高考物理专题电场磁场的基本性质教学案
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优秀高中物理教案磁场教学目标:1. 了解磁场的基本概念和特性。
2. 掌握磁场力的作用规律和磁场线的表示方法。
3. 掌握磁感应强度和磁场中的磁力计算方法。
4. 认识电磁感应现象和法拉第电磁感应定律。
5. 能够应用磁场知识解决相关问题。
教学内容:1. 磁场的概念和特性2. 磁场力和磁场线3. 磁感应强度和磁力的计算4. 电磁感应现象和法拉第电磁感应定律教学步骤:第一步:导入新课1. 通过引入一个简单的实验或现象,引起学生对磁场的兴趣。
2. 提出学习磁场的重要性和应用价值。
第二步:学习磁场的概念和特性1. 讲解磁场的定义和基本性质。
2. 介绍磁场力和磁场线的概念及特点。
第三步:学习磁感应强度和磁力的计算1. 简要介绍磁感应强度的定义和计算方法。
2. 讲解磁场中物体所受的磁力及其计算方法。
第四步:学习电磁感应现象和法拉第电磁感应定律1. 引入电磁感应现象及其应用。
2. 讲解法拉第电磁感应定律的内容及应用。
第五步:课堂练习和示范1. 安排相关的课堂练习,巩固学生对磁场知识的理解和掌握。
2. 在课堂上进行示范实验,让学生亲自操作并观察实验现象。
第六步:作业布置和拓展1. 布置相关作业,包括选择题、填空题和计算题。
2. 带领学生进行拓展阅读和研究,深入了解磁场的相关知识。
教学反思:本节课主要围绕磁场的基本概念和特性展开,通过实例和实验引导学生掌握磁场力的作用规律、磁感应强度和磁力的计算方法等内容。
在教学过程中,注重培养学生的动手能力和解决问题的能力,让他们在实践中感受磁场的魅力,提高学习的兴趣和积极性。
通过本节课的学习,相信学生对磁场会有更深入的理解和认识。
第一单元磁场基本性质知识目标:一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.二、磁感线为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1.疏密表示磁场的强弱.2.每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.3.是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。
4.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点磁场方向是在该点切线方向·*熟记常用的几种磁场的磁感线:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A.三、磁感应强度1.磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。
2.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度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.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N 极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.④单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T.⑤点定B定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等.⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(AC)A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r,故A,C正确,D错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故B错误.【例3】如图所示,两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的P点,磁场方向如何?解析:由P点分别向a、b作连线Pa、Pb.然后过P点分别做Pa、Pb垂线,根据安培定则知这两条垂线用PM、PN就是两导线中电流在P点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在P处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向.