。
8.B=F/(Il )是磁感应强度的定义式,但磁感应强度与F、I、l 无关,其大小决定于磁场本身。
它是矢量,其方向指向磁感线(磁场)方向的切线方向。
推导公式F=BIl9.当电流方向与磁感线方向平行或磁感强度为零时,磁场对电流没有作用力。
二、电场和磁场考点分析从近两年高考试题看,本专题包括的考查点:一是库仑定律,电场强度、电势;二是电容和带电粒子在电场中的运动;三是安培力和洛伦兹力。
电磁场知识是历年高考试题中考点分布重点区域,尤其是在力电综合试题中常巧妙地把电场、磁场的概念与牛顿定律、动能定理等力学、电学有关知识有机地联系在一起,还能侧重于应用数学工具解决物理问题方面的考查。
对07年、08年全国理综Ⅰ、Ⅱ两“场”试题(不包括电磁感应)统计来看平均约占总分23%,其他卷也都在23到36分之间.预计2009年高考本专题占分比例仍在26%左右,选择题和计算题各一道的组合形式不会有多大变化,实验题有可能出现在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”,选择题单独命题考基础,难度系数约0.60,如2007全国理综Ⅰ第20题,考查匀强电场中电势分布规律及电势差与场强的关系的灵活运用,理综Ⅱ第19题则考查点电荷的电场叠加匀强磁场中带电粒子的运动周期;计算题一般考查综合运用能力,知识覆盖面广,综合性强,多为综合场中带电粒子的运动问题,难度系数一般较大,在0.50左右.。
电场、磁场一、静电场:静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律1.电荷守恒定律:元电荷191.610e C -=⨯(任何带电体带电量均为e 的整数倍;起电三种方式:摩擦、接触、感应)2.库仑定律:2Qq F K r= 条件:真空中、点电荷;静电力常量k=9×109Nm 2/C 2 三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小” 中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的;313221q q q q q q =+熟记常见电场的电场线分布(尤其是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用.)3. 力的特性(E):只要有电荷存在周围就存在电场 ,电场中某位置场强:(中学阶段学过的产生电场的两种方式:电荷和变化的磁场)qF E = (定义式)2KQ E r =(真空点电荷) d U E = (匀强电场E 、d 共线)(请区分定义式与决定式)电场力:F=E*q4.两点间的电势差:U 、U AB :(有无下标的区别)静电力做功U 是电能⇒其它形式的能 电动势E 是其它形式的能⇒电能Ed -qW U B A B A AB ===→ϕϕ=-U BA =-(U B -U A )与零势点选取无关) 电场力功W=qU=qEd=F 电S E (类似于重力,做功与路径无关,只与初末位置有关)5. 能的特性(E p ):电场力是保守力,电场力所做的功等于电势能的减少量(类似于重力做功)W AB =E PA -E PB 某点电势ϕ描述电场能的特性:qW 0A →=ϕ(相对零势点而言) 理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记,特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律6.等势面(线)的特点:处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E 越大,称为尖端放电。
考点4 电场、磁场和能量转化ft东贾玉兵命题趋势电场、磁场和能量的转化是中学物理重点内容之一,分析近十年来高考物理试卷可知,这部分知识在高考试题中的比例约占13%,几乎年年都考,从考试题型上看,既有选择题和填空题,也有实验题和计算题;从试题的难度上看,多属于中等难度和较难的题,特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题;由于高考的命题指导思想已把对能力的考查放在首位,因而在试题的选材、条件设置等方面都会有新的变化,将本学科知识与社会生活、生产实际和科学技术相联系的试题将会越来越多,而这块内容不仅可以考查多学科知识的综合运用,更是对学生实际应用知识能力的考查,因此在复习中应引起足够重视。
知识概要能量及其相互转化是贯穿整个高中物理的一条主线,在电场、磁场中,也是分析解决问题的重要物理原理。
在电场、磁场的问题中,既会涉及其他领域中的功和能,又会涉及电场、磁场本身的功和能,相关知识如下表:电场中的功和能电势能由电荷间的相对位置决定,数值具有相对性,常取无限远处或大地为电势能的零点。
