浙江高考物理復(fù)習(xí)專題三電場和磁場第1講電場和磁場性質(zhì)的理解課件.pptx

1、第1講 電場和磁場性質(zhì)的理解,專題三 電場和磁場,內(nèi)容索引,考點(diǎn)一 電場基本性質(zhì)的理解,考點(diǎn)二 磁場及其對(duì)電流的作用,考點(diǎn)三 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),考點(diǎn)四 磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,電場基本性質(zhì)的理解,考點(diǎn)一,1.電場強(qiáng)度、電勢、電勢能的判斷方法 (1)電場強(qiáng)度 根據(jù)電場線的疏密程度進(jìn)行判斷；,1 基礎(chǔ)知識(shí)梳理,(2)電勢 沿電場線方向電勢逐漸降低；,(3)電勢能 電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增大； 正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢高的地方電勢能小. 2.帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡問題的分析方法 (1)某點(diǎn)速度方向即為該點(diǎn)軌跡的切線方向； (2)從軌跡的彎曲方向判斷受力

2、方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)； (3)結(jié)合軌跡、速度方向與電場力的方向，確定電場力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等.,1.庫侖定律(2018浙江4月選考6)真空中兩個(gè)完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點(diǎn)電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F.用一個(gè)不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時(shí)A、B球間的靜電力為,答案,2 基本題目訓(xùn)練,1,2,3,4,5,解析,1,2,3,4,5,2.電容器(2018溫州市六校期末)目前，指紋鎖已普遍用于智能機(jī)、門卡等，其中有一類指紋鎖的主要元件為電容式傳感器，其原理是手指貼上傳感

3、器時(shí)，皮膚表面會(huì)和傳感器上許許多多相同面積的小極板一一匹配成平行板電容器，每個(gè)小電容器的電容值僅取決于傳感器上的極板到對(duì)應(yīng)指紋表面的距離.在此過程中外接電源將為所有電容器充到,一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的電壓值，然后開始用標(biāo)準(zhǔn)電流放電，再采集各電容器放電的相關(guān)信息與原儲(chǔ)存的指紋信息進(jìn)行匹配，如圖1所示.下列說法正確的是 A.濕的手不會(huì)影響指紋解鎖 B.極板與指紋嵴(凸起部分)構(gòu)成的電容器電容小 C.極板與指紋溝(凹的部分)構(gòu)成的電容器充上的電荷較多 D.極板與指紋溝(凹的部分)構(gòu)成的電容器放電時(shí)間較短,圖1,1,2,3,4,5,答案,3.電場強(qiáng)度和電勢差如圖2所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R0

4、.1 m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E100 V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢差可表示為 A.UOP10sin (V) B.UOP10sin (V) C.UOP10cos (V) D.UOP10cos (V),答案,解析,圖2,1,2,3,4,5,解析 由題圖可知?jiǎng)驈?qiáng)電場的方向是沿y軸負(fù)方向的.沿著電場線的方向電勢是降低的，所以P點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢，O、P兩點(diǎn)的電勢差UOP為負(fù)值.根據(jù)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系UOPEdERsin 10sin (V)，所以A正確.,1,2,3,4,5,4.電場強(qiáng)度、電勢、電勢能(2018嘉興市期末

5、)一對(duì)等量異種點(diǎn)電荷電場的電場線(實(shí)線)和等勢線(虛線)分布如圖3所示，則下列說法正確的是 A.A點(diǎn)場強(qiáng)EA大于B點(diǎn)場強(qiáng)EB B.A點(diǎn)電勢A高于B點(diǎn)電勢B C.某一點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢能 EpA一定大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢能EpB D.將某一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，路徑 不同，電場力做功也不同,圖3,答案,1,2,3,4,5,5.電場線和運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示，實(shí)線為三條未知方向的電場線，從電場中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場力作用)，則 A.a一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B.電場力對(duì)a做正功，a的電勢能減小， 電場力對(duì)b做負(fù)功，b的電勢能增大 C