答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图10一5所示的形状,区域A、B、C、D均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I1在任方格中产生的磁感应强度均为B,方向由安培定则可知是向里,在A、D方格内产生的磁感应强度均为B/,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A、C区域平均磁感应强度最大,在A区磁场方向向里.C区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm,电流强度为5A,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1N,则该点的磁感强度为()A.B=2T; B.B≥2T; C、B≤2T ;D.以上三种情况均有可能解析:由B=F/IL可知F/IL=2(T)当小段直导线垂直于磁场B时,受力最大,因而此时可能导线与B不垂直,即Bsinθ=2T,因而B≥2T。
高中物理磁场教案设计
教学内容:磁场
教学目标:
1. 了解磁场的基本概念和特性;
2. 掌握磁场的产生规律和磁场线的性质;
3. 熟练掌握磁场中物体的受力情况和运动规律;
4. 能够应用磁场知识解决相关问题。
教学准备:
1. 教材:高中物理教材;
2. 实验器材:磁铁、铁屑、磁力计等。
教学步骤:
第一步:导入
通过展示一些与磁场相关的实际应用,引起学生对磁场的兴趣,如电动机、电磁铁等。
第二步:讲解
1. 介绍磁场的概念和特性;
2. 讲解磁场的产生规律,并进行实验演示;
3. 解释磁场线的性质和特点。
第三步:实验
利用磁铁和磁力计进行实验,观察磁力的作用,并验证磁场相互作用的规律。
第四步:讨论
引导学生归纳总结磁场中物体的受力情况和运动规律,讨论磁场中的相关问题并解答学生疑问。
第五步:巩固
布置相关的练习题,让学生巩固所学内容,提高应用解决问题的能力。
第六步:拓展
引导学生了解磁场在现代科技中的应用,如磁共振成像、磁悬浮列车等,拓展学生的视野。
第七步:作业
布置相关的作业,让学生巩固所学内容,并鼓励他们主动探索磁场的更多应用。
教学反思:
通过本节课的教学,学生对磁场的概念和特性有了更深入的了解,能够运用所学知识解决
问题。
同时,通过实验和讨论,学生的动手能力和创新思维也得到了提高,为他们在未来
的学习和生活中积累了更多的知识和能力。
高中物理磁场专题课教案
课时:1课时
教学目标:
1. 了解磁场的基本概念和性质;
2. 掌握磁场的产生和作用原理;
3. 掌握磁场中电荷的受力情况。
教学重点和难点:
重点:磁场的基本概念和性质;
难点:掌握磁场中电荷的受力情况。
教学内容及安排:
一、磁场的基本概念
1. 磁场的产生和性质;
2. 磁场的强度和方向。
二、磁场的作用原理
1. 定义磁感应强度;
2. 定义磁场中的力矩。
三、磁场中电荷的受力情况
1. 判断磁场中电荷的受力方向;
2. 求解磁场中电荷的受力大小。
教学手段:
1. 实验仪器:磁铁、磁针、导线等;
2. 多媒体教学。
教学过程:
一、引入
通过展示一些与磁场相关的现象,引导学生思考磁场的产生和作用。
二、磁场的基本概念
1. 介绍磁场的定义和产生方式;
2. 讨论磁场的性质和强度;
3. 展示磁场的方向示意图。
三、磁场的作用原理
1. 讲解磁感应强度和力矩的定义及公式;
2. 演示磁场中的力矩实验。
四、磁场中电荷的受力情况
1. 分析磁场中电荷受力的规律;
2. 计算磁场中电荷的受力大小。
五、小结与展望
总结本节课的重点内容,并展望下节课的内容。
板书设计:
1. 磁场的基本概念
2. 磁场的作用原理
3. 磁场中电荷的受力情况
教学反思:
通过本节课的教学,学生对磁场的基本概念和性质有了深入的了解,同时也掌握了磁场中电荷的受力情况。
下节课将继续深入磁场的相关内容,帮助学生更好地理解磁场的原理和应用。
高中必修3物理磁场教案一、教学目标1. 了解磁场的基本概念和特性。
2. 掌握磁场的基本规律和计算方式。
3. 能够应用磁场知识解决实际问题。
4. 培养学生观察、实验和思考的能力。
二、教学内容1. 磁场的基本概念和特性。
2. 磁场的产生与磁性材料。
3. 磁场的力和磁场中的运动带电粒子。
4. 磁场对带电粒子的作用力。
三、教学重点1. 磁场的产生。
2. 磁场的基本规律。
3. 磁场中的带电粒子受力情况。
4. 磁场对带电粒子的作用力计算。
四、教学步骤1. 导入:通过实验或示例引导学生了解磁场的存在和特性。
2. 讲解:介绍磁场的产生、性质和规律。
3. 实验:进行一些简单的磁场实验,让学生亲自体验磁场的特性。
4. 讨论:引导学生讨论磁场对带电粒子的作用力规律。
5. 练习:布置相关的练习题,巩固学生对磁场知识的理解。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调关键点和难点。
五、教学工具1. 实验装置:磁铁、磁场测量仪等。
2. 教学PPT:呈现教学内容和示例。
3. 练习题:供学生课后巩固和复习。
