【名師伴你行】2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)考前知識(shí)回扣：電場(chǎng)與磁場(chǎng)

回扣三電場(chǎng)與磁場(chǎng)一、靜電場(chǎng)[核心學(xué)問判]說明：以下物理概念、規(guī)律的敘述中，正確的在后面的括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”.1．電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的摸索電荷所受的電場(chǎng)力跟它的電荷量的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即E＝eq\f(F,q)，E為矢量．()2．電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?)3．電荷在電場(chǎng)中具有勢(shì)能，叫做電勢(shì)能，電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功，是標(biāo)量，具有相對(duì)性．()4．電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)，即φ＝eq\f(Ep,q)，是個(gè)標(biāo)量．()5．電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫電勢(shì)差，也叫電壓，即UAB＝φA－φB或UAB＝eq\f(WAB,q)，是標(biāo)量．()6．電容器的電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷本事的物理量，其大小與兩極板間的電勢(shì)差成正比，與電容器所帶的電荷量成反比，即C＝eq\f(U,Q).()7．電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)生，也不能毀滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中總電荷數(shù)不變．()8．庫侖定律僅適用于真空中的點(diǎn)電荷．()9．勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系E＝eq\f(U,d)，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，它表明在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向每單位距離上的電勢(shì)差．()10．平行板電容器的電容的打算式：C＝eq\f(4πkS,εrd).()11.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律，如圖所示．①在垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向上，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)：vx＝v0，x＝v0t②在平行于場(chǎng)強(qiáng)方向上粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：a＝eq\f(qE,m)，vy＝eq\f(qE,m)t，y＝eq\f(1,2)eq\f(qE,m)t2③離開電場(chǎng)時(shí)，粒子在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝eq\f(L,v0)沿電場(chǎng)力方向上的位移(偏移量)為y＝eq\f(UqL2,2mv\o\al(2,0)d)偏轉(zhuǎn)角為φ，tanφ＝eq\f(UqL,mv\o\al(2,0)d)()答案：1.√2.√3.√4.√5.√6.×(訂正：電容器所帶的電荷量與兩極板間的電勢(shì)差的比值叫電容，即C＝eq\f(Q,U))7.√8.√9.√10.×(訂正：C＝eq\f(εrS,4πkd))11.√[思考點(diǎn)拓展]說明：下列問題的解答中有兩個(gè)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)找出，說明錯(cuò)因并改正.想一想——易混的問題1．假如在某空間同時(shí)存在幾個(gè)場(chǎng)源電荷，如何確定某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)？答：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量．空間某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和．電勢(shì)是標(biāo)量，空間某一點(diǎn)的電勢(shì)，在零電勢(shì)點(diǎn)確定后，等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生電勢(shì)的代數(shù)和．2．電場(chǎng)線是如何描述電場(chǎng)性質(zhì)的？答：(1)電場(chǎng)線每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向．(2)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線越稀疏的地方，場(chǎng)強(qiáng)越小．(3)沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來越低．3．粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在什么條件下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合？答：任何狀況下都重合，由于電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡．議一議——易錯(cuò)的問題4．電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差都是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，二者的關(guān)系如何？答：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中二者的關(guān)系(1)大小關(guān)系：E＝eq\f(UAB,d)，其中d為A、B兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向間的距離．(2)方向關(guān)系：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向．5．帶電粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向、場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系如何？答：(1)帶電粒子軌跡的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處粒子速度的方向．(2)帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向肯定指向軌跡曲線凹的一側(cè)，依據(jù)電荷性質(zhì)可確定場(chǎng)強(qiáng)方向(與電場(chǎng)力方向相同或相反)．