1第1讲电场和磁场的基本性质
网络构建1.电场2.磁场
[规律方法]
1.三个物理量的判断方法
判断场强强弱①根据电场线或等势面的疏密判断
②根据公式E
＝kQ
r2和场强叠加原理判断
判断电势的高低①根据电场线的方向判断
②由U
AB＝W
AB
q和U
AB＝φ
A－φ
B判断
③根据电场力做功(或电势能)判断
判断电势能大小①根据E
p＝qφ
判断
②根据ΔE
p＝－W
电，由电场力做功判断2.用准“两个定则”
(1)对电流的磁场用安培定则。(2)对安培力和洛伦兹力用左手定则。电场的基本性质
库仑定律的应用及库仑力的合成
1.(广东佛山模拟一)如图为一个以O
为圆心、半径为R、带电量为的均匀带
电圆环，在圆心O
处放一个带电量为q
的负点电荷，AB
为圆环的中轴线，C
点
在AB
上距O的长度为现把该点电荷从O
拉到C
，若不考虑点电荷对场源的影响，则下列说法正确的是
A.点电荷在O
点受到的电场力不为零
B.点电荷在C
点受到的电场力大小为
C.点电荷从O
到C
的过程中，外力对其做正功，电势能增大
D.若将点电荷从C
由静止释放，则它会一直沿由B
到A
的方向运动
【答案】C
【解析】解：A
、根据点电荷电场强度公式，结合矢量的合成法则，可知，
带电环在O
点的电场强度为零，因此带电量为q
的负点电荷受到的电场力为零，
故A
错误；
B
、负点电荷受的库仑力沿着AB
的连线指向右，由对称性可知在垂直于AB
线的
方向上的分力相互抵消，只有沿AB
线方向的分力；
由库仑力公式知：，故B
错误；
C
、点电荷从O
到C
的过程中，外力对其做正功，电场力做负功，电势能增大，
故C
正确；
D
、若将点电荷从C
由静止释放，其受到电场力先向左，当越过O
点后，则其受
到电场力向右，则它不会一直沿由B
到A
的方向运动，故D
错误；
故选：C
。
根据点电荷电场强度公式，结合矢量的合成法则，及三角知识，即可求解
AB
选项；再依据电场力与位移方向判定电场力做功正负，及电场力做正功，电
势能减小，电场力做负功，电势能增大；根据电场力方向来判定负点电荷的运
动情况。
专题三 电场和磁场
第1讲 电场、磁场的基本性质
（双选）1. 如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是( )
A．a、b为异种电荷B．a、b为同种电荷
C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势
2. 通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( )
A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动
B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动
C．L2绕轴O按顺时针方向转动
D．L2绕轴O按逆时针方向转动
3．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是( )
（双选）4. 某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行
时平稳而无声，时速可达100英里．这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进．如图所示是超导电磁船的简化原理图，AB和CD是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生．以下说法正确的是( )
A．船体向左运动B．船体向右运动
C．无法断定船体向哪个方向运动D．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速
（双选）5. 如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B，M、N、
O是AB连线的垂线上的点，且AO>OB.一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为φM、φN.下列判断中正确的是( )
A．点电荷B一定带正电B．EM小于EN
C．φM大于φN D．此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能
6. 如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC，其中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是( )
(
２)
系统所受外力的合力不为零,
但在某一方向上系统受到的合力为零,
则系统在该方向
上动量守恒．
(
３)
系统虽受外力,
但外力远小于内力且作用时间极短,
如碰撞、
爆炸过程
．
三、
高中物理三大观点
１．
力的观点:
主要是牛顿运动定律和运动学公式相结合,
常涉及物体的受力、
加速度或匀变
速运动的问题．
２．
动量的观点:
主要应用动量定理或动量守恒定律求解,
常涉及物体的受力和时间问题,
以
及相互作用物体的问题．
３．
能量的观点:
在涉及单个物体的受力和位移问题时,
常用动能定理分析;
在涉及系统内能
量的转化问题时,
常用能量守恒定律．
专题三
电场和磁场
课时１
电场和磁场的基本性质
【
构建主干知识体系】
[
知识网络构建]
场电场电场线电场强度E
＝F
q点电荷的电场强度E
＝kQ
r２等量同、
异种电荷
的叠加场
匀强电场的电场强度E
＝U
d电容器
等势线
电势φ＝E
p
q电势差U
AB＝W
AB
q
磁场磁感线磁感应强度B
＝F
IL磁通量Φ
＝BScosθ
产生磁体(
条形磁铁、
蹄
形磁铁、
地球)
电流(
电流元、
环形
电流)安培力F
＝IL
Bsinθ左手
定则
洛伦兹力F
＝qvBsinθ
—
３１—[
必背知识]
一、
电场的基本性质
１．
三个公式
(
１)
E＝Fq是电场强度的定义式,
适用于任何电场．
电场中某点的电场强度是确定值,
其大
小和方向与试探电荷q
无关,
试探电荷q
充当“
测量工具”
的作用．
(
２)
E＝kQ
r２是真空中点电荷所形成的电场的电场强度的决定式,E
由场源电荷Q
和场源
电荷到某点的距离r
决定．
(
３)
E＝Ud是电场强度与电势差的关系式,
只适用于匀强电场．
注意:
式中d
为两点间沿电场方向的距离．
２．
电场线、
电势、
电场强度
(
１)
电场线与电场强度的关系:
电场线越密的地方电场强度越大,
电场线上某点的切线方
向表示该点的电场强度方向．
(
２)
电场线与等势面的关系:
电场线总是与等势面垂直,
且从电势高的等势面指向电势低
的等势面;
电场线越密的地方,
等差等势面也越密;
沿等势面移动电荷,
电场力不做功,
沿
电场线移动电荷,
电场力一定做功．
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v0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mv0qE
B．速度大小为3v0
C．与P点的距离为22mv02qE
D．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v0t＝12at2，其中a＝Eqm，联立解得t＝2mv0qE，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＝2v0，所以合速度大小v＝2v02＋v02＝5v0，B项错误；该点到P点的距离s＝2x＝2v0t＝22mv02qE，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＝v02v0＝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B1，一束速度大小为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B2，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＝mgRsin
θB1B2Ld
B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v＝mgRsin θB1B2Ld
C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v＝mgRtan θB1B2Ld
D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v＝mgRtan θB1B2Ld
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。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势U满足qUd＝qB1v，由欧姆定律I＝UR和安培力公式F＝BIL可得F安＝B2L×UR＝B2B1LvdR，再根据金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，可得F安＝mgsin θ，则v＝mgRsin θB1B2Ld，金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可判定导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。故B正确。
