第三篇电场和磁场

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高三物理二轮复习专题三电场与磁场电场与磁场的基本性质.pptx

C．若将 A 板竖直向上平移一小段距离，两板间的电场强度将增大
D．若将 A 板竖直向下平移一小段距离，原 P 点位置的电势将不变
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3．带电粒子所受的电场力变化决定其加速度的变化。根据粒子运动轨迹各处电场线疏密程度变化可确定粒子加速度先减小后增大，由此可知诊断卷第 6 题 C 选项错误；
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(q＞0)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．k3Rq2 B．k190Rq2 C．kQR＋2 q D．k9Q9R＋2 q
图 3-1-5 (2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙。
同产生的场强 E3＝E2＝kaQ2，方向沿 y 轴负向；将该正点
电荷移到 G 处，该正点电荷在 H 点产生的场强 E4＝k2Qa2，
方向沿 y 轴正向，所以 H 点的场强 E＝E3－E4＝34kaQ2 ，方
向沿 y 轴负向。
答案：B
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2．(2015·安徽高考)已知均匀带电的无穷大平面在真空
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解析：每块极板上单位面积所带的电荷量为 σ＝QS，每块极板产生的电场强度为 E＝2σε0，所以两极板间的电场强度为 2E＝εQ0S。一块极板在另一块极板处产生的电场强度 E′＝2εQ0S，故另一块极板所受的电场力 F＝qE′＝Q·2εQ0S ＝2Qε02S，选项 D 正确。答案：D
中激发电场的场强大小为2σε0，其中 σ 为平面上单位面积所带的电荷量，ε0 为常量。如图 3-1-2 所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空，图 3-1-2 带电荷量为 Q。不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，

高中选修3-1,2电与磁物理知识点

第一章、电场一、电荷：1、自然界中有且只有两种电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。

电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律：电荷既不会创造，也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一个部分。

“起电”的三种方法：摩擦起电，接触起电，感应起电。

实质都是电子的转移引起：失去电子带正电，得到电子带等量负电。

3、电荷量Q ：电荷的多少元电荷：带最小电荷量的电荷。

自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。

密立根油滴实验测出：e=1.6×10—19C 。

点电荷：与所研究的空间相比，不计大小与形状的带电体。

库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的静电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

公式： k = 9×109 N ·m 2/C 2二、电场：1、电荷间的作用通过电场产生。

电场是一种客观存在的一种物质。

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E ：放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q 的比。

E=F/q 单位：N/C 或V/mE 是电场的一种特性，只取决于电场本身，与F 、q 等无关。

普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式 E=F/qE=U/d 方向与正电荷受电场力方向相同与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q 沿半径方向指向—Q由“+Q ”指向 “—Q ” 大小电场线越密，场强越大各处场强一样大3、电场线：形象描述场强大小与方向的线，实际上不存在。

疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。

一率从“+Q ”指向“—Q ”。

正试探电荷在电场中受电场力顺电场线，负电荷在电场中受电场力逆电场线。

电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。

只有电场线为直线，带电粒子初速度为零时，两条轨迹才重合。

任意两根电场线都不相交。

4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上，内部合场强处处为零。

电场与磁场的相互作用

电场与磁场的相互作用电场和磁场是物理学中最基本的两种力场形式，它们在自然界中起着重要的作用。

当它们相互作用时，将会产生一系列有趣而复杂的现象。

本文将探讨电场和磁场之间的相互作用，以及在不同情况下的表现和应用。

一、电场与磁场的基本概念电场指的是周围存在电荷时所形成的力场。

电荷之间的相互作用通过电场来传递。

磁场则是由电流产生的力场，由磁荷（即磁单极子）所携带。

电场的单位为牛顿/库仑（N/C），磁场的单位为特斯拉（T）。

二、电场和磁场的相互作用电场和磁场在相互作用时，会产生一系列的力和现象。

首先，当电荷在磁场中运动时，将会受到洛伦兹力的作用。

洛伦兹力的方向与电荷的运动方向、磁场的方向都有关系。

洛伦兹力的大小与电荷的电量、速度以及磁场的强度有关。

此外，当电流通过一个导线时，将会在周围产生磁场。

这个磁场的大小与电流的强度成正比，方向由右手定则确定。

如果存在另一个导线，则两个导线之间将会产生相互作用的力，称为安培力。

三、电场和磁场的应用由于电场和磁场能够相互作用，因此它们在许多应用中起着重要的作用。

以下是几个常见的应用：1. 电动机：电动机是利用电场和磁场之间的相互作用来实现能量转换的装置。

当电流通过电动机中的线圈时，产生的磁场与固定磁场相互作用，从而产生力矩使电动机运转。

2. 发电机：发电机的工作原理正好与电动机相反。

通过机械转动产生的磁场与线圈中的电流相互作用，从而将机械能转化为电能。

3. 电磁感应：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的强度或方向变化时，会在导线中产生感应电动势。

