高三物理期末复习资料零：电场和磁场201501使用版

A
A
C
y
x
O B
• 例2 固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下 的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做 匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到 达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。 为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感 应强度B随时间t变化的示意图为( )
***点电荷与平板带电体形成电场的等势面
由于金属板的上表面电场线与其处处垂直， 所以金属板的上表明是一个等势面
例2-5. 在水平地面上放置的光滑金属板的上表面绝缘,在 其中心正上方有一带正电Q的金属小球（可视为质点，且 不影响原电场）自左以初速度v0向右运动，则在运动过程 +Q 中（ B D ） A.小球做先减速后加速运动 v0 B.小球做匀速直线运动 C.小球受到电场力的冲量为零 D.小球受到电场力做的功为零
·
·
U ab
Wab 任意电场电势差的定义式(度量式) q
例2-4. 实线表示一个正电荷的运动轨迹，在正电 荷从a运动到wenku.baidu.com、再运动到c的过程中，下列说法中 正确的是：（C ） c · A.动能先增大，后减小 B.电势能先减小，后增大 b· · C.电场力先做负功，后做正功， a · 总功等于零 D.加速度先变小，后变大
考点5：带电粒子在电场中偏转
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考点6：电容器的分析与计算
电容 C=Q/U 平行板电容
单 位：法(F) 、微法(μF)、皮法( PF) *电容器的两类动态电路问题
考点6：电容器的分析与计算 例6-1
C=Q/U
考点6：电容器的分析与计算
• 例6-2 电路中RT为热敏电阻，R1和R2为定值电阻。 当温度升高时，RT阻值变小。开关S闭合后，RT 的温度升高，则下列物理量中变小的是 • A．通过RT的电流 • B．通过R1的电流 RT R2 • C．通过R2的电流 S • D．电容器两极板间的电场强度
高三物理期末复习 第零单元 电场和磁场 2015-1
考点一 库仑定律、场的叠加
第一部分 电场 考点分析
考点二 常见电场的力、能特征 考点三 带点粒子在电场中的直线加速 考点四 带点粒子在电场中的偏转 考点五 电容器的分析与计算
电场知识结构图
电场中的公式
考点1：电场线、电势 （常见电场的力、能特征）
复合场
考点一 等效重力场中的运动 考点二 不交叠的有界场中的运动 考点三 交叠的复合场中的运动
考点分析
第二部分 磁场知识结构图
磁场中的公式
方法
画轨迹
找圆心
1、利用洛仑兹力的方向永远 指向圆心 2、利用圆上弦的中垂线必过 圆心 3、两个速度延长线夹角的 平分线过圆心
求半径 定偏角
找R
圆心角，计算时间t
解析：从运动轨迹分析,正电荷受到的 是斥力.当正电荷靠近场源电荷Q时,电 场力做负功,电势能增加,动能减少;当 正电荷远离场源电荷Q时,电场力做正 功,电势能减小,动能增大.由于a和c在 同一个等势面上,因此整个过程电场力 做的总功等于零.
根据正功和负功的物 理意义判断电场力做 功的正负；只有电场 力做功时，电荷的动 能和电势能之和保持 不变。
c
R1
考点6：电容器的分析与计算
• 例6-3 某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示， 其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面 板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图2是装置的截 面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。 带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到 下板后其所带电荷被中和，同时被收集。将被收集尘埃 的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。 不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率， 则下列措施可行的是( ) L • A．只增大电压U d • B．只增大长度L v • C．只增大高度d b 图1 • D．只增大尘埃被吸入水平速度v0 0
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考点4：带电粒子在电场中加速
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考点5：带电粒子在电场中偏转
阴极射线管(CRT) 简称示波管
考点5：带电粒子在电场中偏转
示波管
原理图
例5 如图所示，是示波管工作原理示意图，电子经加速 电压U1加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转 量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为l， 为了提高示波管的灵敏度（单位偏转电压引起的偏转量） 可采取哪些措施？
考点1 安培力和洛伦兹力的性质
安培力 F=BIL 洛伦兹力 f=qvB
I nqvS
F安 BIvt
F洛 qvB
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• 例1 A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是 A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线 为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、 B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸 面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。 则过O点的通电直导线所受安培力的方向为 • A．沿y轴正方向 B．沿y轴负方向 • C．沿x轴正方向 D．沿x轴负方向
ABD
B
• 例4 一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO 匀速转动。转轴OO 过AD边和BC边的中点。若从图示位 置开始计时，穿过线圈的磁通量 随时间t的变化关系可 以表示为Φ=0.1cos20πt （Wb），时间t的单位为s。已 知矩形线圈电阻为2.0Ω。下列说法正确的是( ) • A．线圈中电流的有效值约为3.14A • B．穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb • C．在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变10次 • D．在任意1s时间内，线圈克服安培力所做的功约为 9.86J
D
考点2：电场线 电势能
例2-1 等量异种点电荷的连线和中垂线 如图所示，现将一个带负电的检验 电荷先从图中的a点沿直线移动到 b点，再从b点沿直线移动到c点， 则检验电荷在此全过程中（ ） A．所受电场力的方向变化 B．所受电场力的大小恒定 C．电场力一直做正功 D．电势能先不变后减小
D
考点2：电场线 电势能
AB
考点一 安培力和洛伦兹力的性质
第二部分 磁场 考点分析
考点二 带点粒子在磁场中轨迹及参量的确定
考点三 带点粒子在磁场中的多解问题
考点四 带点粒子在有界磁场中的极值问题 考点五 粒子运动空间的磁场的确定问题
考点一 速度选择器
第二部分 磁场 考点分析
考点二 质谱仪 考点三 磁流体发电机 考点四 流速测量仪 考点五 回旋加速器
解析：AB导体放在Q附近,发生静电 感应现象,A端出现正感应电荷,B端 出现等量负感应电荷,瞬间达到静电 平衡状态,导体内部场强处处为零, 导体是一个等势体.电场线从无穷远 出发,经AB导体到Q中止,沿电场线方 向,电势不断降低.所以AB导体的电 势小于零.
