湖北省(罗田一中 、 麻城一中 、红安一中)高考物理一轮复习资料电场、磁场、电磁感应)

罗田一中2008届电场复习
一、库仑定律、电场强度、电势能、电势、电势差、电场中的导体
知识要点：
1、电荷及电荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间的相互作用
力就是通过电场发生的。

电荷的多少叫电量。

基本电荷e =⨯-161019.C 。

⑵使物体带电也叫起电。

使物体带电方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。

⑶电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。

2、库仑定律
在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为F K
Q Q r =122，其中比例常数K 叫静电力常量，K =⨯90109.N m C 22·。

库仑定律的适用条件是(a)真空，(b)点电荷。

点电荷是物理中的理想
模型。

当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用。

例如半径均为r 的金属球如图9—1所示放置，使两球边
缘相距为r ，今使两球带上等量的异种电荷Q ，设两电荷Q 间的库仑力大小为F ，比较F 与K Q r 2
23()
的大小关系，显然，如果电荷能全部集中在球心处，则两者相等。

依题设条件，球心间距离3r 不是远大于r ，故不能把两带电体当作点电荷处理。

实际上，由于异种电荷的相互吸引，使电荷分布在两球较靠近的球面处，这样电荷间距离小于
3r ，故F K Q r >223()。

同理，若两球带同种电荷Q ，则F K Q r <2
23()。

3、电场强度
⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。

电场的这种性质用电场强度来描述。

在电场中放入一个检验电荷q ，它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F q 叫做这个位置上的电场强度，定义式是E F q
=，场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。

由场强度E 的大小，方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放检验电荷，以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关，既不能认为E 与F 成正比，也不能认为E 与q 成反比。

要区别场强的定义式E F q
=与点电荷场强的计算式E KQ r =2，前者适用于任何电场，
后者只适用于真空（或空气）中点电荷形成的电场。

4、电场线
为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的弱度。

电场线的特点：(a)始于正电荷（或无穷远），终止负电荷（或无穷远）；(b)任意两条电场线都不相交。

电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。

带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。

5、匀强电场
场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场，匀强电场中的电场线是等距的平行线，平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两极之间除边缘外就是匀强电场。

6、电势能
由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。

电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能和零点。

由于电势能具有相对性，所以实际的应用意义并不大。

而经常应用的是电势能的变化。

电场力对电荷做功，电荷的电势能减速少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值，这常是判断电荷电势能如何变化的依据。

7、电势、电势差
⑴电势是描述电场的能的性质的物理量
在电场中某位置放一个检验电荷q，若它具有的电势能为ε，则比值εq叫做该位置的
电势。

电势也具有相对性，通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势（对同一电场，电势能及电势的零点选取是一致的）这样选取零电势点之后，可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。

⑵电场中两点的电势之差叫电势差，依教材要求，电势差都取绝对值，知道了电势差的绝对值，要比较哪个点的电势高，需根据电场力对电荷做功的正负判断，或者是由这两点在电场线上的位置判断。

⑶电势相等的点组成的面叫等势面。

等势面的特点：
(a)等势面上各点的电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。

(b)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。

(c)规定：画等势面（或线）时，相邻的两等势面（或线）间的电势差相等。

这样，在等势面（线）密处场强较大，等势面（线）疏处场强小。

=，此公式适用于任何电场。

电场力做功与
⑷电场力对电荷做功的计算公式：W qU
路径无关，由起始和终了位置的电势差决定。

=，公式中的d是沿场强方向上的距
⑸在匀强电场中电势差与场强之间的关系是U Ed
离。

8、电场中的导体
⑴静电感应：把金属导体放在外电场E中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应。

⑵静电平衡：发生静电感应的导体两端面感应的等量异种电荷形成一附加电场'E，当附加电场与外电场完全抵消时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。

⑶处于静电平衡状态导体的特点：
(a)导体内部的电场强处处为零，电场线在导体的内部中断。

(b)导体是一个等势体，表面是一个等势面。

(c)导体表面上任意一点的场强方向跟该点的表面垂直。

(d)导体断带的净电荷全部分布在导体的外表面上。

二、电容带电粒子在电场中的运动
知识要点：
一、基础知识
1、电容
（1）两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。

