高中物理高三素材专题(七)电磁学中的“场”

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高中物理电磁学(超完整)

高中物理电磁学(超完整)

2. 电势差
电荷在电场中由一点A 移到另一点B 时,电场力做的功与电荷电量的比值叫做这两点的电势差即U AB
WAB q
.பைடு நூலகம்
3. 电势
电场中某点的电势是指这点与电势零点之间的电势差,它在数值上等于单位正电荷由该点移至零电势点时电场力所
做的功.令B 0 , A U AB A B . 4. 电势能
电荷在电场中所具有的势能叫电势能,它是相对的,与参考位置(势能零点)的选择有关.
电势能:ε=Qφ ΔεAB=qUAB 电场力的功 W=qUAB=ΔεAB 做功与路径无关
带电粒子在电场中运动 平衡 直线加速 偏转
电场中的导体 静电感应 静电平衡 电容器 电容:C=Q/U
单元切块:
按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:电场的力的性质;电场的能的性质;带电粒子在电场中的运动。 其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电 场中的运动。
负电荷顺电场线移动时,电场力是做______________,电势能______________.
9
5. 电势与电场强度的关系
例 1: 下列关于电场强度的说法中,正确的是(
)
A.
根据公式 E
F q
可知,场强 E 跟电荷所受的电场力F成正比,跟放入电荷的电荷量q 成反比
B.
由公式 E
k
Q r2
可知,在真空中由点电荷 Q 形成的电场中,某点的场强E 跟Q 成正比,跟该点到 Q的距离 r 的
平方成反比
C.虽然正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反,但该点的场强方向只有一个,即正电荷在该点的受
例 8: 如图所示,在一真空区域中,AB、CD是圆 O 的两条直径,在A、B 两点上各放置电荷量为+Q 和-Q 的点电

高中物理电磁学电场题详解

高中物理电磁学电场题详解

高中物理电磁学电场题详解电场是高中物理电磁学中的一个重要概念,也是考试中常见的题型。

在本文中,我将详细解析几个电场题目,并提供解题技巧和指导,帮助高中学生更好地理解和应用电场知识。

题目一:两个点电荷的电场强度已知两个点电荷q1和q2,它们的电荷量分别为Q1和Q2,它们之间的距离为r。

求点电荷q1产生的电场强度E1和点电荷q2产生的电场强度E2。

解析:根据库仑定律,两个点电荷之间的电场强度与它们的电荷量和距离的平方成反比。

所以,点电荷q1产生的电场强度E1与q1的电荷量Q1和距离r的平方成正比,即E1 ∝ Q1/r^2。

同理,点电荷q2产生的电场强度E2与q2的电荷量Q2和距离r的平方成正比,即E2 ∝ Q2/r^2。

题目二:电场强度与电势的关系已知一个电场中,某点的电场强度为E,电势为V。

求证电场强度E与电势V之间存在以下关系:E = -dV/dr。

解析:电场强度与电势之间存在一定的关系,即电场强度E等于电势V对距离r的导数的负值。

这是因为电势是电场的势能,而电场强度则是电势的斜率。

所以,E =-dV/dr。

题目三:均匀带电圆环的电场强度已知一个半径为R、总电荷量为Q的均匀带电圆环,求它在圆环轴线上某点的电场强度E。

解析:对于均匀带电圆环,在圆环轴线上任意一点的电场强度E与该点到圆心的距离r有关。

根据电场叠加原理,可以将圆环视为无数个点电荷的叠加。

对于每一个点电荷dq,它产生的电场强度dE与它到该点的距离r有关,即dE ∝ dq/r^2。

由于圆环是均匀带电的,所以dq = Qdθ/2πR,其中dθ是一个微小的角度。

将dq代入上式,可得dE ∝ (Qdθ/2πR)/r^2。

将所有微小的电场强度叠加起来,即可得到整个圆环在该点的电场强度E。

通过以上的例题解析,我们可以得出一些解题技巧和指导:1. 理解电场强度的概念和定义,掌握电场强度与电荷量、距离的关系。

2. 理解电场强度与电势的关系,掌握电场强度的定义和计算方法。

电磁场与电磁波(高中物理教学课件)

电磁场与电磁波(高中物理教学课件)

典型例题
例1. 下列说法正确的是 ( A ) A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播 例2.(多选)关于电磁波与声波,下列说法正确的是 ( AC ) A.电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播,声波是 声源的振动向远处传播 B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播有时也不需 要介质 C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小, 声波的传播速度变大 D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长不变,声波 的波长变小
一.电磁场 3.电场和磁场的变化关系
非均变Βιβλιοθήκη 匀变 激发 化化的

磁场



匀 激发 定




非均

匀变 激发 化
化的

电场



激 发


匀 激发 定




非均 匀变 化的 磁场
一.电磁场
4.电磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不 可分割的统一的场,这个场叫电磁场。
二.电磁波
1.电磁波:麦克斯韦推断变化的 电场和变化的磁场交替产生,由 近及远地向周围传播形成电磁波。 2.电磁波的特点: ①电磁波传播不需要介质
典型例题
例7.如图所示是一水平放置的绝缘环形管,管内壁光滑, 内有一直径略小于管内径的带正电的小球,开始时小球 静止,有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积, 磁感应强度大小随时间成正比增大,设小球的带电荷量 不变,则( B ) A.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿顺时 针方向运动 B.顺着磁场方向看,小球受逆时针 方向的力,沿逆时针方向运动 C.顺着磁场方向看,小球受顺时针 方向的力,沿逆时针方向运动 D.小球不受洛伦兹力,不运动

高中物理电磁学静电场知识点归纳总结(精华版)

高中物理电磁学静电场知识点归纳总结(精华版)

(每日一练)高中物理电磁学静电场知识点归纳总结(精华版)单选题1、电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点,则()A.A点的电场强度较大B.因为B点没有电场线,所以电荷在B点不受电场力的作用C.同一点电荷在A点的电势能比在B点的电势能大D.负点电荷放在A点由静止释放,将顺着电场线方向运动答案:A解析:A.由图可知,A点处电场线较密,电场强度较大。

故A正确;B.电场线的疏密代表电场的强弱,故在任意两条电场线之间虽没有电场线,但仍有电场,故B错误;C.沿电场线方向电势降低,所以A点的电势较高,根据电势能的公式,有E p=qφ可知,当放正点电荷时,在A点的电势能较大;当放负电荷时,在A点的电势能较小。

故C错误;D.负电荷放在A点受到的电场力沿电场线的切线方向,由静止释放后,负电荷将离开电场线,所以其运动轨迹与电场线不一致。

故D错误。

故选A。

2、空间有一均匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系O−xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a,a2,a2),已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1V,则P点的电势为()A.√22V B.√32VC.14V D.34V答案:D解析:根据题意已知电场方向平行于直线MN,点M的电势为0,点N的电势为1V,故U NM=E⋅√2a=1V,将电场强度沿着-x方向和+y方向正交分解,设合场强为E,则-x和+y方向的分量分别为:E x=√22E,E y=√22E,设P在xOy平面上的投影为P′点,投影点的坐标为(a,a2,0),则联立即得U NP=U NP′=E y⋅a2=√22E×a2=14V,又因N点电势为1V,则P′电势为34V,即P点电势为34V,D正确小提示:将电场强度沿坐标轴方向正交分解,求出轴向的E的分量值,再选用U=Ed,求得电势差,得电势。