(3)運(yùn)動(dòng)軌跡肯定夾在速度方向與電場(chǎng)力方向之間．(4)依據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向之間的夾角確定電場(chǎng)力做功的狀況(正、負(fù)功)．6．帶電荷量肯定的平行板電容器，當(dāng)只增加兩板之間的距離時(shí)，兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度如何轉(zhuǎn)變？答：變小．7．應(yīng)用力學(xué)中的哪些觀點(diǎn)和思路處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題？答：(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)是指用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式來解決實(shí)際問題，一般有兩種狀況：①帶電體的初速度方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線共線，帶電體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．②帶電體的初速度方向與電場(chǎng)線垂直，帶電體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))．(2)功能觀點(diǎn)功能觀點(diǎn)是指用動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來解決實(shí)際問題，特殊適用于非勻變速運(yùn)動(dòng)問題．①若用動(dòng)能定理，則要分清有多少個(gè)力做功，是正功還是負(fù)功，合功是多少，同時(shí)要明確初、末狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能的增量；②若用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，則要分清帶電體在運(yùn)動(dòng)過程中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是削減的．錯(cuò)誤題號(hào)錯(cuò)因改正答案：錯(cuò)誤題號(hào)錯(cuò)因改正3未理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和電場(chǎng)線的性質(zhì)只有當(dāng)電場(chǎng)線為直線，點(diǎn)電荷初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向全都，且只受電場(chǎng)力作用時(shí)，點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才會(huì)與電場(chǎng)線重合，就是說點(diǎn)電荷在這種條件下才會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤題號(hào)錯(cuò)因改正6未抓住平行板電容器的電容各物理量之間的制約關(guān)系由C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)和E＝eq\f(U,d)得E＝eq\f(4πk,εr)·eq\f(Q,S)，則E與d無關(guān)，即E大小不變讀一讀——易記的訣謠帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子入電場(chǎng)，加速偏轉(zhuǎn)看方向，動(dòng)能定理要抓住，平拋規(guī)律不能忘．二、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[核心學(xué)問判]說明：以下物理概念、規(guī)律的敘述中，正確的在后面的括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”.1．磁感應(yīng)強(qiáng)度：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值，叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B＝eq\f(F,IL).磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)自身性質(zhì)打算的，是矢量，其方向就是磁場(chǎng)的方向．()2．磁感線：磁感線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；磁感線的密疏表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；磁感線是閉合曲線，在磁鐵外部由N極指向S極，在磁鐵內(nèi)部由S極指向N極．任意兩條磁感線都不相交．()3．電流的磁效應(yīng)：人們利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象．()4．安培力：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，F(xiàn)＝BILsinα，式中α是電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角，L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度．閉合通電線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力的矢量和為零．()5．洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，F(xiàn)＝qvB(條件v⊥B)．()6．推斷電流磁場(chǎng)的安培定則(1)對(duì)于通電直導(dǎo)線，用右手握住直導(dǎo)線，大拇指指向電流方向，彎曲的四指所指的方向就是直線電流四周磁感線環(huán)繞的方向．()(2)對(duì)于通電螺線管，用右手握住螺線管，彎曲的四指指向電流環(huán)繞方向，右手大拇指指向螺線管中心軸線上磁感線的方向(螺線管的N極)．()(3)對(duì)于環(huán)形電流，讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向全都，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向．()7．推斷磁場(chǎng)力方向的左手定則(1)安培力：F＝BILsinθ方向的推斷左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．()(2)洛倫茲力：F＝qvB方向的推斷用左手定則推斷：四指必需指向電流方向(不是速度方向)即正電荷定向移動(dòng)的方向，對(duì)負(fù)電荷，四指應(yīng)指向負(fù)電荷定向移動(dòng)方向的反方向．()8．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)若速度v∥B時(shí)，則洛倫茲力F＝0，帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．