（2）电容：表示电容器容纳电荷的本领。

a 定义式：C
Q
U
Q
U
==()
∆
∆
，即电容C等于Q与U的比值，不能理解为电容C与Q
成正比，与U成反比。

一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。

b 决定因素式：如平行板电容器C
S
kd
=
ε
π4
（不要求应用此式计算）
（3）对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况：
a 保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U不变
b 充电后断开电源，则带电量Q不变
（4）电容的定义式：C
Q
U
=（定义式）
（5）C由电容器本身决定。

对平行板电容器来说C取决于：C
S
Kd
=
ε
π4
（决定式）
（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况：
第一种情况：若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电量Q为一定，此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。

第二种情况：若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压V为一定，此时电容器的电量将随电容的变化而变化。

2、带电粒子在电场中的运动
（1）带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程（平衡、加速或减速，是直线还是曲线），然后选用恰当的规律解题。

（2）在对带电粒子进行受力分析时，要注意两点：
a 要掌握电场力的特点。

如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还与带电粒子的电量和电性有关；在匀强电场中，带电粒子所受电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。

b 是否考虑重力要依据具体情况而定：基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有要说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。

带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。

3、带电粒子的加速（含偏转过程中速度大小的变化）过程是其他形式的能和功能之间的转化过程。

解决这类问题，可以用动能定理，也可以用能量守恒定律。

如选用动能定理，则要分清哪些力做功？做正功还是负功？是恒力功还是变力功？若电场力是变力，则电场力的功必须表达成W qU ab ab =，还要确定初态动能和末态动能（或初、末态间的动能增量）
如选用能量守恒定律，则要分清有哪些形式的能在变化？怎样变化（是增加还是减少）？能量守恒的表达形式有：
a 初态和末态的总能量（代数和）相等，即E E 初末=；
b 某种形式的能量减少一定等于其它形式能量的增加，即∆∆E E 减增=
c 各种形式的能量的增量的代数和∆∆E E 120++=……；
4、带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题。

如果带电粒子以初速度v 0垂直于场强方向射入匀强电场，不计重力，电场力使带电粒子产生加速度，作类平抛运动，分析时，仍采用力学中分析平抛运动的方法：把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动——匀速直线运动：v v x =0，x v t =0；另一个是平行于场强方向上的分运动——匀加速运动，v at a qU md y ==,，y qU md x v =120
2()，粒子的偏转角为tg v v qU mv d y x ϕ=
=002。

经一定加速电压（U 1）加速后的带电粒子，垂直于场强方向射入确定的平行板偏转电场中，粒子对入射方向的偏移y qU L mdv U L dU ==124220222
1
，它只跟加在偏转电极上的电压U 2有关。

当偏转电压的大小极性发生变化时，粒子的偏移也随之变化。

如果偏转电压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间（T >>L v 0
），则在粒子穿越电场的过程中，仍可当作匀强
电场处理。

应注意的问题：
1、电场强度E 和电势U 仅仅由场本身决定，与是否在场中放入电荷 ，以及放入什么样的检验电荷无关。

而电场力F 和电势能ε两个量，不仅与电场有关，还与放入场中的检验电荷有关。

所以E 和U 属于电场，而F 电和ε属于场和场中的电荷。

2、一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重合，运动轨迹上的一点的切线方向表示速度方向，电场线上一点的切线方向反映正电荷的受力方向。

物体的受力方向和运动方向是有区别的。

如图所示：
只有在电场线为直线的电场中，且电荷由静止开始或初速度方向和电场方向一致并只受电场力作用下运动，在这种特殊情况下粒子的运动轨迹才是沿电力线的。

3、点电荷的电场强度和电势
（1）点电荷在真空中形成的电场的电场强度E Q E r ∝∝源，12
/，当源电荷Q >0时，场强方向背离源电荷，当源电荷为负时，场强方向指向源电荷。