－
A
B
A端带正电,B端带负电,不要想 当然地认为A端的电势比B端的 电势高.
从电场的力的性质角度来看:金属表面上电场线与金属板表面处 处垂直,电场力方向竖直向下,跟运动方向垂直,重力、支持力和 电场力合力为零，金属小球做匀速直线运动。 从电场的能的性质角度来看：金属板在点电荷的电场中达到静电 平衡状态后,其表面是一个等势面,小球在金属板表面移动时,电 场力不做功,小球所受的重力和支持力也不做功,合功为零,小球 的速度不变,因此小球在金属板表面上做匀速直线运动。 “船到桥头自然直”
例2-7．为一空腔球形导体(不带 电)，现将一个带正电的小金属 球放入腔中，当静电平衡时，图 中A、B、C三点的场强E和电势φ 的关系是：（ D ) A.EA EB EC A B C
Q
B
A
c
B.EA EB EC A B C C.EA EB EC A B C D.EA EC EB A B C
b B c N M v d
B B B0 B B0
C
a
B B0
B0
O
t
O
t
O
t
O
t
A
B
C
D
• 例3 一个正方形导线框abcd，边长为L，质量为 m。将线框从距水平匀强磁场上方h处由静止释 放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框 平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的 磁场边界平行。当ab边刚进入磁场时，线框速 度为v。在线框进入磁场的整个过程中，下列说 法正确的是( ) • A．线框可能做加速度减小的加速运动 • B．线框可能做加速度减小的减速运动 • C．安培力对线框的冲量大小一定为mv a b • D．线框克服安培力做功一定 d c h 1 2 • 为 a b mg (h L) mv 2 d c
***处于静电平衡状态的导体是一个等 势体,表面是一个等势面
静电平衡状态的特点
⑴导体内部的场强处处为零 ⑵导体表面任一点的场强与该处表面垂直 ⑶净电荷只能分布在外表面上 ⑷导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。
例2-6．Q为带负电的绝缘小球，AB为一不带电 的中性导体且放在Q附近，达到静电平衡状态时， 下面判断正确的是：（ C ） A.A端的电势高于B端的电势 B.以无限远为零电势点，导体AB的电势高于零 C.A、B两端电势相等 D.导体内的场强方向是由A指向B Q
解析：画出静电平衡时空间的电 场线分布,各点的场强大小和电势 高低一目了然.(等效和叠加思想)
·
考点3：带电粒子在电场中运动分析、
A B E 例3 如图所示，电场中一正离子 v 0 只受电场力作用从A点运动到B点。 离子在A点的速度大小为v0，速度方向与电场方向 相同。能定性反映该离子从A点到B点运动情况的 速度—时间（v-t）图象是
例2-2 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面， 且相邻等势面之间电势差相等，实线为一带正电的质 点仅在电场力作用下依次通过a、b、c三个等势面区 域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，据此可知 • A．三个等势面中，a的电势最高 • B．带电质点在P点时的电势能较在Q点大 • C．带电质点在P点时的动能较在Q点大 • D．带电质点在P点时的加速度较在Q点大．
考点1：电场线、电势 （常见电场的力、能特征）例1
• 如图所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相 等的正点电荷，O点为A、B连线的中点，M点位 于A、B连线上，N点位于A、B连线的中垂线 上．则关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ 的判定正确的是（ ） • A．EM＜EO B． φ M ＜ φ O • C．EN＜EO D．φN＜φO
D
v v0
O
t
v0
O
v v0 B．
t
v v0 C ．
t
v
O
t
O
A ．
D ．
考点4：带电粒子在电场中加速运动
电子枪
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考点4：带电粒子在电场中的加速
例4 n个长度逐个增大的金属筒和一个靶沿轴线排列成 一串，如 图所示（图中只画出4个圆筒，作为示意），各筒和靶相间地连接 到频率为f，最大电压值为U的正弦交流电源的两端，整个装置放 在高度真空容器中，圆筒的两底面中心开有小孔，现有一电量为q、 质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间及圆筒与靶间 的缝隙处受到电场力作用而加速（设圆筒内部没有电场），缝隙 的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计，已知离子进入第一 个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差U1 －U2＝－U，为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长 度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子能量。
打开资料看结论 115
***等量异种和同种电荷电场的等势面
等量异种点电荷的连线上，从 正电荷到负电荷电势越来越低， 中垂线是一等势线，若沿中垂 线移动电荷至无穷远电场力不 做功，因此若取无穷远处电势 为零，则中垂线上各点的电势 也为零. 等量正点电荷连线的中点电势 最低，中垂线上该点的电势却 为最高，从中点沿中垂线向两 侧，电势越来越低，连线上和 中垂线上关于中点的对称点等 势。
答案：ABD
例2-3．在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、 b两点相距为d，则：（ B D ） b a
A.a点的场强一定大于b点的场强 全面分析问题(六种常见电场) B.a点的电势一定高于b点的电势 沿着电场线方向电势越来越低. C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强) 真理是相对的.只有匀强电场该结论才成立. D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意 路径移到b点的过程中电场力所做的功.