重要的不是电势能的值,是其变化量电场力的功与路径无关,仅与电荷移动的始末位置有关:W=qU转化电场力做正功电势能→ 其他能电、磁场中的功和能电场力的功和电势能的变化转化电场力做负功其他能→ 电势能转化磁场中的功和能安培力的功做正功:电能→ 机械能,如电动机转化做负功:机械能→ 电能,如发电机洛伦兹力不做功如果带电粒子仅受电场力和磁场力作用,则运动过程中,带电粒子的动能和电势能之间相互转化,总量守恒;如果带电粒子受电场力、磁场力之外,还受重力、弹簧弹力等,但没有摩擦力做功,带电粒子的电势能和机械能的总量守恒;更为一般的情况,除了电场力做功外,还有重力、摩擦力等做功,如选用动能定理,则要分清有哪些力做功?做的是正功还是负功?是恒力功还是变力功?还要确定初态动能和末态动能;如选用能量守恒定律,则要分清有哪种形式的能在增加,那种形式的能在减少?发生了怎样的能量转化?能量守恒的表达式可以是:①初态和末态的总能量相等,即E 初=E 末;②某些形势的能量的减少量等于其他形式的能量的增加量,即ΔE 减=ΔE 增;③各种形式的能量的增量(ΔE=E 末-E 初)的代数和为零,即ΔE1+ΔE2+…ΔE n=0。
第三单元:电场和磁场 第一课时 电场和磁场的基本性质一、【知识梳理】 1.电场和磁场的特点(1)电场对运动电荷和静止电荷都有力的作用,磁场只能对 电荷有力的作用。
(2)从力的角度和能的角度理解,电场强度的物理意义分别是什么?磁感应强度的物理意义是什么? (3)qFE r Q k E d U E ===,,2分别适用于什么电场?其中的d 是指什么?(4)克服安培力做功, 能转化为 能。
洛伦兹力为什么永远不做功 ?2.物理学史试简述以下科学家在电磁学发展方面的贡献,并阅读《物理选修3-1》教材P37《科学足迹》。
【知识梳理答案】 1.⑴运动⑵单位正电荷在电场中的受力大小及方向。
沿电场线移动1m 电场对电荷做的功。
描述磁场的强弱和方向。
⑶匀强电场,点电荷电场,任意电场。
d 是沿电场方向的长度。
⑷其他形式 电 洛伦兹力永远与速度垂直。
2.二、【考题回放】例1. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。
球1的带电量为q ,球2的带电量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F 。
现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变。
由此可知( )A .n=3B .n=4C .n=5D .n=6 解析:设1、2距离为r ,则球1、2之间作用力为:2rnqkF=,球3先与球2接触后,它们带的电的电量平分,均为:2nq;球3再与球1接触后,它们带的电的总电量平分,均为22q nq +;将球3移至远处后,球1、2之间作用力仍为F ,则,2)2.()2(2q nq r nqk F +=有上两式解得:n=6。
答案:D .点拨:本题考查了电荷守恒和库仑定律及有关计算。
库仑定律是考点中明确的Ⅱ级要求,多地高考涉及较少,却是应当引起重视的考点。
例2.如图所示,A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的电量为-q 外,其余各点处的电量均为+q ,则圆心O 处( )A .场强大小为2rkq,方向沿OA 方向B .场强大小为2rkq,方向沿AO 方向C .场强大小为22rkq,方向沿OA 方向D .场强大小为22rkq,方向沿AO 方向解析:由点电荷的场强公式可知,各点电荷在O 点产生的场强大小为E=2rkq,电场强度是矢量,求合场强应用平行四边形定则,由对称性可知,B 、C 、D 、E 四个点电荷的合场强大小为E ′=2rkq,方向沿OA 方向,则A 、B 、C 、D 、E 四个点电荷的合场强大小为:E 合=E ′+E=2r kq +2rkq =22r kq,方向沿OA 方向。
答案:C点拨:本题考查了电场强度问题,熟练应用点电荷的场强公式及平行四边形定则是正确解题的关键. 例3.如图所示,在两个等量异种电荷形成的电场中,D 、E 、F 是两电荷连线上等间距的三个点,三点的电势关系是F E Dϕϕϕ>>,K 、M 、L 是过这三个点的等势线,其中等势线L 与两电荷连线垂直。
带电粒子从a 点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a 、b 、c ,粒子在a 、b 、c 的电势能分别是pc pb pa E E E 、、,以下判断正确的是( ) A.带电粒子带正电 B.pc pb pa E E E <<C.pa pb pb pcE E E E --= D.pa pb pb pc E E E E --<解析:由于F E Dϕϕϕ>>,可判断出正电荷在左侧,负电荷在右侧,根据粒子的轨迹可判断出它受到的力斜向左,与场强方向相反,故粒子带负电,A 错;从a 到b 电场力做负功,电势能增加,B 对;由于DE=EF ,由U=Ed ,可知U DE >U EF ,由W AB =Ep A -Ep B 可知pa pb pb pc E E E E --<,D 对。