3、如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个所带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同号电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则q1/q2为()A.2B.3C.√36D.3√3答案:C解析:小球A受力平衡,根据解三角形可得A球所受的库仑力F=mgtanθ,当角度为300时有:k Qq1(lsin300)2=mgtan300,当角度为450时有:k Qq2(lsin450)2=mgtan450,联立解得:q1q2=√36,故C正确,ABD错误.4、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则A.a的速度将减小,b的速度将增大B.a的加速度将减小,b的加速度将增大C.a一定带正电,b一定带负电D.两个粒子的电势能都增加答案:B解析:试题分析:设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定a带正电,b带负电.若电场线为负点电荷的电场线,则a为负电荷,b为正电荷,C错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功,动能增加,电势能减小,AD错.但由电场线的疏密可判定,a受电场力逐渐减小,加速度减小.b正好相反,故选B考点:考查带电粒子在电场中的偏转点评:本题难度较小,曲线弯曲的方向为电场力的方向,电场线的疏密表示场强的大小5、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,已知试探电荷q在场源电荷Q的电场中具所有电势能表达式为Er=kqQ(式中k为静电力常量,r为试探电荷与场源电荷间的距离)。

专题七、电场、恒定电流

专题七、电场、恒定电流

高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)专题七电场恒定电流【考查要点】电场是历年高考试题中的重点之一.查的内容主要集中在两个方面:一是有关对电场本身的认识,即电场、电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面;二是电场知识的应用,即带电粒子在匀强电场中的运动、电容器等.电场强度、电势差等基本知识的考查一般以选择题、填空题的形式出现;对于电场中导体和电容器的考查,常以小综合题型出现.带电粒子在电场中运动一类问题,是高考中考查的重点内容之一.其次在力、电综合试题中,多把电场与牛顿运动定律,动能定理,功能关系,运动学知识,电路知识等巧妙地综合起来,考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况,应用基本知识分析、解决实际问题的能力。

纵观这类题目,所涉及的情景基本相同(无外乎是带电粒子在电场中平衡、加速或偏转),但命题者往往拟定不同的题设条件,多角度提出问题,多层次考查知识和能力.恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透;电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切,是应用型、能力型题目的重要内容之一,也是高考命题热点内容之一.历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识;二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题,值得说明的是,近年来高考在对本章的考查中,似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际,是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.【名师解题指南】一、重视对基本概念、基本规律的理解教育的目的是提高人的素质,科学知识是素质的重要组成部分,即便是能力立意十分突出的试题,也绝不会脱离基本知识、概念。

高中物理电磁学知识点整理

高中物理电磁学知识点整理

高中物理电磁学知识点整理电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷在空间中的运动和相互作用。

在高中物理课程中,电磁学是一个重点内容,学生需要掌握许多基本的电磁学知识点。

下面将对高中物理电磁学知识点进行整理和归纳。

一、电荷和电场1. 电荷的性质:正电荷和负电荷、它们之间的相互作用。

2. 元电荷:电荷的最小单位,一个质子和一个电子的电荷量。

3. 超导体:电荷自由运动的材料,内部电场强度为零。

4. 电场概念:在空间中某点的场强与电荷之间的相互作用力。

二、电场中的电荷运动1. 静电平衡:电场中的电荷受力平衡的状态。

2. 静电场中的电荷分布:在电场中,电荷会向场强方向移动。

3. 电场力与电场强度:电场力的大小与电荷的大小和电场强度有关。

4. 电场线:用以表示电场强度方向的曲线。

5. 等势面:垂直于电场线的曲面,上面点的电势相同。

三、电场与电势1. 电势差与电势能:电荷在电场中移动时所具有的能量。

2. 电势差与电场强度之间的关系:沿电场线方向,电势降低的速率等于场强。

3. 等电势面上电场强度的性质:等电势面上电场强度与电场力垂直。

4. 电势差的计算:电势差等于电场力沿路径做功的量。

四、电流和电阻1. 电流的概念:单位时间内电荷通过导体横截面的数量。

2. 电流的方向:正电荷流动的方向。

3. 电阻的影响:电阻导致电流受阻,产生热量。

4. 电流的大小与方向:电流大小与导体中电荷的数量成正比,方向由正极到负极。

五、电路中的基本元件1. 电动势:电源供电的原动力。

2. 内阻和外阻:电源内部电阻和外部电路电阻的区别。

3. 电阻、电容和电感的特性:不同元件导致电路特性的差异。

4. 阻抗的计算:交流电路中的阻抗由电阻、电容和电感共同组成。

综上所述,高中物理电磁学知识点包括电荷和电场、电场中的电荷运动、电场与电势、电流和电阻以及电路中的基本元件等内容,通过理解这些知识点,学生能够更好地掌握电磁学的基本理论,为今后的学习和研究打下坚实的基础。

高三物理电磁学知识点

高三物理电磁学知识点

高三物理电磁学知识点电磁学是物理学的重要分支,研究电荷的运动和相互作用。

在高三物理学习中,电磁学是必须掌握的一部分内容。

下面将详细介绍高三物理电磁学的主要知识点。

一、电场和电势1. 电场:电场是指电荷在周围空间中产生的一种力场。

电场的强度用电场强度表示,符号为 E。

电场中某一点的电场强度大小等于该点单位正电荷所受到的电场力的大小。

2. 电势:电势是指单位正电荷从无穷远处移到某一点所做的功。

电势的单位是伏特(V)。

电势差等于两点间的电势之差。

3. 库仑定律:库仑定律是描述两个点电荷间电场强度和电荷之间距离的关系。

库仑定律公式为 F = k * |q1 * q2| / r^2,其中 F 为电荷相互作用力,k 为库仑常量,q1 和 q2 分别为两个电荷的大小,r 为电荷之间的距离。