但不论源电荷正负，距源电荷越近场强越大。

（2）当取U ∞=0时，正的源电荷电场中各点电势均为正，距场源电荷越近，电势越高。

负的源电荷电场中各点电势均为负，距场源电荷越近，电势越低。

（3）若有n 个点电荷同时存在，它们的电场就互相迭加，形成合电场，这时某点的电场强度就等于各个点电荷在该点产生的场强的矢量和，而某点的电势就等于各个点电荷在该点的电势的代数和。

12
02mv U q =加速· ⇒=
=y U q L d U q
U L U d
侧移偏转偏转加速偏转加速·······2244 《电场》第一轮复习方案
罗田一中物理备课组高开贵汤俊明
说明：带电粒子在电场中的偏转的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行和垂直于电场的情况。

二、知识地位：
纵看近三年的全国高考题，电场每年必考，一般是一个选择题和一个计算题。

分值为23分左右。

内容上主要考查电场的描述及性质，带电粒子在电场中、复合场中的运动，平行板电容器等。

高考中对本章知识考查频率较高且有相当难度的集中在电场的力的性质，带电粒子在电场中的运动，电容器这些知识点上。

尤其与力学知识的结合中巧妙地把电场概念、牛顿定律和动能定理等联系命题，对考生能力有较好的测试作用。

我想今后命题趋于综合能力考查，且结合力学平衡问题、运动学、牛顿定律、功和能及交变电流等综合，来考查学生分析问题能力、综合能力、用数学方法解决物理问题的能力。

近几年电场中的电势差、电势、电势能及它们间知识联系的题目考查得少一些，以后高考考查的可能性大些，在复习中要重视。

针对以上分析，本单元复习时要注重以下几点：
1.重视对基本概念、定义的理解。

2.重视知识的实际应用。

如：带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在
实际生产、生活中的应用。

3.重视本单元只是与其他单元知识的综合。

如带电粒子在复合场中的运动等。

4.掌握处理较复杂的物理问题的方法，如：类比、等效、建立模型等思维方法。

三、措施：
1.复习时间：约两周16课时
2.实施方案：本章复习分四个小单元，
A预习：每单元看书十五分钟，填资料书《步步高》上的知识点，熟悉基本概念和基本规律。

B 复习：每单元用1－1.5课时串讲知识点，以专题的方式集中突破重难点强化解
题方法训练，其余时间学生训练与疑难讲解。

例题主要来自资料书。

C 释疑：本单元结束后，留1－2课时学生纠错与总结，让学生课堂提问，解决本
章的疑难问题或大多数同学不清楚的地方。

D 测试：要求难度适中。

由本章备课老师命题，评卷后找遗漏点。

E 改错：针对试卷中出現的基本知识错误及重点题型，要求该在作业本上。

并主一
反三。

交给老师查阅。

以达到落实。

3.集体备课:每章的专题，试卷都由同一教师负责。

我们计划在第二轮复习时保留传统
做法：将高考知识点要求列一表格，统计在考试和训练中已出现的知识
次数，没有涉及到或频率不够的知识点，在下份试卷中加强。

避免简单
重复和重要知识的遗漏。

四、复习思路：
§1 电场力的性质
1、库仑定律和电荷守恒定律都是电学基本规律，复习要理解规律的物理意义，适用条件
用来解题的思路方法。

2、要理解检验电荷、点电荷、元电荷的意义。

3、场强的概念是电学中最基本、最重要的概念，是高考的热点。

复习时不能只记住它的
定义，而是要理解含义。

场强是用比值定义法定义的.E=F/q,E与F、q无关值取决于电场的本身，适用于任何电场。

要理解比值定义的方法。

对公式E=F/q、E=KQ/r2等要掌握它们的不同使用条件。

4、场强的叠加原理是高考的热点，要理解其矢量性和会运用平行四边形法则运算，通过
例题分析和练习达到真正掌握。

5、理解电场线的性质，熟悉几种常见电场的电场线的分布。

§2 电场能的性质
1、本单元概念多且抽象，规律多公式复杂，复习时要通过对比弄清一些概念的区别、
联系；从中找到有关电场的规律，认识和分析问题的基本思路。

分析电场中有关问题的一般思路：
（1）由电荷电性的正或负和电场强度方向判断电场力方向；
（2）由运动方向和电场力的方向判断电场力做功情况；
（3）由做功情况确定电势能的增减。