答案:BD点拨:本题考查了等量异种电荷的电场的场强、电势分布和电场力做功、电势能的变化关系。
必须掌握几种特殊电场的场强合成、电场线分布、电势分布情况、电场力做功公式、电势能变化的判断等基本知识。
例4 .自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
下列说法正确的是( )A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律。
说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应、感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系 解析:由物理事实知,正确选项是ACD.点拨:解答物理学史问题,需要理解物理规律的来龙去脉,明确科学家对物理学发展作出的贡献。
三、【对点演练】1.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 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.kB. kC. kD. k2.如图所示,在x 轴相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q 、-Q ,虚线是以+Q 所在点为圆心、L/2为半径的圆,a 、b 、c 、d 是圆上的四个点,其中a 、c 两点在x 轴上,b 、d 两点关于x 轴对称。
下列判断正确的是( )A .b 、d 两点处的电势相同 B.四点中c 点处的电势最低 C .b 、d 两点处的电场强度相同D .将一试探电荷+q 沿圆周由a 点移至c 点,+q 的电势能减小【对点演练答案】1.B 解析: 由于b 点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等,方向相反。
在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同,所以E=222910)3(R qK R q K R q K =+,所以B 选项正确。
2.ABD 解析:由等量异种点电荷的电场分布规律可知b 、d 两点处的电势相同,再结合矢量合成的平行四边形定则可判断电场强度大小相等、方向不同,故选项A 正确C 错误;由电荷的独立作用原理可知正电荷在+Q 产生的电场中由a 运动至c ,电场力不做功,正电荷在-Q 产生的电场中由a 运动至c ,电场力做正功,故正电荷在两点电荷的电场中由a 至c 电场力做正功,电势能减小,选项D 正确;沿电场线的方向电势逐渐降低,故b 、d 点的电势高于c 点的电势,由D 项的分析结合p E qϕ=,可知a 点电势高于c 点的电势,故选项B 正确。
第三单元:电场和磁场第二课时带电粒子在电场、磁场中的运动【知识梳理】1.带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在匀强电场中的加速一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力,所以可以认为只有电场力做功。
由动能定理W=qU=ΔE K,此式与电场是否匀强无关,与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。
(2)带电粒子在匀强电场中的偏转如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间,两板间电压为U,求射出时的侧移、偏转角、入射点与出射点间的电势差。
2.带电粒子在匀强磁场中的运动(1)单粒子圆周运动的圆心、半径及运动时间确定问题。
如图所示,带电粒子从P点射入宽度为L的匀强磁场,磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B,出射点m 偏离粒子入射方向的距离为h.①请通过作图找出粒子做圆周运动的圆心,判断粒子的带电性质;②求出粒子运动的轨道半径;③写出粒子由P到M的时间表达式。
(2)多粒子、多速度的边界问题分析①运动半径确定,但初速度方向不确定,运动时间可使用弧长、弦长分析。
②粒子在磁场中的运动初速度方向确定,半径不确定,运动时间使用圆心角。
设粒子带负电,可以作出两种动态圆,如图所示。