二、磁场和磁感线1. 磁场:磁场是物质中存在的一种特殊力场,由磁荷或电流产生。

磁感应强度 B 是磁场的物理量,表示磁力对单位试验磁荷的作用。

2. 磁感线:磁感线是表示磁场线的一种方式。

磁感线是从北极指向南极,并形成闭合曲线。

3. 磁通量:磁通量是磁感线穿过某个面积的数量。

磁通量的单位是韦伯(Wb)。

三、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起感应电流的现象。

它的数学表达式为ε = -dφ/dt,其中ε 是感应电动势,dφ/dt 是磁通量关于时间的变化率。

2. 楞次定律:楞次定律规定感应电流的方向。

根据楞次定律,感应电流的方向总是阻碍产生它的磁场变化。

四、电磁振荡和电磁波1. 电磁振荡:电磁振荡是指电磁场的能量以波动形式传播的过程。

经典的电磁振荡就是电磁波。

2. 电磁波:电磁波是以电磁场作为媒介,传播电磁能量的波动现象。

根据波长的不同,电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同波长的区域。

五、电磁场中的能量传播和辐射1. Poynting矢量:Poynting矢量描述了电磁场的能量传播方向和能量传播速率。

高中物理之电场专题

高中物理之电场专题

高中物理之电场专题一、电场的基本性质电场是一种特殊的物质形态,它具有力学的性质和能量的性质。

在电场中,电荷会受到力的作用,这个力被称为电场力。

电场的一个重要性质是,它会对处于其中的电荷施加作用力,这个力的大小和电荷的电量成正比,方向与电荷的运动方向相反。

二、电场的分类根据电场强度的不同,电场可以分为匀强电场和非匀强电场。

在匀强电场中,电场强度的大小和方向在各个方向上都是相同的,因此电荷受到的电场力也是恒定的。

而非匀强电场中,电场强度的大小和方向在不同的方向上会有所变化,因此电荷受到的电场力也会随之变化。

三、电场的产生电场的产生可以分为自然产生和人工产生两种方式。

自然产生的电场包括雷电、静电等。

人工产生的电场则包括电磁铁、电动机、发电机等设备产生的电场。

四、电场的应用电场在日常生活、工业、医疗等领域都有着广泛的应用。

例如,静电复印机利用静电场的作用将墨粉吸附到纸张上,从而形成图像。

另外,电场还被广泛应用于电子学、电磁学等领域,如电子加速器、电磁铁等。

五、电场的能量转化电场的能量转化主要是指电能与其他形式的能之间的转化。

例如,在电容器中,电能被转化为电场能储存起来,而在电动机中,电能则被转化为机械能。

在电磁感应中,磁场能也可以转化为电能。

电场是物理学中的一个重要概念,它具有自己独特的性质和应用。

通过对电场的学习和研究,我们可以更好地理解自然现象和开发新的技术。

本文1)电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。

本文2)电荷的量子化:自然界中存在两种电荷,正电荷和负电荷。

电荷的最小单位是元电荷,e=×10-19 C。

本文3)元电荷的测量:密里根用油滴法首先测定得元电荷的值。

任何带电体的电量均为元电荷的整数倍。

常用电子或离子的电量为单位,叫做元电荷。

任何带电体的电量均为元电荷的整数倍。

本文4)电荷量的测量:测量带电体的电量,一般先通过测量电流,再通过公式换算得到电荷量。

高中物理电场知识点总结

高中物理电场知识点总结

高中物理电场知识点总结高中物理电场知识点总结一、电场的基本概念与性质1. 电场的基本概念:电场是指电荷在空间中产生的一种物理场,它是描述电荷相互作用的工具。

2. 静电场与动电场:根据电荷的运动情况,可将电场分为静电场和动电场。

静电场是指电荷静止不动时所产生的电场,动电场是指电荷运动时所产生的电场。

3. 电场强度(E):描述电场的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受的力的大小。

4. 电场线:电场线是描述电场分布的图形,它是从正电荷指向负电荷的曲线。

电场线的密度与电场强度大小成正比。

5. 电势能(Ep):电荷在电场中具有的能量,它等于电荷静止不动时所具有的电势能。

6. 电势差(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化,等于两点之间电势能的差异。

二、库仑定律1. 库仑定律的表达式:两个点电荷之间的电场强度与两个电荷之间距离的平方成反比。

2. 超杨法则:多个点电荷之间的电场强度等于每个电荷单独产生的电场强度的矢量合成。

三、电场的叠加原理1. 电场叠加原理:不论电荷的多少,电场总是可以看作是不同电荷产生的电场的矢量和。

2. 电荷连续分布的电场计算:对于电荷连续分布的情况,可以将电荷微元看作点电荷,然后使用电场叠加原理计算总电场。

四、电势与电势能1. 电势的定义:单位正电荷在电场中的电势能。

2. 电位移(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化。

3. 电势和电场之间的关系:电场强度(E)等于电势(V)对空间坐标的负梯度。

4. 引入电势的目的:将电场用电势表示,可以简化电场计算的过程。

五、电势差和电势能1. 电势差(ΔV)的定义:单位正电荷从一点移到另一点所需的电势能的变化。

2. 电势差与电场的关系:电势差等于电场强度在两点之间的积分。

3. 电势能和电荷的关系:电势能等于电荷与电势差的乘积。

六、电场的能量1. 电场能量密度:单位体积内的电场的能量。

2. 电场能量:电场能量等于电场能量密度与体积的乘积。

高中物理电磁学知识点归纳大全

高中物理电磁学知识点归纳大全

高中物理电磁学知识点归纳大全一、电场。

1. 电荷与库仑定律。

- 电荷:自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷。

电荷的多少叫电荷量,单位是库仑(C)。

- 库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

表达式为F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。

2. 电场强度。

- 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值,叫该点的电场强度,E=(F)/(q)。

单位是N/C或V/m。

- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷电荷量)。

- 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

3. 电场线。

- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远;电场线越密的地方电场强度越大。

4. 电势与电势差。

- 电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,φ=(E_p)/(q)。

单位是伏特(V)。

- 电势差:电场中两点间电势的差值,U_AB=φ_A - φ_B,也等于把单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功,U_AB=frac{W_AB}{q}。

5. 等势面。

- 电场中电势相等的点构成的面叫等势面。

等势面与电场线垂直;电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

6. 电容器与电容。

- 电容器:两个彼此绝缘又相距很近的导体可组成一个电容器。

- 电容:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值,C=(Q)/(U),单位是法拉(F),1F = 1C/V。

平行板电容器的电容C=(varepsilon S)/(4πkd)(varepsilon为介电常数,S为极板正对面积,d为极板间距)。

二、电路。

1. 电流。

- 定义:电荷的定向移动形成电流,I=(Q)/(t),单位是安培(A)。

高中物理电磁学知识点归纳

高中物理电磁学知识点归纳

高中物理电磁学知识点归纳电磁学作为高中物理课程的重要内容之一,涉及到许多基础知识和理论。

在学习电磁学的过程中,了解并掌握相关知识点对于理解更深层次的原理和应用至关重要。

下面将对高中物理电磁学的一些重要知识点进行归纳总结。

1. 电荷与电场电荷是电磁学的基本概念之一,分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

在空间中,带电体会产生电场,电场是描述电荷间作用力的物理量。

电场强度的定义为单位正电荷所受到的力。

电场中的力满足叠加原理,即多个电荷叠加形成的电场等于单个电荷产生的电场的矢量和。

2. 高中物理电磁学知识点归纳:电流与磁场电流是电荷在导体中的移动形成的,电流产生磁场。

磁场可以通过环路积分来描述,即安培环路定理。

磁感应强度B描述磁场强度,单位为特斯拉。

电流在磁场中受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力的大小由qvBsinθ决定。

穿过导体环路的磁通量变化会引起感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可以计算感应电动势的大小。