2、针对易混淆、认识模糊问题增加一些专题小结，加深理解。

（1）、电场强度的确定：①定义E=F/q;②E=KQ/r2库仑定律；③E=U/d电场都与电势差的关系；④电场强度的叠加原理；⑤导体静电平衡时内部场强处处为零；⑥电场线的疏密定性的确定电场的大小。

（2）、电势高低的判断：①根据电势的定义；②电势与电势差之间的关系U AB=U A-U B；
③等势面；④电场线；⑤导体静电平衡时是等势体。

3、在复习本单元知识时，要注意能力的培养。

（1）、形象描述空间的能力：电场线不仅能形象的描述电场强度的方向和大小的分布。

还能形象描述电势高低的变化和等势面的分布。

利用电场线可以把电场强度、电势、电场力的功、电势能的变化描述出来。

（2）、概念规律的理解和分析能力：①E、U、△U、只有电场决定，与检验电荷q无关；
②电场力、电势能由电荷和电场共同决定；③只有电荷q在电场中受力F作用而运动时，
才表现出做功、电势能的变化、动能的变化等。

§3 静电平衡电容器电容
1、静电感应、静电平衡问题是难点，复习时要认清其本质：一方面要理解达到静电平
衡状态的物理过程，另一方面要掌握静电平衡的特点，为什么有这些特点而不能只
记着结论。

并注意在生产和生活中的应用。

如：导体达到静电平衡时，内部场强处
处为零并不是内部没有场强，而是内部既有外加场强E1，又有感应场强E2，是它
们矢量和为零。

是内外场强叠加的结果。

2、电容概念和平行板电容器是本单元的重点：对这两个概念的重点是理解其意义，一
定要弄懂电容器的充放电过程。

要重点分析两类题型：电容器电量不变和电压不变
问题的讨论要掌握基本分析思路、方法。

多加例题和练习加以区分。

3、了解常见电容器的结构和原理。

§4 带电粒子在匀强电场中的运动
1、研究对象：
（1）基本粒子：电子、质子、α粒子等离子，应质量小，其重力与电场力相比小得多，可以忽略不计。

（2）带电粒子：带电尘埃、液滴、小球等较大质量的重力不可忽略。

2、带电粒子在电场中加速：
（1）在匀强电场中加速作匀加速直线运动，还可以应用牛顿定律和运动学公式解题；
（2）对非匀强电场中的加速问题，只能从能量的观点来解决。

因电场力做功与路径无关，只决定初始位置的电势差。

3、带电粒子在电场中的偏转问题：
这类问题要抓住运动的分解和合成的思路方法，切忌死记结果和公式。

重点应该是在理解的基础上形成鲜明的物理情景，用运动合成法导出公式，以不变应万变。

在偏转电场中同样可以用能量的观点来解题。

这种偏转在实际技术中有着广泛的应用，因此要对偏转位移、偏转角、粒子速度、能量的变化等问题都要搞清楚，并能灵活运用和解决实际问题。

4、带电粒子在电场中的运动，是电场与力学结合的题目，是热点。

主要有三种题型：
平衡、变速直线运动、偏转——类平抛运动。

一是用动力学的观点解题，一是用能
量的观点，运用能量角度会更方便些。

麻城一中2008届磁场复习
本章在介绍了磁现象的电本质的基础上，主要讨论了磁场的描述方法（定义了磁感强度概念，引入了磁感线这个工具）和磁场产生的作用（对电流的安培力作用和对运动电荷的洛伦兹力作用）及其相关问题。

其中磁感应强度是电磁学的基本概念，应认真理解；载流导体在磁场中的平衡、受瞬间冲击的运动，带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动等内容应熟练掌握；常见磁体周围磁感线的空间分布观念的建立，常是解决有关问题的关键，复习中应注意这方面的训练。

