电磁学计算题(二轮)

电磁学计算题专题

24题，考点：电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和安培力、牛顿运动定律

24题，考点：牛顿运动定律、运动学公式、电磁感应、安培力 25题，考点：电磁感应定律、磁通量的变化、欧姆定律

25题，考点：动能定理、电场力做功

24题，考点：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动

25题，考点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，牛顿运动定律和功能关系、运动学公式

25题，考点：电场中的类平抛运动、牛顿运动定律、带电粒子在匀强磁场的圆周运动

24题，考点：电场力做个、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动

（一）、知识结构和问题解决（梳理）

1．电场强度的三个公式

(1)E ＝F

q

是电场强度的定义式，适用于任何电场．电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与试探电荷q

无关，试探电荷q 充当“测量工具”的作用．

(2)E ＝k Q

r 2是真空中点电荷所形成的电场的决定式，E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定．

(3)E ＝U

d

是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场．

注意：式中d 为两点间沿电场方向的距离． 2．电场能的性质

(1)电势与电势能：φ＝E p q 。 (2)电势差与电场力做功：U AB ＝W AB

q

＝φA －φB .

(3)电场力做功与电势能的变化：W ＝－ΔE p . 3．等势面与电场线的关系

(1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面． (2)电场线越密的地方，等差等势面也越密．

(3)沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功． 4．带电粒子在电场中的运动规律 （１）平衡（静止或匀速直线运动）； （２）加速； （３）偏转 5．电场力做功的计算、电场中功能关系应用 （１）电场力做功的计算方法；（２）带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断；（３）功能关系 6．安培力的大小和方向：（1）大小F=BIL （2）方向：左手定则 7.洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动 （１）洛伦兹力与电场力的比较；（２）洛伦兹力的大小和方向 （３）带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定 8.带电粒子在复合场中的运动

（１）复合场的构成及特点； （２）复合场的典型应用———回旋加速器 （３）带电粒子在复合场中运动的应用实例

（二）方法提炼和分析思路

1．电场部分 1.1主要研究方法

(1)理想化模型法．如点电荷．

(2)比值定义法．电场强度、电势的定义方法是定义物理量的一种重要方法．

(3)类比的方法．电场和重力场的比较；电场力做功与重力做功的比较；带电粒子在匀强电场中的运动和平抛运动的类比．

1.2．静电力做功的求解方法：

(1)由功的定义式W＝Fl cosα来求；

(2)利用结论“电场力做功等于电荷电势能变化量的负值”来求，即W＝－ΔE p；

(3)利用W AB＝qU AB来求．

1.3．电场中的曲线运动的分析

采用运动合成与分解的思想方法；带电粒子在组合场中的运动实际是类平抛运动和匀速圆周运动的组合，一般类平抛运动的末速度就是匀速圆周运动的线速度．

2、带电粒子在电场中运动问题的分析思路

(1)首先分析粒子的运动规律，确定粒子在电场中做直线运动还是曲线运动，如例题中在ABOC区域做直线运动，在CDE区域做类平抛运动．

(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如果是带电粒子在恒定电场力作用下的直线运动问题，应用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．

②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等．

(3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理．通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，借助运动的合成与分解，寻找两个分运动，再应用牛顿运动定律或运动学公式求解，如例题中第(2)(3)问的处理方法．

(4)当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时，要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处有关联的物理量，这些关联量往往是解决问题的突破口．

3、分析磁场对电流的作用要做到“一明、一转、一分析”

4.洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动：一画轨迹找圆心、二找几何关系算半径、三计周期算时间

5、带电粒子在组合场中运动的处理方法

(1)明性质：要清楚场的性质、方向、强弱、范围等，如例题中磁场在第三象限且垂直纸面向里，电场在第四象限且竖直向上．

(2)定运动：带电粒子依次通过不同场区时，由受力情况确定粒子在不同区域的运动情况，如在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，在电场中受电场力做类平抛运动．

(3)画轨迹：正确地画出粒子的运动轨迹图．

(4)用规律：根据区域和运动规律的不同，将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理．

(5)找关系：要明确带电粒子通过不同场区的交界处时速度大小和方向的关系，上一个区域的末速度往往是下一个区域的初速度．

6.带电粒子在复合场中的运动

5.1．做好“两个区分”

(1)正确区分重力、电场力、洛伦兹力的大小、方向特点及做功特点．重力、电场力做功只与初、末位置有关，与路径无关，而洛伦兹力不做功．

(2)正确区分“电偏转”和“磁偏转”的不同．“电偏转”是指带电粒子在电场中做类平抛运动，而“磁偏转”是指带电粒子在磁场中做匀速圆周运动．

5.2．抓住“两个技巧”

(1)按照带电粒子运动的先后顺序，将整个运动过程划分成不同特点的小过程．