3. 磁场的产生和改变磁场可以由通电导线产生,安培环路定理可以用来计算产生的磁场强度。

磁场的改变会引起感应电流产生,根据楞次定律可以判断感应电流的方向。

磁场中的磁通量不随时间变化的区域内感应电动势为零。

磁场线是无源的,环路周围不存在单磁北极或南极。

4. 电磁感应与自感通过改变磁通量可以产生感应电动势,对于变压器和发电机的工作原理至关重要。

自感是指导线中的电流改变时所产生的自感应电动势。

自感的存在会导致电路中电流变化受到抑制,体现为电感的感性作用。

电感的单位为亨利,可以通过NΦ/I来计算。

5. 麦克斯韦方程组电磁学的理论基础是麦克斯韦方程组,包括高斯定理、高斯环路定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。

通过麦克斯韦方程组可以描述电磁场的变化规律,揭示电磁波的传播特性。

电磁波是由电场和磁场正交振动形成的,是自由空间中的一种横波。

总的来说,高中物理电磁学作为物理学中的重要分支,涉及到许多基础概念和理论。

高中物理电磁学知识点总结

高中物理电磁学知识点总结

高中物理电磁学知识点总结一、静电场1. 电荷与库仑定律- 基本电荷(元电荷)的概念- 电荷守恒定律- 库仑定律:两个点电荷之间的相互作用力2. 电场- 电场强度的定义和计算- 电场线的性质- 电场的叠加原理3. 电势能与电势- 电势能和电势的定义- 电势差的计算- 等势面的概念4. 电容与电容器- 电容的定义和计算- 平行板电容器的电容公式- 电容器的串联和并联5. 静电场中的导体- 导体的静电平衡状态- 电荷在导体表面的分布- 尖端放电现象二、直流电路1. 电流与电压- 电流的定义和单位- 电压的概念和测量- 欧姆定律2. 串联和并联电路- 串联电路的电流和电压规律 - 并联电路的电流和电压规律3. 电阻- 电阻的定义和单位- 电阻的计算- 电阻的串联和并联4. 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律- 基尔霍夫定律的应用5. 电源与电动势- 电源的概念- 电动势的定义和计算- 电池组的电动势和电压三、磁场1. 磁场的基本概念- 磁极和磁力线- 磁通量和磁通量密度2. 磁场的产生- 电流产生磁场的原理- 磁矩的概念3. 磁场对电流的作用- 安培力的计算- 洛伦兹力公式4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 楞次定律- 感应电动势的计算5. 电磁铁与变压器- 电磁铁的工作原理- 变压器的基本原理- 变压器的效率和功率传输四、交流电路1. 交流电的基本概念- 交流电的周期和频率- 瞬时值、最大值和有效值2. 交流电路中的电阻、电容和电感 - 交流电路中的电阻特性- 电容和电感对交流电的影响 - 阻抗的概念3. 交流电路的分析- 串联和并联交流电路的分析 - 相量法的应用- 功率因数的计算4. 谐振电路- 串联谐振和并联谐振的条件- 谐振频率的计算- 谐振电路的应用五、电磁波1. 电磁波的产生- 振荡电路产生电磁波的原理- 电磁波的传播特性2. 电磁波的性质- 电磁波的速度和波长- 电磁谱的概念3. 电磁波的应用- 无线电通信- 微波技术- 光波和光通信以上是高中物理电磁学的主要知识点总结。

高中物理教案:电磁学——静电场的特性

高中物理教案:电磁学——静电场的特性

高中物理教案:电磁学——静电场的特性一、引言在高中物理课程中,电磁学是一个重要的部分,而静电场作为其中的一项内容,具有其特殊的性质和特点。

本教案旨在通过介绍静电场的特性,帮助学生更好地理解和应用相关概念。

二、静电场的概念和基本特性1. 静电场的定义静电场是由带电粒子或物体所产生的一种区域,在该区域内存在着电力作用,并且不随时间变化。

它可以通过电荷间相互作用来描述。

2. 静电场的属性(1)静电力:静电力是由于带电粒子之间施加势能差而产生的相互作用力。

(2)受力方向:根据库仑定律,同种荷号带电粒子之间互相排斥,异种荷号带电粒子之间互相吸引。

(3)受力大小:根据库仑定律,静电力与带电粒子之间距离的平方成反比。

三、静电场与流体运动1. 静电场对流体运动的影响(1)自然现象:常见自然现象如风筝悬浮、凤凰涅槃等,都与静电场对流体运动的影响密切相关。

(2)原理解释:静电场会使空气中的分子带上电荷,在不同电势差下受力,从而引起流体运动。

2. 应用案例:静电喷涂技术静电喷涂技术是利用带电粒子间的相互作用力实现均匀喷涂的一种方法。

在该过程中,通过将颜料带上相同或相反的电荷,可以控制其在物体表面沉积的位置和方式。

四、静电场与导体特性1. 静电平衡状态导体内部任意点的电场强度为零,导体表面处的电荷分布呈现等势面状。

2. 法拉第笼效应(1)法拉第笼效应是指在一个封闭金属外壳内部,当外部存在高压发生放电时,在外壳内部并不受到外界影响。

(2)这是因为导体材料具有良好的导电性质,可以形成自由移动的载流子来消除外界静电场。

五、环境中的静电现象1. 静电感应静电感应是指当带电物体靠近一个中性物体时,会在中性物体上诱发出相反的电荷分布.。

2. 静电放电(1)静电放电是指静电场中的带电粒子所携带的能量释放到周围环境中的过程。

(2)导致静电放电的原因有很多,例如摩擦、分离、接触等。

六、实验与探究1. 实验一:简单静电场实验材料:玻璃棒、丝线、小纸片步骤:(1)将玻璃棒用丝线悬挂起来,并用小纸片贴在玻璃棒头部。

2020高中物理竞赛-电磁学篇(电磁场理论)07电波传播理论基础:电磁波的衍射(共14张PPT)