6、.a的速度將減小，b的動(dòng)能將增大 D.a的加速度減小，b的加速度將增大,解析,圖4,答案,1,2,3,4,5,解析 電場線的方向未知，所以粒子帶電性質(zhì)不確定；從題圖中軌跡變化來看電場力都做正功，動(dòng)能都增大，兩帶電粒子電勢能都減小，所以選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤； 電場線密的地方電場強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場強(qiáng)度小，所以a受力減小，加速度減小，b受力增大，加速度增大，所以選項(xiàng)D正確.,1,2,3,4,5,磁場及其對(duì)電流的作用,考點(diǎn)二,1.求解有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)鍵 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場本身決定的； (2)B 只適用于通電導(dǎo)線垂直于磁場； (3)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和(滿足平行四邊形

7、定則). 2.求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的思路 (1)選取通電導(dǎo)體棒為對(duì)象； (2)受力分析，畫受力分析圖，用左手定則判斷安培力的方向； (3)根據(jù)力的平衡條件列方程.,例1 (2018浙江4月選考12)在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖5所示.有一種探測的方法是，首先給金屬長直管通上電流，再用可以測量磁場強(qiáng),圖5,弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁場最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為a；在a點(diǎn)附近的地面上，找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線EF；在地面上過a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45的b、c兩點(diǎn)，測得b、c兩點(diǎn)距

8、離為L.由此可確定金屬管線,A.平行于EF，深度為 B.平行于EF，深度為L C.垂直于EF，深度為 D.垂直于EF，深度為L,答案,解析,解析 畫出垂直于金屬管線方向的截面，可知磁場最強(qiáng)的點(diǎn)a即為地面距離管線最近的點(diǎn)，作出b、c兩點(diǎn)的位置，由題意可知EF過a點(diǎn)垂直于紙面，所以金屬管線與EF平行，根據(jù)幾何關(guān)系得深度為 .,6.(2018浙江4月選考7)處于磁場B中的矩形金屬線框可繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線框中通過電流I時(shí)，如圖6所示，此時(shí)線框左右兩邊受安培力F的方向正確的是,答案,圖6,解析,解析 利用左手定則，四指指向電流方向，磁感線穿過掌心，大拇指所指的方向就是受力方向，因此選D.,解析 在勻強(qiáng)磁

9、場中，當(dāng)電流方向與磁場垂直時(shí)所受安培力為：FBIL，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線長度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過原點(diǎn)的直線，故C正確.,7.(2018牌頭中學(xué)期中)在磁場中的同一位置放置一根短直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直.先后在導(dǎo)線中通以不同的電流，導(dǎo)線受到的磁場力也不同，下列表示導(dǎo)線受到的磁場力F與其電流I的關(guān)系圖象(a、b各代表一組F、I的數(shù)據(jù))正確的是,答案,解析,8.(2018臺(tái)州市外國語學(xué)校期末)如圖7所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與導(dǎo)體棒ab相連，彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直導(dǎo)軌平

10、面斜向上的勻強(qiáng)磁場，磁感,圖7,應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)棒通以方向由a到b、大小為I的電流時(shí)，棒處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)彈簧伸長量為x1；保持電流 大小不變，使棒中電流反向，則棒平衡時(shí)下列說法正確的是,答案,解析,解析 當(dāng)棒通以方向由a到b、大小為I的電流時(shí)，由左手定則可知，棒受到的安培力沿導(dǎo)軌斜向上，大小為BIL，設(shè)導(dǎo)軌與水平面的夾角為，則由平衡條件得：mgsin BILkx1 當(dāng)保持電流大小不變，使棒中電流反向，由左手定則知，受到的安培力沿導(dǎo)軌斜向下，大小還是BIL 此時(shí)有mgsin BILkx 得x x1 彈力沿著斜面向上，則彈簧是伸長的，故選A.,帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),考點(diǎn)三,1.直線運(yùn)動(dòng)的兩種解

11、題思路 (1)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理帶電粒子的直線運(yùn)動(dòng) 帶電粒子沿與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，受到的電場力與速度方向在一條直線上，帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)帶電粒子的受力情況，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移、時(shí)間等. (2)用動(dòng)能定理(或動(dòng)量定理)處理帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動(dòng) 要注意受力分析、過程分析，另外，電場力做功與重力做功均與經(jīng)過的路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān).,2.偏轉(zhuǎn)問題的解題思路 (1)條件分析：不計(jì)重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用而做類平拋運(yùn)動(dòng). (2)運(yùn)動(dòng)分析：一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)分