该原理广泛应用于变压器、发电机和感应炉等设备中。

4. 磁共振成像：磁共振成像（MRI）利用磁场和电场的相互作用原理，通过对人体组织内核自旋的磁共振现象进行检测，得到人体内部结构的影像。

总结：电场和磁场是物理学中两种常见的力场形式，它们在相互作用时引发了许多有趣的现象和应用。

本文介绍了电场和磁场的基本概念，以及它们相互作用时产生的力和现象，并且列举了几个常见的应用领域。

大学物理电磁场第3章讲义教材

zˆ4(a20Iaz22)3/2
2
0
d'
B(z)2(a20Iaz22)3/2 z
3.2 真空中的静磁场基本方程
1. 磁通连续性定理
定义穿过磁场中给定曲面S 的磁感应强度B 的通量为磁通：
BdS 单位韦伯Wb
S
若S面为闭合曲面
ΦBdS0
磁通连续性定理
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ΦBdS0
注意
① 磁通连续性原理也称磁场的高斯定理，表明磁力线是无头
Bdl 2B0I
l
得到
B
0I 2
e
323
I’ II 3 2 2-- 2 22 2 I 3 2 3 2-- 22 2
lBdl2B 0I3 2 3 2--22 2
得到
B
0I 2
32 -2 32 -22
e
同轴电缆的磁场分布
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4.真空中的磁场方程
B (r)40 VJR 2R ˆd V '
磁矢位
注意 1 A是从矢量恒等式得出，是引入的辅助计算量，无明确的物理意义；
2 A适用于整个磁场区域；
③因
mBdSAdS Stokes’ A dl
S
S
l
m Adl
l
A的单位 Wb/m （韦伯/米）
④ 恒定磁场中A满足库仑规范
A0
2 . 磁矢位 A 的求解
应用磁矢位A求解恒定磁场问题也可以分为场源问题和边值问题。
③ 洛仑兹力垂直于电荷运动方向，只改变电荷运动方向，对电荷不做功，而库仑力改变电荷运动速度做功。
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安培力定律
真空中
描述两个电流回路之间相互作用力的规律。
l1

大学物理第三篇感生电动势感生电场解读

1 wm 2 B H
在电磁场中 w we wm 普遍适用
1 1 w DE BH
各种电场磁
2
2
场
b
R
a
可利用这一特点较方便地求其他线段内的感生电动势
补上半径方向的线段构成回路利用法拉第电磁感应定律
例求上图中线段ab内的感生电动势
解：补上两个半径oa和bo与ab构成回路obao
i
ob
ba
ao
d
dt
ao 0 ob 0
ba
S
dB dt
又如磁力线限制在圆柱体内, 空间均匀
dB c
dt
§3 感生电动势感生电场
由于磁场的时间变化而产生的电场
B
Br, t
B dS
i
d
dt
i
S
B
dS
t
S
一.感生电场的性质
B
E感生 dl
L
S
t
dS
法拉第电磁感应定律非保守场
L
S
E感生 dS 0
无源场涡旋场
S
S是以L为边界的任意面积
二. 感生电场的计算
1. 原则
B
E感生 dl
演示 A B
K
线 i
圈
i
K合上灯泡A先亮 B晚亮 K断开 B会突闪
由于自己线路中的电流的变化而在自己的线路中产生感应电流的现象－－自感现象自感系数的定义
非铁磁质 I I LI
由法拉第电磁感应
d dI
i
dt
L dt
L I
定律
L
i
dI
单位电流的变化对应的感应电动势

【关键问题】专题4---电场与磁场

专题4---电场与磁场福建省普通教育教学研究室物理学科编写组【材料导读】本专题包括高中物理的两个关键问题“电场的性质”与“磁场的性质”。

对于“电场的性质”问题，高考中常以选择题的形式出现，考查利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等，电场力做功与电势能的变化及带电粒子在电场中的运动与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合的题目是考查的另一热点，电场知识与生产技术、生活实际、科学研究等的联系，如示波管、电容式传感器、静电分选器等，都可成为新情景题的命题素材，应引起重视。

而“磁场的性质”在高考中呈现题型主要为选择题，偶尔也为会在计算题中组成考点，要求考生重点掌握：通电直导线和通电线圈周围的磁场；安培力公式、安培定则及磁感应强度的叠加；通电直导线或线框在磁场中的平衡和运动问题。

本专题通过具体试题呈现这两个关键问题在高考中的考查特点，并以问题串形式引导学生体会用不同方法解决物理问题的异同，再从中归纳问题解决过程中的关键线索和一般方法。

材料中的例题和练习按难度从易到难分为A、B、C三个层次，使用者可根据自身情况选用。

【典例分析】【A】例1（2019年全国Ⅰ卷第15题）如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则() A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷P Q D．P带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q 必带等量异种电荷，选项AB错误；对P进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q对它的库仑力平衡，所以P带负电荷，Q带正电荷，选项D正确，C错误．【A】变式1：在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示。