2020高中物理竞赛-电磁学篇(电磁场理论)07电波传播理论基础:电磁波的衍射(共14张PPT)
电磁场理论
Electromagnetic Theory 2020高中物理竞赛 (电磁学篇)
7.5 电磁波的衍射
1 电磁波的衍射现象 当电磁波在传播过程中遇到障碍物或透过屏幕上 的小孔时,由于波动特性,电磁波不按直线传播 的现象称为电磁波的衍射,它是波动的一个基本 的特征。
2 Huygens-Fresnel原理
r'
A R0
exp
jk R0
R0 r' r0
' r'
jk
1 R0
1 R0
exp
jk R0
Rˆ 0
应用Huygens-Fresnel公式,面积分应该由两个部 分组成,即屏幕和半无穷大空间的边界。 半无穷 大边界面上的积分为零,得到:
r
A 4π Sa
Rˆ 0
jk
1 R0

jk
1 e jkR0
2 辐射条件
如果 R , ds Rˆ R2dΩ
' r' Rˆ
R
r lim 1 R r' jkr' d Ω ejkR lim 1 r' d Ω ejkR
R 4π S R
R 4π S
表示无穷远边界上次波源在空间内r点辐射场的叠 加,其结果必为零。否则有限区域内电磁场因与
无穷远边界上电磁场有关 而具有多值特性。即:
Huygens在研究波动现象时指出:波在传播过程 中,波阵面上的每一点都是产生球面子波的次波 源,而波阵面上各点发出的许多次波所形成的包 络面是原波面在一定时间内所传播到的新波面。
Fresnel在研究Huygens原理的基础上认为: 波在传播过程中,波阵面上的每一点都是产生球面 子波的次波源,空间其它点任意时刻的波动是波阵 面上的所有次级波源发射子波的干涉叠加,进一步 完善了Huygens原理,称为Huygens-Fresnel原理。

高中物理竞赛(电磁学)电磁场和电磁波:电磁场的能量密度与能流密度表达式(共13张PPT)

高中物理竞赛(电磁学)电磁场和电磁波:电磁场的能量密度与能流密度表达式(共13张PPT)
由上式可以判定S垂直导体表 面,且指向导体内部.
Z
E SH a
I
(2) 导体表面处
H
I
2a
e
S
EH
I2R
n
2al
E
IR
k
l
S沿表面的负法 向,即指向轴心
对于长 l 的导体,单位时间内通过表面积 A=2al 输入的电磁能量为
S dA
I2R
2al
I2R
A
2al
三、电磁场的动量
S wv 1 E 2 H 2 v 2
v 1
E H
S EH
能流密度矢量 坡印廷矢量 S E HEHS Nhomakorabeaw
对于振荡电偶极子辐射波,可导出(自证推导) 平均能流密度(辐射强度):
S
p0 4 sin2
24 2 r 2v
上式表明:
1) 辐射具有方向性
2) S与4成正比
例 圆柱形导体,长为l,半径为a,电阻为
四、同步辐射
在回旋加速器的磁场中
v
作圆周运动的质子或电子就 要产生强烈的辐射,这时由
a
S的角分布 加速器提供给粒子的能量将 有一部分转变为辐射能。当
B
粒子的速度接近光速时粒子
辐射的能流密度的角分布形
作匀速率圆周电荷 的同步辐射运动
成一个指向前方的锥形瓣, 随粒子运动,象一个转动的
探照灯束,这种辐射称为同
R,通有电流I,证明(国赛冲刺模拟练习)Z
1)在导体表面上,坡印廷
矢量S处处垂直导体表
面并指向导体内部.
2)沿导体表面的坡印廷矢
l
量的面积分等于导体内
a
产生的焦耳热功率I2R.

高三物理电磁学知识点归纳

高三物理电磁学知识点归纳

高三物理电磁学知识点归纳电磁学是物理学的一个重要分支,研究电学和磁学之间的相互关系。

在高三物理学习中,电磁学是一个关键的知识点。

下面是对高三物理电磁学知识点的归纳总结。

1. 静电场静电场是指宏观空间中带电粒子对周围空间产生的电场分布。

静电场的特点是电场中的电荷保持不动,电势能转化为电场能量。

静电场的性质包括库仑定律、电势差和电势能的计算等。

2. 电场中的运动电荷在电场中,带电粒子会受到电场力的作用而产生运动。

电场力的大小与电荷量、电场强度和电荷类型有关。

带电粒子在电场中的运动可以分为匀速直线运动、匀强磁场中的圆周运动等。

3. 磁场与磁力磁场是指物体周围存在的磁力线。

磁场的特性包括磁感应强度、磁场力线和磁通量等。

磁场中存在的磁力是由带电粒子的运动产生的。

带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,产生力的大小与电荷量、磁感应强度、速度和磁场方向有关。

4. 电磁感应电磁感应是指磁场或电场的变化引起电场或磁场的变化。

电磁感应的重要性体现在发电机和变压器等电磁设备中。

电磁感应的基本原理包括法拉第电磁感应定律、楞次定律和互感等。

电磁感应的应用还包括电磁铁、感应加热、电动机等。

5. 电磁波电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的能量传播现象。

电磁波的特点是能够在真空中传播,速度等于光速。

电磁波的分类有射线、无线电波、微波、紫外线、可见光和X射线等。

电磁波的传播遵循麦克斯韦方程组和光的折射、反射等定律。

6. 光的性质光是一种特殊的电磁波,具有粒子性和波动性。

光的性质包括光的传播直线传播、光的反射、折射、干涉和衍射等。

光的颜色与频率和波长有关,可见光的颜色分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种。

7. 光的光学仪器光的光学仪器是利用光的性质制作的各种物理实验装置。

常见的光学仪器包括光栅、棱镜、透镜、望远镜和显微镜等。

这些仪器利用光的干涉、衍射、折射等原理进行物理、化学等实验。

以上是高三物理电磁学知识点的归纳总结。

通过对这些知识点的学习和理解,我们可以更好地理解电磁学的原理和应用,为今后的学习和研究打下坚实的基础。

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含问题详解)

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含问题详解)

带电粒子在电磁场中的运动[P 3.]一、考点剖析:带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多,它与运动学、动力学、功和能、动量等知识联系紧密,加之电场力的大小、方向灵活多变,功和能的转化关系错综复杂,其难度比力学中的运动要大得多。

带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富,解决问题所用的知识综合性强,很适合对能力的考查,是高考热点之一。

带电粒子在磁场中的运动有三大特点:①与圆周运动的运动学规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有关,呈现灵活多变的势态。

因以上三大特点,很易创造新情景命题,故为高考热点,近十年的高考题中,每年都有,且多数为大计算题。

带电粒子在电磁场中的运动: 若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场,则使粒子的受力情况复杂起来;若不同时不同区域存在,则使粒子的运动情况或过程复杂起来,相应的运动情景及能量转化更加复杂化,将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。

该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材,为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台,是高考命题热点之一。

[P 5.]二、知识结构d U UL v L md qU at y 加4212122022=⨯⨯==L y dU UL mdv qUL v at v vtan y 222000=====加φ[P 6.]三、复习精要: 1、带电粒子在电场中的运动(1) 带电粒子的加速 由动能定理 1/2 mv 2=qU (2) 带电粒子的偏转带电粒子在初速度方向做匀速运动 L =v 0t t=L/ v 0 带电粒子在电场力方向做匀加速运动F=q E a =qE/m 带电粒子通过电场的侧移偏向角φ(3)处理带电粒子在电场中的运动问题的一般步骤:①分析带电粒子的受力情况,尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等 ②分析带电粒子的初始状态及条件,确定粒子作直线运动还是曲线运动 ③建立正确的物理模型,进而确定解题方法④利用物理规律或其它解题手段(如图像等)找出物理量间的关系,建立方程组 2、带电粒子在磁场中的运动带电粒子的速度与磁感应线平行时,能做匀速直线运动;t当带电粒子以垂直于匀强磁场的方向入射,受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动。