12、解為沿電場力方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和垂直電場力方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng).,例2 (2018浙江4月選考11)一帶電粒子僅在電場力作用下從A點(diǎn)開始以v0做直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖8所示.粒子在t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，3t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，下列判斷正確的是 A.A、B、C三點(diǎn)的電勢關(guān)系為BAC B.A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系為ECEBEA C.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢能先增加 后減少 D.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功,答案,解析,圖8,解析 由題圖vt圖象知道帶電粒子在0t0時(shí)間內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增大； 在t03t0時(shí)間內(nèi)做反方向加速運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，電勢

13、能減小，所以C正確，D錯(cuò)誤； 因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ与娦?，本題中無法判斷電勢的高低，所以A錯(cuò)誤； 圖象中斜率表示帶電粒子的加速度，Eqma，可知A、B、C三點(diǎn)中EB最大，B錯(cuò)誤.,例3 如圖9甲為一對(duì)長度為L的平行金屬板，在兩板之間加上圖乙所示的電壓.現(xiàn)沿兩板的中軸線從左端向右端連續(xù)不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(重力不計(jì))，且所有粒子均能從平行金屬板的右端飛出，若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T，則粒子最大偏轉(zhuǎn)位移與最小偏轉(zhuǎn)位移的大小之比是 A.11 B.21 C.31 D.41,答案,解析,圖9,解析 粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T，在tnT時(shí)刻進(jìn)入的粒子的側(cè)移量最大，考慮豎直分運(yùn)動(dòng)，在前半

14、個(gè)周期是勻加速，后半個(gè)周期是勻速，,在前半個(gè)周期是靜止，后半個(gè)周期是勻加速，側(cè)移量最小，,故ymaxymin31，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.,9.如圖10所示是真空中A、B兩板間的勻強(qiáng)電場，一電子由A板無初速度釋放后運(yùn)動(dòng)到B板，設(shè)電子在前一半時(shí)間內(nèi)和后一半時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1和x2，則x1與x2之比為 A.11 B.12 C.13 D.14,圖10,答案,解析,解析 無初速度釋放后，電子在電場中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，電子在前一半時(shí)間內(nèi)和后一半時(shí)間內(nèi)的位移之比是13，選項(xiàng)C正確.,10.a、b兩離子從平行板電容器兩板間P處垂直電場入射，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1

15、1.若a、b的偏轉(zhuǎn)時(shí)間相同，則a、b一定相同的物理量是 A.比荷 B.入射速度 C.入射動(dòng)能 D.電荷量,答案,圖11,解析,水平方向位移關(guān)系是xaxb，水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間相等，故vavb，故B錯(cuò)誤； a、b兩離子初速度不同，質(zhì)量關(guān)系未知，無法確定初動(dòng)能大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤； a、b兩離子比荷相等，質(zhì)量關(guān)系未知，無法確定電荷量大小關(guān)系，故D錯(cuò)誤.,磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,考點(diǎn)四,1.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題“三步法” (1)畫軌跡：即確定圓心，畫出運(yùn)動(dòng)軌跡. (2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度的聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的聯(lián)系，在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與周期的聯(lián)系.

16、 (3)用規(guī)律：即牛頓運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式. 2.半徑的確定,方法二：由幾何關(guān)系求.一般由數(shù)學(xué)知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)通過計(jì)算來確定.,3.時(shí)間的確定,例4 如圖12所示，長方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，同一帶電粒子，以速率v1沿ab射入磁場區(qū)域，垂直于dc邊離開磁場區(qū)域，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1；以速率v2沿ab射入磁場區(qū)域，從bc邊離開磁場區(qū)域時(shí)與bc邊夾角為150，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2.不計(jì)粒子重力. 則t1t2是,答案,解析,圖12,解析 根據(jù)題意作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：,由幾何知識(shí)可知：90，60，,11.(多選)如圖13所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的邊界上，速度相同的兩帶電粒子A、B從O點(diǎn)射入磁場中，速度與磁場邊界的夾角為(60)，已知A粒子帶負(fù)電，B粒子帶正電，且A、B粒子的質(zhì)量之比為14，帶電荷量之比為12，不計(jì)粒子重力，下列說法中正確的是 A.A、B粒子的軌道半徑之比為21 B.A、B粒子回到邊界時(shí)，速度大小、方向都相同 C.A、B粒子回到邊界時(shí)的位置離O點(diǎn)的距離之比為21 D.A、B粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,圖13,答案,解析,據(jù)左手定則，A、B粒子的電性相反，偏轉(zhuǎn)方向相反，由于洛