3.带电粒子在多场中的运动 几种常用的命题情境:(1)质谱仪 原理:粒子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动, 根据牛顿第二定律得关系式由以上两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径r 、粒子质量m 、比荷mq .(2)回旋加速器①构造:如图所示,D 1、D 2是半圆金属盒,D 形盒的缝隙处接 电源.D 形盒处于匀强磁场中.②原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙,两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速.分析:已知带电粒子的质量为m 、电荷量为q ,D 形盒的直径为d ,其所处匀强磁场的磁感应强度为B ,则带电粒子将获得的最大动能为多大?带电粒子获得的最大动能有什么因素决定?(3)速度选择器:如图所示,平行板中电场强度E 的方向磁感应强度B 的方向互相 ,这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器. 若带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器需要满足什么条件?(4)磁流体发电机:根据左手定则,如图中的B 板是发电机的正极.磁流体发电机两极板间的距离为d,等离子体速度为v,磁场磁感应强度为B,则两极板间能达到的最大电势差U= .(5)电磁流量计工作原理:如图所示,圆形导管直径为d,用制成,导电液体在管中向左流动,导电液体中的自由电荷(正、负离子),在洛伦兹力的作用下横向偏转,a、b 间出现电势差,形成电场,当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差就保持稳定。
已知磁感应强度为B.测得液体a、b两点间的电势差为U,则导电液体中的自由电荷定向移动的速率为多大?管内导电液体的流量Q为多大?(6)霍尔效应:在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了,这个现象称为霍尔效应.所产生的电势差称为霍尔电势差,其原理如图所示。
请同学们表示出霍尔电势差。
【知识梳理答案】1.(2)侧移222mdvqULy=偏转角2tanmdvqUL=θ电势差22222vmdLqUU=∆2.(1)解析:如图所示①连接P、M,作中垂线,交左边界为O,此为圆心。
由左手定则可判定粒子带正电。
②由几何关系,有hLhRRLhR2,22222+==+-得)(③TtqBmTRLπθπθ2,2,sin===3.(1)221mvqU=rvmqvB2=qmUBr21=UqrBm222=222rBUmq=(2)①交流②mdBqEkm8222=,在m、q一定的情况下,粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径R 和B有关,与v无关。
(3)垂直qvBqE=与粒子的电性无关(4)Bdv0(5)BdUv=BUdQ4π=(6)磁场方向电势差 U=Bdv二、【考题回放】例1.如图甲所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )A .400Tt << B.4320T t T << C.T t T<<043 D .890T t T<<解析:解决此题首先要注意A 、B 两板电势的高低及带正电粒子运动的方向,再利用运动的对称性,粒子加速与减速交替进行运动,同时注意粒子向左、右运动位移的大小,即可判断各选项的对错. A.若400Tt <<,带正电粒子先加速向B 板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B 板上,所以A 错误.B.若4320T t T <<,带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A 板上,所以B 正确.C.若T t T<<043,带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B 板上,所以C 错误.D.若890Tt T <<,带正电粒子先加速向B 板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B 板上,所以D 错误. 故选B .点拨:带电粒子在电场中的运动,实质是力学问题,题目类型依然是运动电荷的平衡、直线、曲线或往复振动等问题.解题思路一般地说仍然可遵循力学中的基本解题思路:牛顿运动定律和直线运动的规律的结合、动能定理或功能关系带电粒子在交变电场中运动的情况比较复杂,由于不同时段受力情况不同、运动情况也就不同,若按常规的分析方法,一般都较繁琐,较好的分析方法就是利用带电粒子的速度图象或位移图象来分析.在画速度图象时,要注意以下几点: 1.带电粒子进入电场的时刻;2.速度图象的斜率表示加速度,因此加速度相同的运动一定是平行的直线;3.图线与坐标轴的围成的面积表示位移,且在横轴上方所围成的面积为正,在横轴下方所围成的面积为负;4.注意对称和周期性变化关系的应用;5.图线与横轴有交点,表示此时速度反向,对运动很复杂、不容易画出速度图象的问题,还应逐段分析求解.例2.如图,一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。