电磁学中的场

电磁学中的场

电磁学中的场电磁学是物理学的重要分支之一,研究物质之间的电磁相互作用和电荷运动的规律。

在电磁学中,场是一个重要的概念,它是描述电磁相互作用的一种方式。

本文将介绍电磁学中的场及其应用。

一、场的概念在物理学中,场指的是物质的一种表现形式,放在电磁学中,电场和磁场就是两种常见的场。

电场是指带电粒子所受到的力,包括正电荷和负电荷。

而磁场是指运动的电荷所产生的场,其方向与电荷运动方向垂直。

二、电场1、电场的由来电场是由带电粒子所带来的,当一个电荷放在空间中时,它会在周围产生一个电场。

这个电场会影响空间中其他电荷的运动,使其受到电场力的作用。

根据电场的定义,电荷不需要紧贴着物体才能发生作用,而是在整个空间中辐射出去。

2、电场的描述电场的强度用电场强度矢量E来表示,其大小为电场对电荷单位的力,方向则为电荷所受力的方向。

因此,电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向。

3、电场的测量电场的强度是通过电荷在电场中所受的力来测量的,其公式为:F = qE。

其中,F为电荷受到的力,q为电荷大小,E为电场强度。

三、磁场1、磁场的由来磁场是由运动电荷所产生的,当电荷在运动时,它会在周围产生一个磁场。

这个磁场会影响电荷运动方向,使其受到磁场力的作用。

2、磁场的描述磁场的强度用磁感应强度矢量B来表示,其大小为磁场对电流单位的力,方向则为电流所受力的方向。

因此,磁感应强度的方向总是垂直于电流方向和磁场方向之间的平面。

3、磁场的测量磁场的强度是通过电流在磁场中所受的力来测量的,其公式为:F = BI × L。

其中,F为电流受到的力,B为磁感应强度,I为电流大小,L为电流和磁场的夹角。

四、场的应用场在电磁学中有很多应用,包括:1、电场的应用- 对于带电导体,电场可以影响其内部电荷的分布,使其形成稳定的电势差分布,从而生成电流;- 在高电压下,电场会导致电晕放电和击穿现象,对电气设备的设计和测试有重要影响;- 电场对物质的极化和分子运动具有影响,如静电吸附等。

启东中学高三二轮复习电场、磁场及复合场

启东中学高三二轮复习电场、磁场及复合场

启东中学高三二轮复习电场、磁场及复合场一、高考导航“场”是现代物理的重要支柱,场是一种特殊的物质。

电磁学知识是以“场”为基础的。

电场对运动电荷的作用力与电荷的运动状态无关,磁场对运动电荷才有作用力。

静止的电荷只产生电场,而运动的电荷除产生电场外还产生磁场。

变化的电场能产生磁场,变化的磁场能产生电场,变化的电场和变化的磁场交替产生,由发生区域向外传播形成电磁波。

本讲内容概念多,题目综合性强,尤其是带电体在复合场中的运动问题,这里讲的复合场指电场、磁场和重力场并存,或其中某两种场并存,或分区域存在。

当带电体所受合外力为零时,将处于静止或匀速直线运动状态;当带电体作匀速圆周运动时,洛仑兹力作向心力,其余各力的合力必为零;当带电体受合力大小与方向均变化时,将作非匀变速曲线运动。

本讲中不少知识在实际生产、生活中有广泛的应用,如速度选择器、磁流体发电机、粒子加速器等。

解决带电体在复合场中的运动问题的基本思路是:正确的受力分析,其次是场力(是否考虑重力,要视具体情况而定)→弹力→摩擦力;正确分析物体的运动状态,找出物体的速度、位置及其变化特点,如出现临界状态,要分析临界条件。

要恰当地灵活地运用动力学的三大方法解决问题。

二、典型例题1. 空间存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B ,其方向如图实用文档所示。

一带电粒子+q以初速度v0垂直于电场和磁场射入,则粒子在场中的运动情况可能是(A D )A、沿初速度方向做匀速运动B、在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动C、在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动D、初始一段在纸平面内做轨迹向下(向上)弯曲的非匀变速曲线运动2、如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动到B点时,速度为零,C是轨迹的最低点,以下说法中正确的是(ABD )A、液滴带负电B.滴在C点动能最大C.若液滴所受空气阻力不计,则机械能守恒D、液滴在C点机械能最大实用文档3、如图所示,一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上,整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中,现给滑环以水平向右的瞬时冲量,使滑环获得向右的初速,滑环在杆上的运动情况可能是(ACD )A、始终作匀速运动B、先作加速运动,后作匀速运动C、先作减速运动,后作匀速运动D、先作减速运动,最后静止在杆上4、如图所示,质量为m、带电量为+q的带电粒子,以初速度v0垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中,从P点离开该区域,此时侧向位移为s,则(A C )(重力不计)A、粒子在P点所受的磁场力可能比电场力大B、粒子的加速度为(qE-qv0B)/m实用文档实用文档C 、粒子在P 点的速率为mqsE v 220 D 、粒子在P 点的动能为mv 02/2-qsE5、如图所示,质量为m ,电量为q 的正电物体,在磁感强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,物体运动初速度为v ,则( CD )A 、物体的运动由v 减小到零所用的时间等于mv/μ(mg+qvB )B 、物体的运动由v 减小到零所用的时间小于mv/μ(mg+qvB )C 、若另加一个电场强度为μ(mg+qvB )/q 、方向水平向左的匀强电场,物体做匀速运动D 、若另加一个电场强度为(mg+qvB )/q 、方向竖直向上的匀强电场,物体做匀速运动6、如图所示,磁感强度为B的匀强磁场,在竖直平面内匀速平移时,质量为m,带电-q的小球,用线悬挂着,静止在悬线与竖直方向成30°角的位置,则磁场的最小移动速度为。

