第1讲 电场和磁场的基本性质
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第1讲电场和磁场的基本性质
“物理观念”构建
一、电场的性质
二、磁场对通电导体或运动电荷的作用
1.“两个磁场力”
(1)安培力:F=BIL(I⊥B)。
(2)洛伦兹力:F=q v B(v⊥B)。
2.“两个定则”
(1)对电流的磁场用安培定则。
(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则。
“科学思维”展示
一、研究电场的思想方法——对称法
二、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=k
Q
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=φA-φB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
1.正确地对导体棒进行受力分析,应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向,安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。
2.画出辅助图(如导轨、斜面等),并标明辅助方向(磁感应强度B、电流I的方向)。
3.将立体的受力分析图转化为平面受力分析图,即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图。
电场的基本性质
考向一库仑定律的应用及库仑力的合成
【典例1】(2018·全国卷Ⅰ,16)如图1,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()
图1
A.a、b的电荷同号,k=
16
9
B.a、b的电荷异号,k=16 9
C.a、b的电荷同号,k=64 27
D.a、b的电荷异号,k=64 27
解析如果a、b带同种电荷,则a、b两小球对c的作用力均为斥力或引力,此时c在垂直于a、b连线的方向上的合力一定不为零,因此a、b不可能带同种电荷,A、C错误;若a、b带异种电荷,假设a对c的作用力为斥力,则b对c 的作用力一定为引力,受力分析如图所示,由题意知c所受库仑力的合力方向平行于a、b的连线,则F a、F b在垂直于a、b连线的方向上的合力为零,由几何
关系可知F a
F b=
1
tan α=
4
3,又由库仑定律得
F a
F b=⎪⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
q a
q b·
r2bc
r2ac,联立解得k=|
q a
q b|=
64
27,B
错误,D正确。
答案 D
考向二根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化
【典例2】(2018·天津理综,3)如图2所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N,速度大小分别为v M、v N,电势能分别为E p M、E p N。下列判断正确的是()
图2