六、教学反馈利用课堂讨论、小测验等方式收集学生的学习情况和反馈意见,及时调整教学方法和内容,确保教学效果。
七、作业布置1. 完成课后习题。
2. 思考磁场对带电粒子的作用力规律及其应用。
八、教学展望通过本节课的学习,学生能够初步掌握磁场的基本知识和规律,为今后学习磁场的高级内容打下坚实的基础。
同时,培养学生的实验和思考能力,提高其解决实际问题的能力。
高三物理教案电场与磁场作为一名高三物理老师,你知道如何写一篇高三物理教案电场与磁场吗?它能帮助你的高三物理教学任务顺利进行,并对你提高教学质量有积极的帮助。
#257242高三物理教案电场与磁场1一、教学目标1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。
通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。
在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。
功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。
通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具投影仪、投影片等。
四、主要教学过程(一)引入新课结合复习机械能守恒定律引入新课。
提出问题:1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。
专题6 电场、磁场的基本性质【2020年高考考纲解读】(1)带电粒子在电场中的运动(2)电场的性质与特点(3)静电场的分布(电场线及等势面规律)结合电场中区域的任意两点①比较其E、φ②移动点电荷+q、-q时,W电及E p的变化(4)考查磁场的性质、分布特点和规律以及匀强磁场中的安培力时,一般以选择题的形式出现(5)考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的运动时,题型一般为计算题【命题趋势】(1)电场的性质与特点结合曲线运动条件、功能关系等主干知识进行综合考查,一般为选择题;(2)电容器的决定式和定义式综合电路分析的问题考查,应该出现在选择题中;(3)带电粒子在匀强电场中的运动结合力学运动规律、功能关系及电场力做功的特点等考点综合考查,仍将是命题的热点.(4)考查导体棒在匀强磁场中平衡运动的问题;(5)考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题.【重点、难点剖析】电场与磁场是历年高考试题中考点分布的重点内容,纵观近几年的高考试题,对电场、磁场性质的考查,涉及运动与力的关系、功与能量的关系、能量守恒定律等重要力学规律,试题题材新颖丰富,对考生的分析综合能力、应用数学知识处理物理问题能力有较高的要求。
电场力与能的性质,带电粒子在重力场、电场、磁场等复合场中的运动是高考的命题热点。
在今后的高考中,对电场力和能的考查仍以选择题的形式出现。
而带电粒子在复合场中的运动仍会结合牛顿运动定律、功能关系,以计算题的形式出现。
一、带电粒子的拐弯问题第一步,由带电粒子的运动曲线判断出粒子受电场力的方向(带电粒子所受合力在曲面的凹侧)。
第二步,把电场线方向、受力方向与带电的电性相联系,从而判断出带电粒子的电性或电场力做功的情况。
第三步,将电场线的疏密与电场力、加速度及做功情况的变化相联系,从而判断出力、加速度及各种能量的变化情况。
二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的运动——加速(只受电场力)(1)匀强电场中,v0与E平行,可用牛顿定律和运动学方程求解:a=,E=,v2-=2ax。
高考物理电磁场的基本性质专题复习教案2023版引言:电磁场是高中物理中的重要内容,也是高考中的热点考点之一。
理解和掌握电磁场的基本性质对于解题和应对考试至关重要。
本文将为同学们提供一份全面的高考物理电磁场的基本性质专题复习教案,希望能够帮助大家在备考过程中取得优异的成绩。
一、电磁场的基本概念1. 电磁场的定义电磁场是由电荷和电流所形成的空间中存在的物理场,它对其他带电体有引力或斥力作用,并且能够通过电磁波或者电磁感应实现能量传递。
2. 电磁场的特征电磁场具有磁场和电场两个基本特征,磁场由磁体或电流所产生,电场由电荷所产生。
3. 电磁场的表示方法电磁场可以通过磁感应强度、电场强度、电势等物理量来表示。
其中,磁感应强度用矢量B表示,电场强度用矢量E表示,电势用标量V表示。
二、电磁场的基本性质1. 电磁场的叠加原理当有多个电荷或电流同时存在时,它们所产生的电磁场可以按照叠加原理相互叠加。
2. 电磁场的相互作用电磁场之间存在着相互作用。
电场和磁场可以相互转换,产生电磁感应;同时,电场和磁场也可以相互加强或减弱。
3. 电磁场的能量传递电磁场能够通过电磁波或电磁感应实现能量的传递。