高三物理二轮复习专题三电场和磁场

通过场的类比(电场与重力场类比、电场与磁场的类比)，形象理解电场的性质，掌握电场力和洛伦兹力的特性；围绕两大性质，理顺电场中基本概念的相互联系；熟知两大定则(安培定则和左手定则)，准确判定磁场及磁场力的方向；认识两类偏转模型(类平抛和圆周运动)，掌握带电粒子在场中的运动性质、规律和分析处理方法．第6讲带电粒子在电场中的运动1．[2015·全国卷Ⅰ] 如图61所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题考查了考生对电场能的性质的理解，要求考生掌握匀强电场的电场强度与电势差的关系．2．[2015·全国卷Ⅱ] 如图62所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A．保持静止状态B．向左上方做匀加速运动C．向正下方做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题考查了力电综合的力与运动关系问题，涉及平行板电容中电场特点、牛顿运动定律的应用等考点．考点一电场的性质1 如图64所示，半径为R的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线AB、CD互相垂直，一电荷量为＋q的可视为质点的小物块置于距转轴r处，空间有方向由A指向B的匀强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线AB上)时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ(虚线CD上)时受到的摩擦力为f.求：(1)圆盘边缘两点间电势差的最大值；(2)小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ克服摩擦力做的功．导思①小物块分别转动到位置Ⅰ、位置Ⅱ时由哪些力提供向心力？②小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ电场力做了多少功？克服摩擦力做了多少功？归纳1．电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电场力的大小和方向由电场强度和电荷共同决定，大小为F＝qE，正电荷所受的电场力方向与电场方向相同．2．电势能：电势能是标量，电场中电荷的电势能与电势的高低及电荷所带的电荷量及电性有关，即E p＝qφ，而电场力做的功等于电势能变化的相反数，即W＝qU＝－ΔE p.变式1 (多选)图65是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点，连线MON与直电场线重合，连线OQ垂直于MON.下列说法正确的是( )A．M点的场强大于N点的场强B．O点的电势等于Q点的电势C．将一负点电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D．一静止的正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点变式2 (多选)如图66所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R＝m 的圆的四个等分点和圆心．b、c、d三点的电势如图所示．已知电场线与圆所在的平面平行，关于等分点a处和圆心O处的电势及电场强度，下列描述正确的是( )A．a点的电势为4 VB．O点的电势为5 VC．电场强度方向由O点指向b点D．电场强度的大小为10 5 V/m考点二带电粒子在电场中的加速和偏转2 图67为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m、电荷量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板间穿出，求：(1)电子通过B点时的速度大小；(2)右侧平行金属板的长度；(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能．导思①电子通过A、B做什么运动？怎样计算电子在B点的速度？②电子在两块水平平行金属板间做什么运动？水平位移和竖直位移分别满足什么关系？③电子在运动过程中，电场力一共做了多少功？归纳1．带电粒子在电场中的加速可以应用牛顿运动定律结合匀变速直线运动的公式求解，也可应用动能定理qU ＝12mv 22－12mv 21求解，其中U 为带电粒子初、末位置之间的电势差．2．带电粒子在电场中的偏转带电粒子在匀强电场中做匀变速曲线运动，属类平抛运动，要应用运动的合成与分解的方法求解，同时要注意：(1)明确电场力的方向，确定带电粒子到底向哪个方向偏转；(2)借助画出的运动示意图寻找几何关系或题目中的隐含关系．带电粒子在电场中的运动可从动力学、能量等多个角度来分析和求解．考点三带电体在电场中的运动3 [2015·四川卷] 如图68所示，粗糙、绝缘的直轨道OB 固定在水平桌面上，B 端与桌面边缘对齐，A 是轨道上一点，过A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E ＝×106N /C 、方向水平向右的匀强电场．带负电的小物体P 电荷量是×10－6C ，质量m ＝ kg ，与轨道间动摩擦因数μ＝，P 从O 点由静止开始向右运动，经过 s 到达A 点，到达B 点时速度是5 m /s ，到达空间D 点时速度与竖直方向的夹角为α，且tan α＝，P 在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F 作用，F 大小与P 的速率v 的关系如下表所示．P 视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，g 取10 m /s 2.求：(1)小物体P 从开始运动至速率为2 m /s 所用的时间； (2)小物体P 从A 运动至D 的过程，电场力做的功．归纳带电体通常是指需要考虑重力的物体，如带电小球、带电液滴、带电尘埃等．带电体在电v/(m ·s －1)0≤v≤22<v<5 v≥5 F/N263场中运动的研究方法与力学综合题的分析方法相近，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解．当带电体同时受重力和电场力时，可以应用等效场的观点处理．变式1 如图69所示，CD左侧存在场强大小 E＝mgq、方向水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为＋q的光滑绝缘小球从底边BC长为L、倾角为53°的直角三角形斜面顶端A 点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一竖直半圆形细圆管内(C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧，圆管内径略大于小球直径，半圆直径CD在竖直线上)，恰能到达细圆管最高点D点，随后从D点离开后落回斜面上某点P.(重力加速度为g , sin 53°＝, cos 53°＝求：(1)小球到达C点时的速度；(2)小球从D点运动到P点的时间t.变式2 如图610所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径．一质量为m、电荷量为＋q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ＝37°.不计空气阻力．已知重力加速度为g，sin37°＝，cos 37°＝.(1)求电场强度E的大小；(2)要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度v应满足的条件．4 如图611甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线．当两板间加电压U MN＝U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场，某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计．(1)求带电粒子的比荷q m ；(2)若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期T＝Lv0，从t＝0开始，前T3内U MN＝2U，后2T3内U MN＝－U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值．图611导思①MN间加交变电压后，粒子在水平方向做什么运动？运动时间是多少？②MN间加交变电压后，粒子在竖直方向做什么运动？可以分成几个阶段？每阶段的加速度是多少？归纳交变电场中粒子的运动往往属于运动的多过程问题，关键是搞清楚电场力或加速度随时间变化的规律，进而分析速度的变化规律，通过绘制vt图像来分析运动过程比较直观简便．【真题模型再现】平行板电容器中带电粒子的运动2011 ·安徽卷交变电场中粒子的运动2012·新课标全国卷带电粒子在电容器中的匀速直线运动2013·广东卷加速偏转模型应用2014·安徽卷带电粒子在电容器中运动的功能关系2014·天津卷带电体在复合场中的功能转化2015·海南卷带电粒子在电场中加速(续表)【真题模型再现】平行板电容器中带电粒子的运动2015·山东卷带电体在变化电场中运动2015·北京卷带电粒子在电场中的功能转化2015·全国卷Ⅱ带电粒子在电场中的动力学问题【模型核心归纳】带电体在平行板电容器间的运动，实际上就是在电场力作用下的力电综合问题，依然需要根据力学解题思路求解，解题过程要遵从以下基本步骤：(1)确定研究对象(是单个研究对象还是物体组)；(2)进行受力分析(分析研究对象所受的全部外力，包括电场力．其中电子、质子、正负离子等基本微观粒子在没有明确指出或暗示时一般不计重力，而带电油滴、带电小球、带电尘埃等宏观带电体一般要考虑其重力)；(3)进行运动分析(分析研究对象所处的运动环境是否存在束缚条件，并根据研究对象的受力情况确定其运动性质和运动过程)；(4)建立物理等式(由平衡条件或牛顿第二定律结合运动学规律求解，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒定律列方程求解.例在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两极板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图612所示．当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来位置．假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计，重力加速度为g.试求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)ΔU1与ΔU2之比．展如图613所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变，则不正确的是( )图613A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落第7讲带电粒子在磁场及复合场中的运动1．(多选)[2014·新课标全国卷Ⅱ] 图71为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( )图71A．电子与正电子的偏转方向一定不同B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小【考题定位】难度等级：中等出题角度：本题主要考查学生对左手定则、带电粒子在匀强磁场中运动规律的掌握情况．2．