2019届全国通用高考物理二轮复习专题三电场与磁场第1讲电场和磁场的基本性质讲义.ppt

,第,1,讲电场和磁场的基本性质,知识必备,1,.,电场强度的三个公式,2.,电场能的性质,3,.,等势面与电场线的关系,(1),电场线总是与等势面垂直，且由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,.,控制变量法分析电容器动态变化问题,6,.,磁场对运动电荷的作用,(1),磁场只对运动电荷有力的作用，对静止的电荷无力的作用。磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。,(2),洛伦兹力的大小和方向：其大小为,F,q,v,B,，,F,的方向由左手定则判断。,备考策略,1,.,掌握电场的,“,3,个要点,”,(1),掌握几种常见电场的电场线、等势面的分布特点。,(2),掌握判断电势能的大小和电势的高低的方法。,(3),掌握等势面特点和电场强度与电势关系：等势面与电场线垂直；等势面越密，电场强度越大；电场强度方向就是电势降低最快的方向。,2,.,必须领会的,“,2,种物理思想和,5,种方法,”,(1),等效思想、分解思想；,(2),比值定义法、控制变量法、对称法、合成法、分解法。,3,.,必须辨明的,“,6,个易错易混点,”,电场的基本性质,【真题示例,1,】,(,多选,),(2017,全国卷,，,20),在一静止点电荷的电场中，任一点的电势,与该点到点电荷的距离,r,的关系如图,1,所示。电场中四个点,a,、,b,、,c,和,d,的电场强度大小分别为,E,a,、,E,b,、,E,c,和,E,d,。点,a,到点电荷的距离,r,a,与点,a,的电势,a,已在图中用坐标,(,r,a,，,a,),标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由,a,点依次经,b,、,c,点移动到,d,点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为,W,ab,、,W,bc,和,W,cd,。下列选项正确的是,(,),图,1,A.,E,a,E,b,4,1 B.,E,c,E,d,2,1,C.,W,ab,W,bc,3,1 D.,W,bc,W,cd,1,3,答案,AC,【真题示例,2,】,(,多选,),(2017,天津理综，,7),如图,2,所示，在点电荷,Q,产生的电场中，实线,MN,是一条方向未标出的电场线，虚线,AB,是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在,A,、,B,两点的加速度大小分别为,a,A,、,a,B,，电势能分别为,E,p,A,、,E,p,B,。下列说法正确的是,(,),图,2,A.,电子一定从,A,向,B,运动,B.,若,a,A,a,B,，则,Q,靠近,M,端且为正电荷,C.,无论,Q,为正电荷还是负电荷一定有,E,p,A,a,B,，说明电子在,A,点受到的电场力较大，,A,点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近,M,端为场源电荷的位置，应为正电荷，故,B,正确；无论,Q,为正电荷还是负电荷，一定有电势,A,B,，电子电势能,E,p,e,，电势能是标量，所以一定有,E,p,A,E,p,B,，故,C,正确，,D,错误。,答案,BC,真题感悟,1,.,高考考查特点,(1),本考点重在考查电场中的基本概念、典型电场的分布特点、电场线、等势面及电场强度的关系，电势高低、电势能大小的判断。,(2),理解电场力、电场力做功的特点，电场力做功与电势能的关系，灵活应用电场线分析电势高低，电势能的变化是解题的关键。,(3),电容器的动态分析，带电体在电容器间的受力情况及运动情况。,2,.,常见误区及临考提醒,(1),典型电场中电场线的分布特点不熟练，特别是正、负点电荷电场线的方向。,(2),不清楚运动电荷的电性，出现受力及做功判断的错误。,(3),公式,U,Ed,的适用条件不清楚，乱套公式。,(4),电场力做功与电势能变化关系不准确。,(5),不能正确判断平行板电容器中的变量和不变量。,预测,1,电场强度的理解及计算,预测,2,根据电场中的,“,点、线、面、迹,”,判断相关物理量的变化,预测,3,电场中的图象问题,预测,4,平行板电容器的动态分析,1.,如图,3,所示，梯形,abdc,位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为,60,、,30,，,cd,2,ab,4 cm,，已知,a,、,b,两点的电势分别为,4 V,、,0 V,，将电荷量,q,1.6,10,3,C,的正电荷由,a,点移动到,c,点，克服电场力做功,6.4,10,3,J,，则下列关于电场强度的说法正确的是,(,),图,3,A.,垂直,ab,向上，大小为,400 V/m,B.,垂直,bd,斜向上，大小为,400 V/m,C.,平行,ca,斜向上，大小为,200 V/m,D.,平行,bd,斜向上，大小为,200 V/m,答案,B,2.,(,多选,),如图,4,所示，一质量为,m,、电荷量为,q,的带正电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面,(,纸面,),内，且相对于过轨迹最右侧的点,N,的水平直线对称。已知重力加速度为,g,，忽略空气阻力。由此可知,(,),图,4,答案,BD,3.(,2017,辽宁省三校高三第三次调研考试试题,),如图,5,所示，矩形区域,PQNM,内存在平行于纸面的匀强电场，一质量为,m,2.0,10,11,kg,、电荷量为,q,1.0,10,5,C,的带正电粒子,(,重力不计,),从,a,点以,v,1,1,10,4,m/s,的初速度垂直于,PQ,进入电场，最终从,MN,边界的,b,点以与水平边界,MN,成,30,角斜向右上方的方向射出，射出电场时的速度,v,2,2,10,4,m/s,，已知,MP,20 cm,、,MN,80 cm,，取,a,点电势为零，如果以,a,点为坐标原点,O,，沿,PQ,方向建立,x,轴，则粒子从,a,点运动到,b,点的过程中，电场的电场强度,E,、电势,、粒子的速度,v,、电势能,E,p,随,x,的变化图象正确的是,(,),图,5,答案,D,4.,(,多选,),(,2017,衡水检测,),如图,6,所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管,(,正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路,),连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的,P,点且处于静止状态。