另外，本章中不论是分析有关通电直导线的在磁场中所受安培力的问题，还是涉及受洛伦兹力作用的带电粒子在磁场中的运动问题，常常要结合其它章节的知识去综合分析才能解决。

近年的高考试题中，常常通过对上述问题的考查，检测考生对有关磁场知识的掌握程度，同时检测考生的理解能力、空间想象能力、推理分析能力及应用数学知识解决物理问题的能力，复习中要特别注意培养这方面的能力。

近年高考对本章内容的考查特点是：①覆盖面大，几乎每个知识点都是考查到；②突出重点，特别注意带电粒子在磁场、电场中的运动；③联系广泛，本章知识与其它内容有着广泛的联系，含有该部分知识考题综合性强，能考查出学生综合分析、灵活解决问题的能力。

因此，在复习中应把磁场对通电直导线的作用（安培力）和磁场对运动电荷的作用（洛伦兹力）作为重点，并特别注意涉及到电场、磁场和重力场同时存在于同一空间的复合场问题，其中洛伦兹力每年都考，应把洛伦兹力以及涉及到洛伦兹力的综合性题目作为重中之重。

第一讲磁场磁场的产生和描述
读熟考纲
（1）磁感应强度B与电场强度E的比较：
电场强度E是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物
（2）三种常见的电流磁场的特点及画法比较
考点3 磁感应强度的理解
（1）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1L 成反比。

磁感应强度B 是矢量，遵守矢量分解与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，并不是该处的电流的受磁场力方向。

（2）磁感应强度的定义式B=
L F 1是典型的比值定义法，要注意此定义式描述的物理情境及适应条件：一小段通电导体垂直磁场方向放入磁场时适用。

【例1】 在匀强磁场中某处P 放一个长度为L=20cm 、通电电流I=0.5A 的直导线，测得它受到的最大磁场力F=1.0N ，其方向竖直向上。

现将该通电导线从磁场撤走，则P 处磁感应强度为（ ）
A.零
B.10T ，方向竖直向上
C.0.1T ，方向竖直向上
D.10T ，方向肯定不沿竖直方向向上
【解析】 略
第二讲
考点1 公式F=BIL 的理解
因F=BIL 是由B=L
F 1导出，所以在应用时要注意：
（1）B 与L 垂直；
（2）L 是有效长度；
（3）B 并非一定为匀强磁场，但它应该是L 所在处的磁感应强度。

例如图所示，垂直折线abc 中通入电流I ，ab=bc=L ，折线所在平面与
匀强磁感应强度B 垂直，abc 受安培力等效为ac （通有a →c 的电流I ）所受安培力，即
F=BI ，方向同样等效电流ac 所受的安培力方向，由左手定则判定为在纸面内垂直于ac 斜向上，同理可推知：如（1）所示，半圆形通电导线受安培力F=BI ·2R ，如（2）图所示闭合的通电导线框安培力F=0。

考点2 通电导线或线圈在安培力作用下的平动与转动问题
判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向，一般采用下列几种方法：
（1）电流元分析法
把长直电流等分为无数小段直线电流元，先用左手定则判断出一小段电流元受到的安培力方向，再判断整段电流所受的安培力合力的方向，从而确定导线的运动方向。

（2）特殊位置分析法
先分析通电导线上的某个特殊位置，判断其安培力方向，从而确定运动方向。

（3）等效分析法
常把条形磁铁等效为环形电流，也可把环形流电流等效为小磁针，以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁。

（4）结论分析法
①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。

【例1】 两条导线相互垂直如图所示，但相隔一段小距离，其中
一条AB 是固定的，另一条CD 能自由活动，当直流电流按图所示方向
通入两条导线时，导线CD 将（从纸外向纸内看）
A.顺时针方向转动，同时靠近导线A
B.逆时针方向转动，同时离开导线A
C.顺时针方向转动，同时离开导线A
D.逆时针方向转动，同时靠近导线A
【解析】 本题可用下面两种方法解答
（1）电流元受力分析法：把直线电流CD 等效为CO 、DO 两段电
流元，AB 电流的磁感线分布如图所示，用左手定则判定可知导线CD
将逆时针转动。