()(2)若速度v⊥B時(shí)，洛倫茲力供應(yīng)向心力，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，qvB＝eq\f(mv2,r)，軌道半徑r＝eq\f(mv,qB)，運(yùn)動(dòng)周期T＝eq\f(2πm,qB).()答案：1.√2.√3.×(訂正：電流的四周產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng))4.√5.√6.(1)√(2)√(3)√7.(1)√(2)√8.(1)√(2)√[思考點(diǎn)拓展]說明：下列問題的解答中有一個(gè)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)找出，說明錯(cuò)因并改正.想一想——易混的問題1．不計(jì)重力的帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中將做何種運(yùn)動(dòng)？常用的計(jì)算公式有哪些？答：不計(jì)重力的帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力供應(yīng)向心力，即qvB＝eq\f(mv2,r)，得軌道半徑計(jì)算公式r＝eq\f(mv,qB)，運(yùn)動(dòng)周期公式T＝eq\f(2πm,qB).2．不計(jì)重力的帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如何確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心？答：(1)若已知粒子軌跡上的兩點(diǎn)的速度方向，依據(jù)F⊥v，分別確定兩點(diǎn)處的洛倫茲力F的方向，其交點(diǎn)(或延長(zhǎng)線的交點(diǎn))，即為圓心．(2)若已知粒子軌跡上的兩點(diǎn)和其中一點(diǎn)的速度方向，畫出粒子軌跡上的兩點(diǎn)連線(即過這兩點(diǎn)的圓的弦)，作它的中垂線，并畫出已知點(diǎn)v的垂線，則中垂線與垂線的交點(diǎn)即為圓心．(3)若已知粒子軌跡上的兩點(diǎn)并能求出半徑R，連接粒子軌跡上的兩點(diǎn)，并作連線的中垂線，從連線的端點(diǎn)到中垂線上距離為R的點(diǎn)即為圓心．(4)若已知粒子的入射方向和出射方向，且能求得粒子的軌道半徑R，但不知粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，延長(zhǎng)粒子的兩速度方向所在的直線，作兩直線夾角的角平分線，在角平分線上找到距兩直線的距離為R的點(diǎn)，即為圓心．(5)若粒子沿圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)半徑方向垂直磁場(chǎng)射入，偏轉(zhuǎn)后離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線肯定經(jīng)過圓形磁場(chǎng)的圓心．3．如何確定帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r?答：(1)應(yīng)用幾何學(xué)問求半徑，畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，構(gòu)造幾何關(guān)系，應(yīng)用勾股定理或三角函數(shù)關(guān)系求半徑．(2)應(yīng)用物理規(guī)律求半徑，即r＝eq\f(mv,qB).議一議——易錯(cuò)的問題4．如何求粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間？答：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定，利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360°計(jì)算出圓心角θ的大小，由公式t＝eq\f(θ,360°)T可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間．有時(shí)也用弧長(zhǎng)與線速度的比t＝eq\f(l,v).5．正常工作的回旋加速器里的電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子分別起什么作用？答：電場(chǎng)把握帶電粒子在D形盒里做圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)對(duì)粒子加速．6．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的形式有哪幾種？答：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子所受的合外力及初速度．①當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)(如速度選擇器)．②當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向，洛倫茲力供應(yīng)向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．③當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，由于帶電粒子可能連續(xù)通過幾個(gè)狀況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)，因此粒子的運(yùn)動(dòng)狀況也發(fā)生相應(yīng)的變化，其運(yùn)動(dòng)過程可能由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成．7．利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)都能使帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，二者的主要區(qū)分是什么？答：“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的區(qū)分：垂直進(jìn)入磁場(chǎng)(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入電場(chǎng)(電偏轉(zhuǎn))情景圖受力FB＝qv0B大小不變，方向總指向圓心，方向變化，F(xiàn)B為變力FE＝qE，F(xiàn)E大小、方向均不變，為恒力垂直進(jìn)入磁場(chǎng)(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入電場(chǎng)(電偏轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)規(guī)律勻速圓周運(yùn)動(dòng)r＝eq\f(mv0,Bq)，T＝eq\f(2πm,Bq)類平拋運(yùn)動(dòng)vx＝v0，vy＝eq\f(Eq,m)tx＝v0t，y＝eq\f(Eq,2m)t2運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(θ,2π)T＝eq\f(θm,Bq)t＝eq\f(L,v0)，具有等時(shí)性動(dòng)能不變變化偏