下列说法正确的是,(,),图,6,A.,减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且,P,点的电势会降低,B.,将上极板下移，则,P,点的电势不变,C.,将下极板下移，则,P,点的电势升高,D.,无论哪个极板上移还是下移，带电油滴都不可能向下运动,答案,CD,归纳总结,电场性质的,“,三个判断,”,磁场的基本性质,【真题示例,1,】,(2017,全国卷,，,18),如图,7,，在磁感应强度大小为,B,0,的匀强磁场中，两长直导线,P,和,Q,垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为,l,。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流,I,时，纸面内与两导线距离均为,l,的,a,点处的磁感应强度为零，如果让,P,中的电流反向、其他条件不变，则,a,点处磁感应强度的大小为,(,),图,7,答案,C,【真题示例,2,】,(,多选,),(2017,全国卷,，,19),如图,8,，三根相互平行的固定长直导线,L,1,、,L,2,和,L,3,两两等距，均通有电流,I,，,L,1,中电流方向与,L,2,中的相同，与,L,3,中的相反。下列说法正确的是,(,),图,8,答案,BC,【真题示例,3,】,(,多选,),(2017,全国卷,，,21),某同学自制的简易电动机示意图如图,9,所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将,(,),图,9,A.,左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,B.,左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,C.,左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉,D.,左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉,解析,若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项,A,正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项,B,错误；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项,C,错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项,D,正确。,答案,AD,真题感悟,1,.,高考考查特点,(1),本考点高考重在考查磁场的基本性质，掌握常见磁感线的形状及特点、磁场的叠加，电流磁场的判断、安培力、洛伦兹力大小的影响因素及安培力、洛伦兹力方向的判断是突破本考点的前提。,(2),注重与生活、科技等相结合。如,2017,年卷,第,21,题以单相直流电动机制作原理作为选择题的压轴。,2,.,常见误区及临考提醒,(1),常见磁体磁场分布规律不清楚。,(2),电流磁场的判断方法及安培力,(,洛伦兹力,),方向的判断方法混淆。,预测,1,安培定则的应用及磁场叠加,预测,2,安培力作用下导体的运动,1.,已知长直通电导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与电流成正比，与该点到导线的距离成反比。如图,10,所示，,4,根电流相等的长直通电导线,a,、,b,、,c,、,d,平行放置，它们的横截面的连线构成一个正方形，,O,为正方形中心，,a,、,b,、,c,中电流方向垂直纸面向里，,d,中电流方向垂直纸面向外，则,a,、,b,、,c,、,d,长直通电导线在,O,点产生的合磁场的磁感应强度,B,(,),图,10,解析,由安培定则可知，,a,、,c,中电流方向相同，两导线在,O,处产生的磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，合矢量为零；,b,、,d,两导线中电流方向相反，由安培定则可知，两导线在,O,处产生的磁场的磁感应强度方向均由,c,指向,a,，故,D,选项正确。,A.,大小为零,B.,大小不为零，方向由,O,指向,d,C.,大小不为零，方向由,O,指向,c,D.,大小不为零，方向由,O,指向,a,答案,D,2.,如图,11,所示，光滑平行金属导轨电阻不计，左端接有一直流电源和一定值电阻，固定在水平面内，两条通有大小相等方向相反的恒定电流的长直绝缘导线垂直导轨放置，一导体棒与导轨垂直且接触良好。由导轨上的,M,点静止释放，,M,、,N,两点到左右两直导线距离相等，下列关于导体棒在两直导线之间的运动及受力说法正确的是,(,),图,11,A.,导体棒在,M,、,N,之间做往复运动,B.,导体棒一直向右做匀加速直线运动,C.,导体棒所受安培力先向右后向左，且是先增大后减小,D.,导体棒所受安培力一直向右，且先减小后增大,答案,D,解析,根据安培定则可知，两直导线电流在二者之间的区域内的磁场都是垂直导轨平面向下，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向一定向右，则选项,A,、,C,错误；根据直线电流磁场的性质可知，离直线电流越远磁感应强度越小，根据磁场叠加可知导轨内的磁场从,M,到,N,是先减小后增大的，则安培力也一定是先减小后增大的，选项,B,错误，,D,正确。,