[2015·全国卷Ⅰ] 两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( )A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题主要考查学生对带电粒子在匀强磁场中运动结论的掌握情况，属于较简单题目．3．(多选)[2015·全国卷Ⅱ] 两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ的磁感应强度是Ⅱ的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子( )A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题主要考查学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的掌握情况，考查了应用牛顿运动定律、圆周运动的规律解决物理问题的能力．考点一通电导体在磁场中的安培力问题1 [2015·重庆卷] 音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机．图72是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等．某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向．(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．导思①单根通电直导线垂直磁场放置，安培力的大小、方向如何？n根呢？②安培力的功率与哪些因素有关？归纳安培力与动力学综合问题已成为高考的热点，解决这类问题的关键是把电磁学问题力学化，把立体图转化为平面图，即画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I.其次是选用牛顿第二定律或平衡条件建立方程解题．变式如图73所示，一劲度系数为k的轻质弹簧下面挂有匝数为n的矩形线框边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直线框平面向里．线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态，弹簧处于伸长状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡．则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是( )A．Δx＝2nIlBk，方向向上B．Δx＝2nIlBk，方向向下C．Δx＝nIlBk，方向向上D．Δx＝nIlBk，方向向下考点二带电粒子在有界磁场中的运动2 如图74所示，在xOy平面内以O为圆心、R0为半径的圆形区域Ⅰ内有垂直于纸面向外、磁感应强度为B1的匀强磁场．一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以速度v0从A(R0，0)点沿x轴负方向射入区域Ⅰ，经过P(0，R0)点，沿y轴正方向进入同心环形区域Ⅱ，为使粒子经过区域Ⅱ后能从Q点回到区域Ⅰ，需在区域Ⅱ内加一垂直于纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场．已知OQ与x轴负方向成30°角，不计粒子重力．求：(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小；(2)环形区域Ⅱ的外圆半径R的最小值；(3)粒子从A点出发到再次经过A点所用的最短时间．导思①粒子以速度v0从A到P，经过P点的速度方向如何？②粒子在区域Ⅱ从P到Q，圆心角是多少？③粒子从A点出发到再次经过A点，经过哪些圆弧？圆心角分别为多少？归纳解答带电粒子在匀强磁场中运动的关键是画粒子运动轨迹的示意图，确定圆心、半径及圆心角．此类问题的解题思路是：(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出运动轨迹.(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、入射方向、出射方向相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系．(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式．变式1 如图75所示，横截面为正方形abcd的有界匀强磁场的磁场方向垂直纸面向里．一束电子以大小不同、方向垂直ad边界的速度飞入该磁场．对于从不同边界射出的电子，下列判断不正确的是( )图75A．从ad边射出的电子在磁场中运动的时间都相等B．从c点离开的电子在磁场中运动时间最长C．电子在磁场中运动的速度偏转角最大为πD．从bc边射出的电子的速度一定大于从ad边射出的电子的速度变式2 (多选)如图76所示，ab是匀强磁场的边界，质子(11H)和α粒子(42He)先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界的夹角均为45°，并都到达d点．不计空气阻力和粒子间的作用．关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是( )图76A．质子和α粒子运动轨迹相同B．质子和α粒子运动动能相同C．质子和α粒子运动速率相同D．质子和α粒子运动时间相同考点三带电粒子在复合场中的运动3 [2015·福建卷] 如图77所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C 点时离开MN做曲线运动．A、C两点间距离为h，重力加速度为g.(1)求小滑块运动到C点时的速度大小v C；(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功W f；(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点．已知小滑块在D点时的速度大小为v D，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小v P.【规范步骤】[解析] (1)小滑块沿MN运动过程，水平方向受力满足qvB ＋N＝qE小滑块在C点离开MN时，有N＝0解得v C＝E B .(2)由动能定理，有___________________________________________解得______________________________________．(3)如图78所示，小滑块速度最大时，速度方向与电场力、重力的合力方向垂直．撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为g′g ′＝⎝⎛⎭⎫qE m 2＋g 2 且v 2P ＝v 2D ＋g′2t 2解得_______________________________．归纳带电粒子在复合场中常见的运动形式：①当带电粒子在复合场中所受的合力为零时，粒子处于静止或匀速直线运动状态；②当带电粒子所受的合力大小恒定且提供向心力时，粒子做匀速圆周运动；③当带电粒子所受的合力变化且与速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动．如果带电粒子做曲线运动，则需要根据功能关系求解，需要注意的是洛伦兹力始终不做功．4 如图79所示，直线MN 上方有平行于纸面且与MN 成45°角的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN 下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B.今从MN 上的O 点向磁场中射入一个速度大小为v 、方向与MN 成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.若该粒子从O 点出发记为第一次经过直线MN ，而第五次经过直线MN 时恰好又通过O 点．不计粒子的重力．求：(1)电场强度的大小；(2)该粒子再次从O 点进入磁场后，运动轨道的半径； (3)该粒子从O 点出发到再次回到O 点所需的时间．导思①粒子从O 点出发到第五次经过直线MN ，经过哪些运动过程，分别做什么运动？②粒子第四次经过直线MN ，进入电场，沿电场线和垂直电场线方向分别做什么运动？其位移分别是多少？③粒子再次从O 点进入磁场后，运动的速度是多少？归纳电场(或磁场)与磁场各位于一定的区域内并不重叠，或在同一区域电场与磁场交替出现，这种情景就是组合场．粒子在某一场中运动时，通常只受该场对粒子的作用力．其处理方法一般为：①分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况，一般在电场中做直线运动或类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动；②正确地画出粒子的运动轨迹图，在画图的基础上注意运用几何知识寻找关系；③注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向，该速度是联系两种运动的桥梁．【真题模型再现】带电粒子在电磁场中运动的科技应用2013·重庆卷霍尔效应原理2014·浙江卷离子推进器2014·福建卷电磁驱动原理2015·浙江卷回旋加速器引出离子问题2015·重庆卷回旋加速器原理2015·江苏卷质谱仪(续表)【模型核心归纳】带电粒子在电场、磁场中的运动与现代科技密切相关，应重视以科学技术的具体问题为背景的考题．涉及带电粒子在复合场中运动的科技应用主要是速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、质谱仪等，对应原理如下：装置名称装置图示原理及结论速度选择器粒子经加速电场加速后得到一定的速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中射出，则有qv0B＝qE，即v0＝EB，故若v＝v0＝EB，粒子必做匀速直线运动，与粒子电荷量、电性、质量均无关．若v＜EB，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加．若v＞EB，洛伦兹力大，粒子向洛伦兹力方向偏，电场力做负功，动能减少磁流体发电机正、负离子(等离子体)高速喷入偏转磁场中，在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个场强向下的电场，两板间形成一定的电势差．当qvB＝qUd时，电势差达到稳定，U＝dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源电磁流量计一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下纵向偏转，a、b间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，由Bqv＝Eq＝Uqd，可得v＝UBd，则流量Q＝Sv＝πUd4B质谱仪选择器中v＝EB1；偏转场中d＝2r，qvB2＝mv2r，解得比荷qm＝2EB1B2d，质量m＝B1B2dq2E.作用：主要用于测量粒子的质量、比荷，研究同位素霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象称为霍尔效应例[2015·浙江卷] 使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图710所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出．已知OQ 长度为L，OQ与OP的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q并判断其正负；(2)离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小．图710。