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专题(七)电磁学中的“场”一、 大纲解读电场和磁场是电磁学的两大基石, 与电路共同构建出完整的电磁学知识框架. 作为基础, 电场和磁场的性质是大纲要求掌握的重点之一, 是建立力、电综合试题的切入点.由此建立 的力、电综合问题是历届高考考查的热点,纵观近三年高考试题,这部分内容每年至少 1 题,如仅带电粒子在电场、磁场中的运动,在 2008年全国高考中分值约占总分的 19%.这 类问题从“场对电荷(物质)的作用”的特殊视角,产生与电、磁场的性质相结合的综合考 点,涉及运动与力的关系、功和能量的关系、 动量和冲量的关系、 能量守恒定律和动量守恒 定律等重要力学规律,是每年高考必考内容. 知识覆盖面广,考题题材新颖丰富, 注重与科 技背景的结合,综合性强,对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理 问题的能力有较高的要求, 是考查考生多项能力的极好载体. 除基础题外,试题多是计算题 甚至是压轴题,有较高的难度和区分度. 二、 重点剖析“场”的本质源自电荷,电荷的周围存在电场,运动电荷产生磁场,因此知识链条的顶 端是电荷;同时电场或磁场又反过来对电荷或运动电荷施加力的作用, 体现了知识体系的完 整,因果轮回.知识结构如图 7- 1.分“场”的产生、场对物质(电荷或导体)的作用和能量关系三个版块.1. 静止电荷、运动电荷和变化的磁场,在周围空间都产生电场;运动电荷、电流和变 化的电场在周围空间产生磁场.2. 电场对静止电荷和运动电荷都有电场力的作用;磁场只对运动电荷和电流有磁场力 作用,对静止电荷没有作用力.这与“场”的产生严格对应.由于场力的作用,电荷或导体 会有不同形式的运动,因此分析场力是判断电荷或导体运动性质的关键.3. 场力可能.对电荷或导体做功,实现能量转化.当点电荷绕另一点电荷做匀速圆周运 动时,电场力不做功;洛伦兹力不做功. 要对带电粒子加速就要对其做功, 因此电场即可以I I J半 :昨用幵动导怀斗厦富頁卩二更F J —T1J ] —丁三、考点透视考点1、“场”的性质电场力的功W-qU电势能的改变屯勢、电势差产生带电粒子的运动;加速@阻滞/叫;3|眛・% … ■甘 1 2寺■—jI 周期;/■= I _____ 些__图7- 1安培力敝功W且也=也£ K加速带电粒子,也可以使带电粒子偏转, 而稳定磁场则只能使粒子偏转却不能加速. 变化的 磁场产生电场,所以变化的磁场则可以改变带电粒子速度的大小.範的蹄应2^乍用于电荷 带也辕子库沟抿施场I|半住:尸竺 I果解析:(2- V、(2如图所示,取ab的中点O,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2V,故Oc为等势面,MN为电场线,方向为MN方向,U OP=U oa= 3V,因U ON : U OP=2 : .3,故U ON =2V,N点电势为零,为最小电势点,同理M点电势为4V,为最大电势点。

答案:B点拨:匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,在公式U=Ed中,计算时d虽然是一定要用沿场强方向的距离,但在同一个匀强电场E中,电势差U与距离d的关系却可以演变为“任意一族平行线上等距离的两点的电势差相等”,体现知识运用的“活”字,平时练习时'VTT T、\ ■、、》;要注意.考点2、“场”对物质的作用电场对放入其中的电荷有力的作用,由此产生大量的有关电荷在电场中运动的试题;电场对放入其中的导体的作用,产生静电感应现象.磁场只对运动电荷和电流可能有磁场力作用,当带电粒子的速度和导体与磁感线平行时不受磁场力.洛伦兹力一般与带电粒子的平衡和匀速圆周运动问题相关.例题2:如图7-4所示,一重力不计的带电粒子,在垂直纸面的匀强磁场为r的匀速圆周运动.那么当匀强磁场突然减弱B2之后,该带电粒子的动能将()A .不变B .变大C.变小 D .不确定B i中做半径从力和能两个角度去描述场的性质. 电场强度E和磁感应强度B分别描述电场和磁场对放入其中的物质(电荷、通电导体)力的作用;电势就是从电场能的角度引入的物理量,虽然中学物理没有直接对磁场的能给出量度,但安培力做功则反映了放入磁场中的通电导体与磁场共同具有能量.例题1: (2008年海南)匀强电场中有a、b、c三点,如图所示.在以它们为顶点的三角形中, / a = 30° / c= 90° .电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2- .. 3)V、(2 . 3)V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为()(2 一、、3)V、(2 、.3)V图7-3解析:当磁感应强度B突然减弱时,变化的磁场产生电场,由楞次定律可判断此电场方向为顺时针方向;由带电粒子的运动方向可判断粒子带正电,因此电场方向与正电荷运动方向相反,对粒子做负功,粒子动能减小,C正确.答案:C点拨:该题综合考查了麦克斯韦电磁理论、电磁感应原理以及楞次定律,“突然减弱” 的磁场不仅使带电粒子所受洛伦兹力单纯减小,由变化的磁场产生的电场会对带电粒子做功而改变其动能,使用楞次定律判断电场的方向是难点. 同学们一般都只将问题放在带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动中去分析判断,认为洛伦兹力不做功,带电粒子的动能不变而错选A.例题3: (02广东理综)如图7 —5所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处,放置一个正点电荷,达到静电平衡后,则()iA. a端的电势比b 端的高| .......... ..B. b端的电势比d点的低' : rC. a端的电势不一定比d点的低图7—5D. 杆内c处的场强的方向由a指向b解析:静电平衡时,整个导体是等势体,导体表面是等势面,a、b电势相等,导体内场强处处为零,AD错;d点场强方向即正点电荷产生的场强方向,即由d指向b,沿电场线方向电势降低,故b端的电势比d点的低,B对C错;答案:B点拨:这部分只要求掌握静电平衡时导体的特性即可•一是不要以带电正、负来判断电势高低,二是要区分静电平衡时导体内部的三种场强:场源电荷的场强、感应电荷的场强和实际场强.四、热点分析:电场、磁场问题一直是历届高考关注和考查的重点和热点,其中场对物质的作用更是力、电综合的命题的核心内容,从近两年全国高考试卷中有涉及两“场”试题有考查关于场的性质,有考查了场对物质的作用,特别是带电粒子在“场”中的运动,有考查综合问题,由此可见,场对物质的作用是100%命题热点•解析试题可以完全按力学方法,从产生加速度和做功两个主要方面来展开思路,只是在粒子所受的各种机械力之外加上电场力罢了.热点1、力和运动的关系:根据带电粒子所受的力,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解.热点2、功能关系:根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系,从而可确定带电粒子的运动情况,这条线索不但适用于均匀场,也适用于非均匀场.因此要熟悉各种力做功的特点.处理带电粒子在电场、磁场中的运动,还应画好示意图,在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系•特别要注意训练“三维”图的识别.例题:在如图所示的空间中,存在场强为E的匀强电场,同时存在沿x轴负方向,磁感应强度为B的匀强磁场。

一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。

据此可以判断出A .质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小,沿着z轴方向电势升高B •质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增大,沿着z轴方向电势降低C.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变,沿着z轴方向电势升高D .质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变,沿着z轴方向电势降低本题简介:本题为2008年高考北京理综第19题,考点多,考生容易在电场力、洛伦兹力方向上的判断上出现错误,及电势高低的判断上出现错误,要求考生知识面全,能灵活运动所学知识去解答遇到的实际问题.解析:质子所受电场力与洛伦兹力平衡,大小等于 evB,运动中电势能不变;电场线沿z轴负方向,沿z 轴正方向电势升高。

