2014高考物理二轮复习与测试课件： 第6讲 电场和磁场的基本性质

答案：
AD
• 1．求解带电粒子在磁场中做圆周运动问 题的一般思路 • (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．
• 2．处理带电粒子在匀强磁场中运动问题
时常用的几何关系
• 4.(辽宁省六市2013届五月高三第三次模拟) 如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域 abcd，e是ad的中点，f是cd的中点．一带负 电荷的粒子(重力不计)在a点沿对角线方向 以速度v射入磁场并恰好从e点射出，则 ( )
答案：
A
• 3.(2013·安徽卷·15)图中a、b、c、d为四根 与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方 形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电 流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方 形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动， 它所受洛伦兹力的方向是( ) • A．向上 B．向下 • C．向左 D．向右
带负电的微滴进入电场后受到向上的静电力，故带电微滴向 正极板偏转，选项 A 错误；带电微滴垂直进入电场受竖直方向的 静电力作用，静电力做正功，故墨汁微滴的电势能减小，选项 B 1 2 qE 错误；根据 x＝v0t，y＝ at 及 a＝ m ，得带电微滴的轨迹方程为 2 qEx2 y＝ 2，即运动轨迹是抛物线，与带电荷量有关，选项 C 正确， 2mv0 D 错误．
• 解析： 由平行四边形定则得出＋q和－q在 O点产生的合场强水平向右，大小等于其中 一个点电荷在O点产生的场强的大小．要使 圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个 电荷量Q＝－q的点电荷，或在D点放一个电 荷量Q＝＋q的点电荷．故C选项正确． • 答案： C
• 电场的性质
(2013· 山东卷· 19)如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两 点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q 所在点为圆 L 心、 为半径的圆，a、b、c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点 2 在 x 轴上，b、d 两点关于 x 轴对称．下列判断正确的是( )
解析：
带电离子垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下
2πm 做匀速圆周运动．根据洛伦兹力提供向心力和周期公式 T＝ qB 、 mv t T 半径公式 r＝ qB 及θ＝ 解决问题． 2π
带电离子打到屏 P 上，说明带电离子向下偏转，根据左手定 则，a、b 两离子均带正电，选项 A 正确；a、b 两离子垂直进入 mv 磁场的初速度大小相同，电荷量、质量相等，由 r＝ qB 知半径相 同．b 在磁场中运动了半个圆周，a 的运动大于半个圆周，故 a 在 P 上的落点与 O 点的距离比 b 的近，飞行的路程比 b 长，选项 C t T 错误，选项 D 正确；根据θ＝ 知，a 在磁场中飞行的时间比 b 2π 的长，选项 B 错误．
h 根据对称性知， 导体表面感应电荷在 z＝ 处的 A 点的电场强 2 度大小也为 E，但方向与 B 点相反． h q 40q 则 z＝ 处 A 点的合电场强度 E 合＝kh ＋E＝k 2 .故选项 D 2 9h 2 2 正确．
答案：
D
电场强度的计算方法 F (1)定义式法：E＝ q 适用于任何电场，E 与 F、q 无关．E 的方向规定为正电荷的受力方向． kQ (2)点电荷形成的电场的场强 E＝ 2 . r (3)电场强叠加原理． ①确定要分析计算的位置； ②分析该处存在几个分电场， 先计算出各个分电场电场强 度的大小，判断其方向； ③利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解．
答案：
C
• 求解带电粒子在电场中运动问题的基本思 路 • (1)首先分析粒子的运动规律，区分是在电 场中的直线运动还是偏转运动问题． • (2)对于直线运动问题，可根据对粒子的受 力分析与运动分析，从以下两种途径进行 处理：
• ①如果是带电粒子受恒定电场力作用下的
直线运动问题，应用牛顿第二定律找出加
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A．只增大电压U B．只增大长度L C．只增大高度d D．只增大尘埃被吸入的水平速度v0
1 2 解析： 尘埃做类平抛运动， y＝ at ， 有 a＝Uq/md， t＝L/v0， 2 当只增大电压 U 或只增大长度 L 时，y 增大，收集尘埃的数量增 大，故 A、B 选项对；而只增大高度 d 或只增大尘埃被吸入的水 平速度 v0，y 减小，收集尘埃的数量减少，故 C、D 选项错误．
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(2013·广东卷·15)喷墨打印机的简 化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴， 经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场 飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板 间电场中( ) A．向负极板偏转 B．电势能逐渐增大 C．运动轨迹是抛物线 D．运动轨迹与带电荷量无关
• 解析： 带电微滴垂直进入电场后，在电场 中做类平抛运动，根据平抛运动的分解——水 平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速 直线运动．
• 第6讲 电场和磁场的基本性质