电磁场与微波技术3篇

电磁场与微波技术第一篇：电磁场概述电磁场是指由电荷或电流产生的在空间中存在的物理场，也是一种能量形式。

电磁场是三维空间中的矢量场，其中包括电场和磁场两个部分。

电场是指在电荷周围存在的一种力场，具有方向和大小。

电场的强度取决于电荷的大小和距离关系。

在电场中，电荷之间互相作用，这种作用力是通过电场传递的。

磁场是由电流产生的一种力场，也具有方向和大小。

当电流流过导体时，磁场也会随之而产生。

磁场的强度取决于电流的大小和距离关系。

在磁场中，电流上的电子会受到磁场的力的作用，导致其运动路径发生曲线运动。

电磁场广泛应用于电磁波通信、雷达探测、电磁辐射治疗等领域。

电磁场还可以分析复杂的电磁问题和设计电子元器件等。

电磁场的形式化描述是由麦克斯韦方程组组成的。

麦克斯韦方程组由四个方程式组成，涵盖了电场和磁场的所有基本规律和相互关系。

总之，电磁场在现代物理中有着重要的应用和研究价值，对于电子技术和通信技术的发展起到了重要的推动作用。

第二篇：微波技术概述微波是指一种电磁波，波长在1毫米到1米之间，频率在300兆赫到300吉赫之间。

微波技术是指利用微波进行通信、雷达探测、天线设计、微波加热等方面的技术手段。

微波技术的优点包括传输速度快、带宽大、穿透力强、信息保密性和可靠性高等。

常见的微波应用包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达探测、天线设计和微波加热等领域。

微波技术应用广泛，例如在通信领域，通过无线终端通过微波信号与基站相连完成通信连接，从而实现了无线通信。

在雷达探测领域，利用微波信号进行距离测量，在航空、军事、气象等领域用于观测地球和增强安全。

微波技术的研究不断发展，利用微波进行数据通信和传输的技术变得越来越重要。

下一代移动通信和无线网络也在使用微波技术进行传输，这也将进一步推动微波技术的发展。

总之，微波技术是一种应用广泛的技术手段，对于电子通信、雷达探测、医疗和生产技术等领域有着举足轻重的作用。

未来的研究和发展将在微波技术的应用和底层研究方面继续取得进展。

工作场所物理因素测量第 3 部分：1Hz～100kHz 电场和磁场

工作场所物理因素测量第3部分：1Hz ～100kHz 电场和磁场 1 范围GBZ/T 189的本部分规定了工作场所1Hz ～100kHz 电场和磁场的测量方法。

本部分适用于频率范围为1Hz ～100kHz 的交流输变电系统及其它电子电气设备的工作场所及个人接触电场和磁场的测量。

2 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

2.1频率 frequency电流在导体内每一秒钟所振动的次数，单位为赫兹 (Hz)。

2.2均方根值 root mean square function ；F rms .电场和/或磁场时变函数 F (t) 在指定的时间区间 t 1 到 t 2 内平方平均值的平方根。

它是通过先求函数平方，再确定所获得函数平方的平均值，最后求出该平均值的平方根，见式（1）。

F rms =⎰-21212)]([1tt dt t F t t ·················（1）式中： t 2 —— 结束时间，单位为秒（s ）；t 1 —— 开始时间，单位为秒（s ）；F (t ) —— 电场和磁场时变函数，单位为为伏每米、安每米或特斯拉（V/m 、A/m or T ）；dt —— 从t 1到t i 的总时间，单位为秒（s ）。

2.3峰值 peak value ；Vp电场强度、磁场强度、磁感应强度的峰值表示为场矢量的最大值。

它是建立在电场或磁场强度或磁通密度的三个相互垂直方向的瞬时值，见式（2）。

Vp=max[)()()(222t V t V t V Z y x ++] (2)式中：V x —— 某时间点x 轴电场强度、磁场强度或磁通密度的瞬时值，单位为伏每米、安每米或特斯拉（V/m 、A/m or T ）；V y —— 某时间点y 轴电场强度、磁场强度或磁通密度的瞬时值，单位为伏每米、安每米或特斯拉（V/m 、A/m or T ）；V z —— 某时间点z 轴电场强度、磁场强度或磁通密度的瞬时值，单位为伏每米、安每米或特斯拉（V/m 、A/m or T ）。