答案:C反思:本题能够很好地考查考生对电学多个知识点(电场力、洛伦兹力、平衡条件、左手定则、电势高低的判断等 )的掌握情况,是一道难得的好题。

例题4:如图7 — 6所示,一根长L = 1.5 m 的光滑绝缘细直杆5=1.0 X 10 N/C 、与水平方向成 0= 30。

角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端 M 固定 一个带电小球 A ,电荷量Q = +4.5 X 10-6C ;另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动,电 荷量q = +1.0X 10 6 C ,质量m = 1.0 X 10 2 kg .现将小球B 从杆的上端N 静止释放,小 球B 开始运动.(静电力常量 k = 9.0X 109N ・m 2/C 2,取g = IOm/s 2)⑴小球B 开始运动时的加速度为多大?⑵小球B 的速度最大时,距 M 端的高度m 为多大?⑶小球B 从N 端运动到距M 端的高度h 2= 0.6l m 时,速度为v = 1.0 m/s ,求此过程中 小球B 的电势能改变了多少?本题简介:本题为2007年高考四川理综第 24题•试题以匀强电场为背景,叠加 了点电荷的电场和重力场,场力两恒一变,考查变力作用下的牛顿第二定律的运用、 物体运动状态分析、叠加电场中电荷电势能的变化等,综合运动和力、能量关系,全 方位考查两大热点,试题容量大,覆盖面广,综合性强,难度适中.解析:⑴开始运动时小球 B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得:kQq 匚.口 mg 2 qE sin 二 ma 解得: kQq qE sin €ia = g _ 2 -L mm代人数据解得: a = 3.2 m/s 2⑵小球B 速度最大时合力为零,即解得:料=I ---------- kQq i\ mg —qEsin 廿代人数据解得:m = 0.9 m⑶小球B 从开始运动到速度为 v 的过程中,设重力做功为 W,电场力做功为 W 2, 库仑力做功为W 3,根据动能定理有:w W 2 W 3 -1mvW 2 一qE L -h 2 sin ,设小球B 的电势能改变了厶E p ,则:解得:E p =7W2 W 312E p 二 mg L-2h 2 vmE p =8.4 10’ J 2 o答案:⑴ a = 3.2 m/s 2;⑵ m = 0.9 m ;(3) %=8.4咒10 J反思:由于点电荷 A 在空间各点产生的场强并不相等,使小球 B 的运动加速度也不恒MN ,竖直固定在场强为 EkQqh 2qE sin - 解得:W 3二 1 2mv 2 -mg L -h 2i 亠 qE L -h 2 si nv图7 —6定,因此不能从运动规律求高度 h i ,必须对小球B 在运动中受力情况的变化作出分析和判断,得到 小球B 速度最大时合力为零”的结论,然后通过求合力来计算高度m ;第⑶问是本题的难点,抛开考生熟悉的点电荷在单一电场中电势能变化与电场力做功的关系模式, 考 生必须从能量转化与做功的关系的角度出发,确定小球 B 电势能的改变与两个力做功有关: 匀强电场的电场力和小球 A 对小球B 的库仑力,且电场力做的功等于电荷电势能的减少量, 才能确定,Ep =「〕W 2 W 3 . 五、能力突破:例题5:如图7 — 7所示,在第一象限的abcO 范围内存在沿x 正向 的匀强电场,质量为 m 、电量为q 的带电粒子,从原点 O 点以与x 轴成 (角的初速度v o 射入电场中,飞出电场时速度恰好沿 y 轴的正方向.不 计粒子的重力,则( ) A .粒子穿过电场的过程中,电场力对粒子的冲量的大小是 mv o cosB,方向沿y 轴负方向B .粒子射出电场时速度大小为 v o si n B1 2 2C.粒子穿过电场的过程中,电场力做功 —mv 0cos二2 1 2 2D.粒子穿过电场的过程中,电势能减小 —mv 0cos二2解析:带电粒子只受电场力,由轨迹可判断电场力方向沿 x 轴负方向,粒子带负电;在 y方向粒子不受力,因此做匀速直线运动,且速度为v y =v 0sin^ .粒子出电场时速度恰好沿 y轴的正方向,因此x 方向速度恰好减小到零,由动量定理得 Ft= Omv 0 COST ,即电场力冲量的大小为mv °cosr ,方向沿x 轴负方向,A 错B 对;粒子穿过电场的过程中,只有电场力做111 11功,由动能定理得 W 二一mv ;- mv 0= mv 0 sin 2v - mv 0=- mv 0 cos 2, C 错;且电场2 2 2 2 2力做的功等于电势能的减小量,电场力做负功,因此电势能增大,D 错.答案:B反思:带电粒子飞出电场时速度恰好沿 y 轴的正方向,反过来看,从粒子飞出点到原点 O ,该曲线就是一条类平抛运动的抛物线,即粒子的运动为类平抛运动,因此 y 方向速度不变,x 方向做匀减速运动,飞出时速度恰好减小到零.例题6:如图7—8所示,带正电的小球穿在绝缘粗糙倾角为 B 的直杆上,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场, 下滑动,在a 点时动能为100J ,到C 点时动能为零,则 c 的中点,则在此运动过程中()A .小球经b 点时动能为50JB •小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量C .小球在ab 段克服摩擦力所做的功与在 bc 段克服摩擦力所做的功相等D •小球到c 点后可能沿杆向上运动解析:电场力方向竖直向上,因此电场力与重力的合力P 恒定且一定在竖直方向上;小球到C 点时动能为零,说明小球有减速运动.若小球先做加速运动,则随速度的增大洛 伦兹力(垂直于杆)增大,小球受到杆的弹力增大,因此滑动摩擦力增大,加速度减小,当 加速度减小到零时速度最大,然后做匀速运动,不合题意,故小球一开始就做减速运动,由bx于速度减小而洛伦兹力减小,则滑动摩擦力随之减小,因此从 到c ,两段合力做功不行, A 、C 错;若合力P 若向下, 加量小于重力势能的减小量,若 P = 0,则二者相等,若 球速度为零时若有 F sin 二>,则小球可沿杆向上运动,答案:BD反思:根据洛伦兹力随速度变化的特点, 结合运动和力的关系判断小球的运动状态和受a 到b 的平均摩擦力大于从 b mg>qE ,则运动过程中电势能的增 P 向上,贝U B 正确;P 向上,当小D 对.力变化是解题要点•难点在于洛伦兹力对杆的弹力的影响•由于磁场方向垂直于杆斜向上, 由左手定则可判断小球向下运动时洛伦兹力垂直于杆指向纸内, 杆的弹力N 2垂直于杆向外,C0E 晋,又R=^,而子在电场的偏转角有关没错, 但偏转角和粒子在磁场中的轨道半径又都与粒子射出电场时的 速度相关,因此直接围绕偏转角列方程求解即可.例题(2008年上海)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。

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