这种能量传递是以光速进行的,具有很高的效率和速度。
4. 电磁场的应用电磁场的应用非常广泛,涉及到电磁感应、电磁波、电磁辐射等方面。
在现实生活中,电磁场被广泛应用于通信、能源传输、医疗诊断等领域。
三、电磁场的基本定律1. 库仑定律库仑定律描述了两个带电体之间的电力相互作用。
这个定律表明,两个带电体之间的电力的大小与它们之间的距离成反比,与电荷的大小成正比。
2. 安培定律安培定律描述了电流元在磁场中所受力的大小和方向。
根据安培定律,电流元在磁场中所受的力大小与电流元大小、磁感应强度和电流元之间的夹角有关。
3. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化时被感应电动势的大小与变化率之间的关系。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁感应强度的变化率成正比。
电场的基本性质本专题主要讲解电场的基本性质,主要涉及静电力作用下的平衡问题、场强的叠加问题、电势的高低及电势能大小的判断、电容器充放电及动态分析问题、电场线、等势面及运动轨迹问题等考点,重点考查多个知识点的综合应用,综合性强,要求学生善于将复杂、抽象的电场问题转化成较熟悉的力学问题,再结合牛顿运动定律以及功与能思想解决。
对学生的模型建构、分析综合能力、抽象能力要求较高。
电场的力的性质(2021年湖南卷)如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为2a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。
则Q的位置及电荷量分别为()A.(0,2a)B.(0,2a),C.(2a,0)D.(2a,0),关键信息:点电荷→点电荷的场强2QE krP点的电场强度为零→场强叠加原理(平行四边形定则)在距P(a,a)的某点处放置正点电荷Q→点电荷Q位于以P(a,a)为半径的圆周上,确定了点电荷Q产生的场强的方向,即可确定点电荷Q具体位置解题思路:根据点电荷场强的决定式确定场强,利用平行四边形定则进行矢量叠加如图所示:在(a ,0)位置放置电荷量为q 的正点电荷,其在P (a ,a )处产生的电场的电场强度大小为:E +=2qka,方向沿y 轴正方向,在(0,a )位置放置的电荷量为q 的负点电荷,其在P (a ,a )处产生的电场的电场强度大小为:E -=2q k a ,方向沿x 轴负方向,则这两个电荷在P 点的合电场强度大小为:E 合2qa ,方向与y 轴正方向夹角为45°。
现在距离P (a ,a )的某点放置正点电荷Q ,使得P 点的电场强度为零,根据电场叠加原理:点电荷Q 在P 点产生的场强与E 合大小相等,方向相反,故有:2qa ,解得Q =,根据几何关系,Q 的位置坐标为(0,2a ),B 项正确。
故选B 。
(2022·山东模拟)真空空间中有四个点o 、a 、b 、c ,任意两点间距离均为L ,点d (未画出)到点o 、a 、b 、c 的距离均相等,如图所示。
专题6 电场、磁场的基本性质【2020年高考考纲解读】(1)带电粒子在电场中的运动(2)电场的性质与特点(3)静电场的分布(电场线及等势面规律)结合电场中区域的任意两点①比较其E、φ②移动点电荷+q、-q时,W电及E p的变化(4)考查磁场的性质、分布特点和规律以及匀强磁场中的安培力时,一般以选择题的形式出现(5)考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的运动时,题型一般为计算题【命题趋势】(1)电场的性质与特点结合曲线运动条件、功能关系等主干知识进行综合考查,一般为选择题;(2)电容器的决定式和定义式综合电路分析的问题考查,应该出现在选择题中;(3)带电粒子在匀强电场中的运动结合力学运动规律、功能关系及电场力做功的特点等考点综合考查,仍将是命题的热点.(4)考查导体棒在匀强磁场中平衡运动的问题;(5)考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题.【重点、难点剖析】电场与磁场是历年高考试题中考点分布的重点内容,纵观近几年的高考试题,对电场、磁场性质的考查,涉及运动与力的关系、功与能量的关系、能量守恒定律等重要力学规律,试题题材新颖丰富,对考生的分析综合能力、应用数学知识处理物理问题能力有较高的要求。
电场力与能的性质,带电粒子在重力场、电场、磁场等复合场中的运动是高考的命题热点。
在今后的高考中,对电场力和能的考查仍以选择题的形式出现。
而带电粒子在复合场中的运动仍会结合牛顿运动定律、功能关系,以计算题的形式出现。
一、带电粒子的拐弯问题第一步,由带电粒子的运动曲线判断出粒子受电场力的方向(带电粒子所受合力在曲面的凹侧)。
第二步,把电场线方向、受力方向与带电的电性相联系,从而判断出带电粒子的电性或电场力做功的情况。