2021届高考物理二轮复习专题三电场和磁场考点3带电粒子在复合场中的运动课件

图3－3－6
A．11
B．12
C．121
D．144
解析粒子在电场中加速，设离开加速电场的速度为 v，则 qU＝12mv2，粒子进入磁场做圆周运动，半径 r＝mqBv ＝B1 2mqU，因两粒子轨道半径相同，故离子和质子的质量比为 144，选项 D 正确。
答案 D
2．如图3－3－7所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.20 T，方向垂直纸面向里，电场强度E1＝1.0×105 V/m， PQ为板间中线。竖靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界限AO，与y轴的夹角∠AOy＝ 45°，边界限的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.25 T，边界限的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2＝5.0×105 V/m。一束带电荷量q＝ 8.0×10－19 C、质量m＝8.0×10－26 kg的正离子从P 点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区，屡次穿越边界限OA。求：
图3－3－3
A．霍尔元件前外表的电势低于后外表 B．假设电源的正负极对调，电压表将反偏 C．IH与I成正比 D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
解析根据左手定则判断电子受到洛伦兹力偏到霍尔元件的后表面，所以前表面电势高于后表面，A 项错误；若电源的正负极对调，线圈中产生的磁场反向，根据左手定则判断依然是前表面电势高于后表面，B 项错误；根据UdHq＝Bqv，有 UHB＝Bvd，因为 B＝kI，I＝nqSv， v∝I，联立解得 UH∝I2，而 P＝I2RL，所以 UH∝P，D 项正确；根据题中 UH＝kIHdB，因为 UH∝I2、B＝kI，所以得到 IH 与 I 成正比，C 项正确。

《大学物理》第三篇电磁学

找比较对象类象
重要作用： (1) 是提出科学假说的重要途径； (2) 是科学阐述或理论证明的辅助手段； (3) 在解决问题的过程中起启发思路、触类旁通的作用。
注意：类比推理所得结论是或然的，需证实或证伪。
3-15-2
磁场
静电场电
感生场电场
一般电场
高斯定理
SB dS 0
S D0 dS
物质存在的两种基本形式：实物和场
共性：能量、动量、质量
•场能对其中的物体做功 ——表明场有能量
•引力红移与偏折、光压等实验 ——表明场有质量和动量
可相互转化（如正负电子对湮没、同步辐射）
1、电磁场的能量密度与能量
电场能量密度
1 we 2 E D
磁场能量密度
wm
1 2
BH
电磁场能量密度
w
we
S D0 dS
ρdV
V
L E0 dl 0
SB dS 0
D
LH dl S ( j t ) dS
SB dS 0
LH dl S j dS
静电场基本方程
静电场基本方程
麦克斯韦方程组是对电磁场宏观规律的全面总结和概括！
是经典物理三大支柱之一。
再看积分形式的麦克斯韦方程组
jE
2 t
由矢量运算公式： a (b c ) (a b) c b (a c )
(H E) ( H ) E H ( E)
1
(D E
BH)
(H
E)
jE
2 t
(E H ) j E
dW 1
dt
2 V t (D E B H )dV
jD πr 2
2） r >R

电场和磁场的本质及其物理意义

电场和磁场的本质及其物理意义全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电场和磁场是我们生活中常见的物理现象，它们存在于我们周围的每一个角落。

