《电场与磁场的理解.docVIP

专题定位　本专题主要是综合应用动力学方法和功能关系解决带电粒子在电场和磁场中的运动问题．这部分的题目覆盖的内容多，物理过程多，且情景复杂，综合性强，常作为理综试卷的压轴题．高考对本专题考查的重点有以下几个方面：①对电场力的性质和能的性质的理解；②带电粒子在电场中的加速和偏转问题；③带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题；④带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动问题；⑤带电粒子在电场和磁场的叠加场中的运动问题；⑥带电粒子在电场和磁场中运动的临界问题． 应考策略　针对本专题的特点，应“抓住两条主线、明确两类运动、运用两种方法”解决有关问题．两条主线是指电场力的性质(物理量——电场强度)和能的性质(物理量——电势和电势能)；两类运动是指类平抛运动和匀速圆周运动；两种方法是指动力学方法和功能关系． 电场与磁场的理解 1． 对电场强度的三个公式的理解 (1)E＝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＝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＝. (2)电势差与电场力做功：UAB＝＝φA－φB. (3)电场力做功与电势能的变化：W＝－ΔEp. 3． 等势面与电场线的关系 (1)电场线总是与等势面垂直，且从高电势的等势面指向低电势的等势面． (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． 带电粒子在磁场中的受力情况 (1)磁场只对运动电荷有力的作用，对静止电荷无力的作用．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＝qvBsin θ，注意：θ为v与B的夹角．F的方向仍由左手定则判定，但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向． 5． 洛伦兹力做功的特点 由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，但洛伦兹力的分力可以做功． 1． 本部分内容的主要研究方法有：(1)理想化模型．如点电荷、电场线、等势面；(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． 2． 静电力做功的求解方法：(1)由功的定义式W＝Flcos α来求；(2)利用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来求，即W＝－ΔE；(3)利用WAB＝qUAB来求． 3． 研究带电粒子在电场中的曲线运动时，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，类平抛运动的末速度就是匀速圆周运动的线速度． 题型1　对电场性质的理解 例1　(2013·江苏·6)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图1所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则(　　) 图1 A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大 D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功 解析　根据题图中电场线的疏密可知a点场强比b点的大，A项正确；由电场线的方向可知a点电势比b点的高，则B项正确；由电场力做功和电势能变化关系可判断C项错误，D项正确． 答案　ABD 以题说法　1.在点电荷形成的电场中，通常利用电场线和等势面的两个关系分析电场的性质：一是二者一定处处垂直；二是电场线密的地方，等势面也密，且电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面． 2．在分析电场性质时，要特别注意应用点电荷形成电场的对称性来分析电场的性质． 　如图2所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称．已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是(　　) 图2 A．a点的电势高于c点的电势 B．a点的场强与c点的场强完全相同 C．M点处放置的是正电荷 D．若将带正电的试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功 答案　D 解析　带正电的试探电荷由a点移动到c点，电势能增大，电场力做负功，是逆着电场线运动，因此M处电荷应为负电荷，选项C错误；等量异种点电荷周围电场线的分布如图所示，由于沿着电场线方向电势降低，可知a点电势低于c点电势，选项A错误；a点和c点场强大小相等、方向不同，选项B错误；将带正电的试探电荷沿直线由a