第三步,将电场线的疏密与电场力、加速度及做功情况的变化相联系,从而判断出力、加速度及各种能量的变化情况。
二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的运动——加速(只受电场力)(1)匀强电场中,v0与E平行,可用牛顿定律和运动学方程求解:a=,E=,v2-=2ax。
也可用动能定理:mv2-=qU(匀强与非匀强电场都可以)。
2.带电粒子在电场中的运动——偏转(1)分析方法——运用运动的合成与分解。
(2)偏转规律:偏转位移y=则y=偏转角:tan θ=tan θ=三、处理带电粒子在电场中运动问题的方法第一类方法——动力学方法(包括运动的分解)。
运用动力学方法,要做好受力分析和运动情况的分析,牛顿第二定律(F合=ma)是联系力与运动的桥梁;运动的分解与合成是解决曲线运动的基本方法。
第二类方法——功能关系法。
此类方法的应用,主要涉及运动的初、末状态及运动过程中各力做功的情况,因此要分析清楚各力做功的情况及各力的功与能量转化的关系。
四、带电粒子在磁场中的运动1.处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题,常用方法:画轨迹,画出带电粒子在磁场中的运动轨迹,并确定圆心和半径,圆心确定后,根据数学知识和洛伦兹力公式求出半径。
2.确定圆心的方法:①画出粒子在运动轨迹上的任两点的速度方向,作速度的垂线,则两垂线的交点即为圆心。
②圆心必定在圆中任一条弦的中垂线上,作出速度的垂线和一条弦的垂线,两线的交点即为圆心。
3.不同边界的匀强磁场中的运动轨迹、圆心、半径。
(1)直线边界(2)平行边界(存在临界条件)五、解决带电粒子在磁场中的圆周运动的方法(1)找圆心画轨迹;(2)寻半径列算式;(3)理关系定时间;(4)由对称找规律。
处理带电粒子在匀强磁场中运动问题时常用的几何关系:(1)四点:分别为入射点、出射点、圆心、入射速度与出射速度的交点;(2)三个角:速度偏转角、圆心角、弦切角,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的两倍。
【易错警示】1.对电场的分布与特点理解不全面,,导致错误对等量及不等量同种、异种电荷形成的电场的特点,不能从合成的角度进行熟练的分析和判断。
2.对图象分析不到位导致错误对于常见的描述带电粒子在电场中的运动图象,要研究各时刻带电粒子的运动情况、受力情况及各种能量的变化情况。
3.把左手定则和右手定则混淆左手定则用来判断安培力、洛伦兹力,右手定则用来判断导体棒切割磁感线时产生的感应电流方向及判断通电导线、通电圆环、通电螺线管周围的磁场方向。
4.不能正确地找出带电粒子在磁场中运动的临界状态对带电粒子在有界磁场中运动的临界问题,能够由一条确定轨迹想到多条动态轨迹,并结合具体问题判定临界问题。
【题型示例】题型点1、对电场强度的理解及计算【例1】【2020·新课标Ⅰ卷】在一静止点电荷的电场中,任一点的电势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a已在图中用坐标(r a,a)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【答案】AC【变式探究】(2020·全国卷Ⅰ,14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。
若将云母介质移出,则电容器( )A .极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B .极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C .极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D .极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变解析 由C =4πkd εrS 可知,当云母介质移出时,εr 变小,电容器的电容C 变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U 不变,根据Q =CU 可知,当C 减小时,Q 减小。
再由E =d U ,由于U 与d 都不变,故电场强度E不变,选项D 正确。