这两种场的本质及其物理意义对我们理解宇宙运行规律、开展科学研究以及应用技术都具有重要意义。

我们来探讨电场的本质及物理意义。

电场是由电荷产生的一种特殊场，它是一个虚拟的力场，描述了电荷之间的相互作用。

根据库仑定律，电荷间的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比，这就是电场的基本性质。

在电场中，正电荷和负电荷之间会受到吸引力或斥力，这导致了电荷的移动和电流的产生，从而产生了许多电磁现象，比如静电放电、闪电等。

电场的物理意义在于它可以解释许多天文学、生物学、化学等领域的现象。

在原子结构中，电子绕着原子核运动时会形成电场，这就解释了原子间的化学键以及物质的性质。

在天体运动中，星体之间的引力也可以用电场来描述，进而揭示了宇宙中的各种规律。

接下来，我们谈谈磁场的本质及其物理意义。

磁场是由磁性物质产生的一种场，它描述了磁性物质之间的相互作用。

根据安培定律，电流会在其周围形成一个磁场，并且磁场的方向与电流方向垂直。

在磁场中，如果有磁性物质（比如铁、镍等）存在，它们会受到磁场的作用，从而产生磁力，导致磁性物质的运动或磁性的改变。

磁场不仅仅存在于自然界中，还被广泛应用于科学技术中。

在电磁学领域，磁场与电场相互作用形成了电磁场理论，这是现代物理学中的重要基础。

在工业上，磁场被用于制造电动机、发电机等电磁设备，实现了能量的转换和传输。

在医学领域，MRI（磁共振成像）技术利用了磁场的性质，帮助医生诊断疾病。

电场和磁场是物质世界中普遍存在的两种基本场，它们的本质及其物理意义对我们理解世界、发展科学技术至关重要。

通过深入研究和探索电磁现象，我们可以揭示宇宙中的种种规律，促进科学知识的拓展和应用技术的创新。

希望我们能更加认识和理解电场和磁场的本质，进一步探索它们在日常生活和科学技术中的应用。

【如果对电场和磁场有进一步了解的话建议可以继续添加内容】。

第三章 1 磁现象磁场

1磁现象磁场[学习目标] 1.了解人类对磁现象的认识与应用.2.了解磁场是客观存在的物质，知道磁感线的特点及条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线分布.3.掌握安培定则．会判断直线电流、环形电流、通电螺线管周围的磁感线方向．1．磁现象(1)我国古代对磁现象的认识及应用①春秋战国时期最早发现并记载了天然磁石具有吸引铁的现象和指示南北方向的特征．②北宋时期发明了指南针，并很快用于航海．③磁石治疗疾病，《史记》、《本草纲目》中均有记载．(2)电与磁的相互联系现象的发现及第二次产业革命①奥斯特发现了电流磁效应．②法拉第发现了电磁感应现象，打开了电气化技术时代的大门，导致了人类历史上的第二次产业革命．(3)信息技术中的磁现象①原理：某些磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来，长久保存且能在一定条件下复现．②应用：制成磁存储部件或设备，如磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等．(4)生物体中的磁现象①鸽子识归巢、候鸟辨迁途、海龟找“故乡”均可能与这些动物对地球磁场的敏感有关．②人体器官也存在磁性．③医院里使用了核磁共振断层成像装置．2．磁场(1)磁体和电流周围都存在着磁场，一切磁相互作用都是通过磁场来实现的．(2)磁感线①定义：磁感线是一些假想的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向，曲线的疏密表示磁场的强弱，曲线疏的地方磁场弱，曲线密的地方磁场强．②物理意义：形象地描述磁场的强弱和方向．③磁场的方向：在磁场中某一点小磁针N极所受磁力的方向，就是该点磁场的方向．(3)几种常见的磁场①磁体周围的磁场(如图1)图1②电流周围的磁场磁感线的方向由安培定则判定：a.通电直导线(或直线电流)周围的磁场用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图2所示．图2b.环形电流或通电螺线管周围的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向或通电螺线管内部磁感线的方向，即指向螺线管的N极，如图3所示．图3(1)首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特，他发现电流的周围能产生磁场．(√)(2)大磁铁的磁性较强，对小磁针的作用力大，但小磁针对大磁铁的磁场力较小．(×)(3)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的．(√)(4)用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布，所以磁感线是客观存在的．(×)(5)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆．(√)(6)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场．(√)(7)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，用安培定则判断时，大拇指指的都是磁场方向．(×)一、磁场和磁感线1．对磁场的认识(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．2．磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在．(2)磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针N极的受力方向．(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(4)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极．(5)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．3.地磁场(如图4所示)图4(1)地磁北极正上方磁场方向竖直向上，地磁南极正上方磁场方向竖直向下．(2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北．(3)在南半球离地理南极较远处，地磁场方向指向北偏上方；在北半球离地理北极较远处，地磁场方向指向北偏下方．(4)磁偏角磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角．磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角．(5)由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，通常不能直接到达地球．因此地磁场对地球上的生物有保护作用．例1(多选)下列关于磁场和磁感线的说法中，正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁感线可以用铁屑来显示，因而是真实存在的D．磁感线上每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致答案AD解析磁场和电场一样，是客观存在的物质，A正确，B错误；磁感线实际上并不存在，C 错误；磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，也是小磁针N极的受力方向，D正确．例2(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图5.结合上述材料，下列说法正确的是()图5A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下答案ABD解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；地磁场的竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，C错误，A、B、D项正确．例3如图6所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是()图6A．a处磁场较强B．b处磁场较强C．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极D．图中的磁感线是真实存在的答案 B解析由题图可知，b处磁感线较密，a处较疏，故b处磁强较强，A错误，B正确；磁感线是闭合曲线，磁铁内部也有磁感线，C错误；磁感线是为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，D错误．二、电流的磁场安培定则安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心且垂直于导线的多组同心圆，越向外磁感线越稀疏，磁场越弱环形电流环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极例4电路没接通时两枚小磁针方向如图7，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向．图7答案见解析解析接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右．针对训练当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是()答案 C解析通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；通电直导线电流竖直向上，根据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；环形导线的电流方向如题图C所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时北极指向左，故D错误．三、磁现象的电本质1.法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．(如图8所示)图82．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图9甲)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙)．图93．安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的．例5(多选)关于磁现象的电本质，下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B．根据安培分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极C．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D．磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁答案BC解析永久磁铁的磁场也是由运动电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的，故A错误．没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同，分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极，故B正确．由安培分子电流假说知，C正确．磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电，D错误.1．(磁感线的理解)如图10是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是()图10A．a点的磁场方向为图中B a指向B．b点的磁场方向为图中B b指向C．a点的磁场比b点的磁场强D．a点的磁场比b点的磁场弱答案 C解析磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误．磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点的磁场比b 点的磁场强，故C正确，D错误．2．(安培定则的应用)如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是()答案 D解析电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看)，故A错误；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看)，故B错误；图C、D中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误，D正确．3．(地磁场、电流磁效应)(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指南针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案BC解析指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误．4．(磁现象的电本质)(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是()A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的，B、C错误．5．(安培定则的应用)如图11所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图11答案见解析解析根据安培定则：甲图中的电流方向为“×”；乙图中电流方向向上；丙图中电流方向为逆时针；丁图中磁感线方向向下；戊图中磁感线方向向左；己图中磁感线方向向右．如图所示．考点一磁场磁感线1．以下说法正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．磁场和电场是同一物质答案 A2．在地球赤道上放置一个小磁针，静止时小磁针N极指向()A．地理南极B．地理北极C．东方D．西方答案 B3．(多选)关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有()A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线答案AB解析磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场具有能量，所以是一种物质，A正确；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的切线方向可表示磁场的方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的北极指向南极；在磁体内部，从南极指向北极，C错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线，没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线，故D错误．4．下列各选项图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a、b两点的磁场方向相同的是()答案 D考点二电流的磁场安培定则5．如图1所示为演示电流对磁针作用力的实验，图中所示的小磁针跟它上方的导线平行．当闭合开关时可观察到的现象是()图1A．小磁针N极垂直纸面向里偏转B．小磁针N极垂直纸面向外偏转C．小磁针N极向上偏转D．小磁针N极向下偏转答案 A6．做奥斯特实验时，要观察到小磁针明显的偏转现象，下列方法可行的是()A．将导线沿东西方向放置，磁针放在导线的延长线上B．将导线沿东西方向放置，磁针放在导线的下方C．将导线沿南北方向放置，磁针放在导线的延长线上D．将导线沿南北方向放置，磁针放在导线的下方答案 D解析由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应将直导线沿南北方向放置，可使小磁针发生明显偏转，故选D.7．下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是()答案 D8．如图2所示，一通电螺线管通有图示方向电流，小磁针1、2、4放在螺线管周围，小磁针3放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是()图2A．1 B．2 C．3 D．4答案 B解析小磁针静止时N极指向为该处的磁感线方向，根据安培定则可知通电螺线管的右端为N极，左端为S极，内部磁感线方向是从左到右，故只有2小磁针的N、S极标注正确.9.如图3所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()图3A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动答案 A解析由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转．10．(2021·遂宁高二检测)如图4所示，电磁铁P和Q通电后()图4A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引B．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥D．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引答案 B解析由右手螺旋定则可知，螺线管P右侧为S极，左侧为N极；螺线管Q左侧为S极，右侧为N极，它们相互排斥，故A、C、D错误，B正确．11．如图5所示，分别给出了磁场中某处小磁针静止时N极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向．图5答案见解析图解析如果已知小磁针静止时N极指向，那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向，根据磁感线方向，用安培定则来判断电流方向，分别如图所示．12．如图6所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为()图6A．a处B．b处C．c处D．无法判断答案 A解析螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同，由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，故选A.13.如图7所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向()图7A．沿x轴的正方向B．沿x轴的负方向C．沿z轴的正方向D．沿z轴的负方向答案 B解析电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿y轴负方向，根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向，故选项B正确．14.1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图8所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响．下列说法错误的是()图8A．小磁针发生偏转说明电流会产生磁场B．圆盘中心轴处的磁场方向向下C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转答案 B解析由题意可知，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转，原因是电荷的定向移动形成电流，电流周围产生磁场，A正确；圆盘带负电，根据安培定则可知，产生的磁场在圆盘中心轴处方向向上，故圆盘上方为N极，圆盘下方为S极，B错误；当小磁针处于圆盘的左上方时，因圆盘上方为N极，则小磁针的N极向左侧偏转，C正确；当小磁针处于圆盘的左下方时，因圆盘下方为S极，则小磁针的N极向右侧偏转，D正确．15.如图9所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，可认为它们的磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(黑色一端)的指向正确的是()图9A．a B．bC．c D．d答案 B解析由右手螺旋定则可知，直导线AB的磁场方向(从上往下看)为逆时针方向，根据小磁针静止时N极的指向即为磁场的方向，故a磁针方向错误；而通电螺线管左端为S极，右端为N极，因此c磁针方向错误，b磁针的方向正确；对于电磁铁D，左端相当于N极，右端相当于S极，故d磁针的方向错误，故选B.。