• (1)常考知识内容：①电场强度、磁感应强度； ②电场的基本性质；③磁场的基本性质；④ 带电粒子在电磁场中的运动． • (2)常考物理方法：①矢量合成法则→▱定则； ②微元法；③等效法；④对称法；⑤极限法； ⑥运动的合成与分解法． • (3)真题样板
• 1.(2013·全国新课标Ⅰ·15)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 3q 10q A．k 2 为(k为静电力常量)( B．k9R2 ) R
• 3．某同学设计了一种静电除尘装置，如图 甲所示，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．图乙是装置的截面图， 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( )
答案： AB
• 带电粒子在匀强磁场中的运动
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(2013·广东卷·21)如图，两个初速 度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直 磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力．下列说法正确的有( ) A．a、b均带正电 B．a在磁场中飞行的时间比b的短 C．a在磁场中飞行的路程比b的短 D．a在P上的落点与O点的距离比b的近
• 解析： 综合应用磁场的叠加原理、左手定 则和安培定则解题．由安培定则分别判断出 四根通电导线在O点产生的磁感应强度的方 向，再由磁场的叠加原理得出O点的合磁场 方向向左，最后由左手定则可判断带电粒子 所受的洛伦兹力方向向下，故选项B正确． • 答案： B
• 对电场强度的理解及计算
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(2013·安徽卷·20)如图所示，xOy平 面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的 空间，z＞0的空间为真空．将电荷量为q的点 电荷置于z轴上z＝h处，则在xOy平面上会产 生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由 点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发 的．
• 解析： b、e两点的电场强度大小相同，方 向不同，选项A错误．O点为正电荷，所以 离正电荷远处电势低，选项B正确．d、c两 点电势相同，b、e两点电势相同，故b、c两 点间电势差等于e、d两点间电势差，选项C 正确．电子从d到b电场力做负功，选项D错 误． • 答案： BC
• 带电粒子在电场中的运动
已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零，则在 z 轴上 z h ＝ 处的电场强度大小为(k 为静电力常量)( 2 4q A．k 2 h 32q C．k 2 9h 4q B．k 2 9h 40q D．k 2 9h电场强度处处为零，然后利用电场的叠加原理求解． h 在 z 轴上 z＝－ 处的 B 点，电场是由点电荷 q 和导体表面上 2 的感应电荷共同激发的．由于该处电场强度为零，设导体表面在 该点产生的电场强度为 E， q 则有 k ＝E. 3 2 h 2
• 解析： 带电粒子在磁场中做匀速圆周运 动，利用几何关系和洛伦兹力公式即可求 解．
如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向 v2 0 心力，即 qv0B＝m r ，据几何关系，粒子在磁场中的轨道半径 r 3mv0 ＝Rtan 60° 3R，解得 B＝ ＝ ，选项 A 正确． 3qR
• A．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将 从d点射出 • B．如果粒子的速度和质量都增大为原来的 二倍，粒子依然从e点射出 • C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强 度大小变为原来的二倍，粒子将从d点射出 • D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点 射出时，粒子从e点射出所用的时间最短
Q＋q C．k 2 R 9Q＋q D．k 9R2
解析： 问题．
本题应从点电荷产生的电场和电场的叠加角度解决
已知 a 处点电荷和带电圆盘均在 b 处产生电场，且 b 处场强 为零， 所以带电圆盘在 b 处产生的电场场强 E1 与 q 在 b 处产生的 kq 电场场强 Eab 等大反向，即 E1＝Eab＝ 2，带电圆盘在 d 处产生的 R 电场场强 E2＝E1 且方向与 E1 相反，q 在 d 处产生的电场场强 Ead kq kq kq 10q ＝ ， d 处场强 Ed＝E2＋Ead＝ 2＋ 2＝k 2， 则 选项 B 正确． R 9R 9R 3R2
• 1.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心 为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放 在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆 的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度 为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q， 则该点电荷Q( ) • A．应放在A点，Q＝2q • B．应放在B点，Q＝－2q • C．应放在C点，Q＝－q • D．应放在D点，Q＝－q
答案： B
2．(2013· 全国新课标Ⅱ· 17)空间有一圆柱形匀强磁场区域， 该区域的横截面的半径为 R，磁场方向垂直于横截面．一质量为 m、 电荷量为 q(q＞0)的粒子以速率 v0 沿横截面的某直径射入磁场， 离开磁场时速度方向偏离入射方向 60° .不计重力，该磁场的磁感 应强度大小为( 3mv0 A. 3qR 3mv0 C. qR ) mv0 B. qR 3mv0 D. qR