答案 D【变式探究】(2020·江苏单科,2,3分)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在 西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之 说,但下列不属于静电现象的是( )A .梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B .带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引C .小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流D .从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉 解析 通电线圈周围存在着磁场,当小线圈接近通电线圈过程中,穿过小线 圈的磁通量发生变化,小线圈中会产生感应电流,这属于电磁感应现象,不 是静电现象,故选项C 正确.答案 C2.(2020·安徽理综,20,6分)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激 发电场的场强大小为2ε0σ,其中σ为平面上单位面积所带的电荷量,ε0为常量.如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S ,其间为真空,带电量为Q.不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A.ε0S Q 和ε0S Q2B.2ε0S Q 和ε0S Q2C.2ε0S Q 和2ε0S Q2D.ε0S Q 和2ε0S Q23.(2020·浙江理综,16,6分)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置.工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属板中间,则( )A .乒乓球的左侧感应出负电荷B .乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上C .乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D .用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞 解析 根据静电感应近异远同的特性可知乒乓球左侧感应出正电荷,A 错误; 乒乓球不可能吸在左极板上,B 错误;库仑力就是电场力,C 错误;乒乓球与右极板接触后带正电,在电场力作用下向负极运动,碰到负极板正电荷与负极板上的负电荷中和后带负电,在电场力作用下又向正极板运动,这样会在两极板间来回碰撞,D 正确.答案 D4.(2020·山东理综,18,6分)直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时,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( )A.4a23kQ ,沿y 轴正向B.4a23kQ ,沿y 轴负向C.4a25kQ ,沿y 轴正向D.4a25kQ ,沿y 轴负向 解析 因正电荷Q 在O 点时,G 点的场强为零,则可知两负电荷在G 点形成的电场的合场强与正电荷Q在G 点产生的场强等大反向大小为E 合=ka2Q ;若 将正电荷移到G 点,则正电荷在H 点的场强为E 1=k(2a )2Q =4a2kQ ,因两负电荷在G 点的场强与在H 点的场强等大反向,则H 点的合场强为E =E 合-E 1 =4a23kQ ,方向沿y 轴负向,故选B.答案 B题型2、电场的基本性质【例2】【2020·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 。
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【答案】ABD【变式探究】(2020·全国卷Ⅱ,15)如图1,P 是固定的点电荷,虚线是以P 为圆心的两个圆。
带电粒子Q 在P 的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a 、b 、c 为轨迹上的三个点。
若Q 仅受P 的电场力作用,其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ,速度大小分别为v a 、v b 、v c ,则( )图1A .a a >a b >a c ,v a >v c >v bB .a a >a b >a c ,v b >v c >v aC .a b >a c >a a ,v b >v c >v aD .a b >a c >a a ,v a >v c >v b解析 由库仑定律F =r2kq1q2可知,粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为F b >F c >F a ,由a =m F 可知a b >a c >a a 。
根据粒子的轨迹可知,粒子Q 与场源电荷P 的电性相同,二者之间存在斥力,由c →b →a 整个过程中,电场力先做负功再做正功,且W ba >|W cb |,结合动能定理可知,v a >v c >v b ,故选项D 正确。