2021届高考物理二轮复习专题三电场与磁场(考点+习题)含解析

专题三电场与磁场一、电场1.库仑定律:F=k(真空中的点电荷)。

2.电场强度的表达式:(1)定义式:E=;(2)点电荷:E=;(3)匀强电场E=。

3.几种典型电场的电场线(如图所示)4.电势差和电势的关系:U AB=φA-φB或U BA=φB-φA。

5.电场力做功的计算:(1)普遍适用:W=qU;(2)匀强电场:W=Edq。

6.电容:(1)电容的定义式C=;(2)平行板电容器电容的决定式:C=7.电势高低及电势能大小的判断方法:(1)沿电场线的方向电势降低;(2)电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。

8.带电粒子在匀强电场中偏转的处理方法。

二、磁场1.磁感应强度的定义式:B=。

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(1)洛伦兹力充当向心力:qvB=mrω2=m=mr=4π2mrf2=ma;(2)圆周运动的半径r=、周期T=。

5.常见模型:速度选择器、回旋加速器、质谱仪等。

高考演练1.(2017江苏单科,1,3分)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。

圆形匀强磁场B的边缘恰好与a 线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶1答案A磁通量Φ=B·S,其中B为磁感应强度,S为与B垂直的有效面积。

因为是同一磁场,B相同,且有效面积相同,S a=S b,故Φa=Φb。

选项A正确。

2.(2017江苏单科,4,3分)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。

由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。

现将C板向右平移到P'点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P'点之间返回C.运动到P'点返回D.穿过P'点答案A由题意知,电子在A、B板间做匀加速运动,在B、C板间做匀减速运动,到P点时速度恰好为零,设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2,由动能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;现将C板右移至P'点,由于板上带电荷量没有变化,B、C板间电场强度E===,E不变,故电子仍运动到P点返回,选项A正确。

物理学分支3篇

物理学分支第一篇：力学力学是物理学的一门分支，它主要研究物体在三维空间中的运动及其相互作用的规律。

力学可以分为两类：静力学和动力学。

静力学主要研究物体处于静止时的力学性质，如平衡条件、重心以及作用力的平衡等；动力学主要研究物体在运动过程中的力学性质，如牛顿定律、动量守恒定律以及万有引力定律等。

牛顿力学是力学研究的重要组成部分，它由三条定律组成。

第一定律是牛顿惯性定律，即物体会继续保持匀速直线运动，或者保持静止，直到有外力作用于物体。

第二定律是牛顿运动定律，即物体所受的外力与物体的加速度成正比，且方向与加速度相同。

第三定律是牛顿作用-反作用定律，即每一个作用力都引起了一个相反的反作用力，且两个作用力的大小相等，方向相反。

除了牛顿力学以外，还有相对论力学和量子力学等物理学分支。

相对论力学主要研究高速运动物体的力学性质，并且对牛顿力学的一些假设进行了修正。

量子力学则研究微观粒子的力学性质，对于不能通过经典力学解释的现象提供了理论基础。

力学的应用非常广泛，它是现代科技和工程的基础之一。

例如，马路的设计需要考虑车辆运动的力学性质；建筑物的结构设计需要考虑重力以及外力对建筑物的影响；航空航天技术需要考虑飞行器在大气层中的力学性质等等。

因此，力学的研究对于现代社会的发展非常重要。

第二篇：热学热学是物理学的一个重要分支，它主要研究物体的温度、热能以及热传导等性质。

热学的研究对象包括气体、固体和液体等物体。

热学可以分为两类：热力学和统计物理学。

热力学主要研究宏观物体的热平衡、热力学定律以及热力学循环等问题；统计物理学则着眼于微观粒子的热运动和热力学性质。

热力学的三大定律是热学研究的核心。

第一定律是能量守恒定律，它指出能量不可能从不存在变为存在，也不可能从存在变为不存在，只能从一种形式转化为另一种形式，这可以被用来解释循环过程中的能量转化。

第二定律是热力学第二定律，它指出在孤立系统中不可逆过程的熵总是增加，也就是说，它增强了人们对不可逆过程的理解。