1、洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 1第 7 讲 电场与磁场总结一、知识点思维导图电场电荷间的相互作用 库仑定律：公式，适用条件 基本电荷：e =1.610-19C 电场力的性质 定义式：E =F/q 决定式 E=kQ/r2 点电荷 E=U/d 匀强电场 电场线 形象描述电场(假设的)不闭合不相交 疏密表示强弱 切向表示方向 电场能的性质 定义式：U= /q 电场力做功 Wab=qUab W=- 等势面：与电场线垂直 电场的作用 对带电粒子 加速：qU=E K 偏转：类平抛运动 磁场 产生 永磁体 通电导线 大小磁感应强度 大小：B =F/Il(BI) 方向：小磁针北极指向 描述磁感线 假想的
2、、闭合的曲线 切线的方向表示磁场的方向 疏密程度表示磁场的强弱 相互作用 对通电导线安培力 大小：F =BIl(BI ) 方向：左手定则确定 磁通量：F =BS二、能力目标训练题例 1 把一个带正电的金属球 A 跟同样的但不带电的金属球 B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 2质上看是因为：（ ）A、A 球的正电荷移到 B 球上 B、B 球的负电荷移到 A 球上C、A 球的负电荷移到 B 球上 D、B 球的正电荷移到 A 球上 例 2 设月球表面均匀带负电，一电子粉尘悬浮在距月球表面 1000km 的地方不动；又若将同样的电子粉尘带到距月球表面 2000km
3、 的地方，相对月球无初速释放，则此电子粉尘( )A、向月球下落 B、仍在原处悬浮 C、推向太空 D、无法判断例 3 甲、乙两个带有同种电荷的小球，套在固定着的光滑绝缘的圆弧杆上，处于平衡状态，已知甲离最低点较近些，则下列说法中正确的是( )A、甲球带电量一定大于乙球带电量 B、甲球的荷质比一定大于乙球的荷质比C、甲球质量一定大于乙球质量 D、甲球质量一定小于乙球质量 例 4 （多选）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球 A、B 分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力 F 作用于小球，则两球静止于图示位置，如果将小球 B 向左推动少
4、许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比( )A、推力 F 将增大 B、竖直墙面对小球 A 的弹力减小 C、地面对小球 B 的弹力一定不变 D、两个小球之间的距离增大 例 5 如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为 m、电量均为+Q 的物体 A 和 B(A、B 均可视为质点)，它们间的距离为 r，与水平面间的动摩擦因数均为 m，求：(1)A 受到的摩擦力；(2)如果将 A 的电量增至+4 Q，则两物体将开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B 各运动了多远的距离? 例 6 关于电场线，下列说法中，正确的是(只考虑电场) （ ）A、电场线上任一点的切线方向就是点电荷在该点
5、运动的方向B、电场线上任一点的切线方向就是正电荷在该点的加速度方向C、电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方是匀强电场D、只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场方向运动 例 7 （多选）如图所示。一电场的电场线分布关于 y 轴(沿竖直方向 )对称，O、M、N 是 y 轴上的三个点，且 OM=MN，P 点在 y 轴的右侧，MPON，则( )A、M 点的电势比 P 点的电势高B、将负电荷由 O 点移动到 P 点，电场力做正功C、M、N 两点间的电势差大于 O、M 两点间的电势差D、在 O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿 y 轴做直线运动O乙甲洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 3例
6、 8 图所示为各静电场中电场线的分布图，其中不可能的是图( )例 9 如图所示，A、B 为带等量异种电荷的两个点电荷电荷电量都是 Q，相距为 L，电场中的 P 点与两个点电荷的距离相等，PB 与 AB 夹角为 450，则 P 点的电场强度大小为_，并在图上画出 P 点电场的方向。例 10 ab 是长为 l 的均匀带电绝缘细杆， P1、P 2 是位于 ab 所在直线上的两点，位置如图所示。ab 上电荷产生的静电场在 P1 处的场强大小为 E1，在 P2 处的场强大小为 E2。则 P1、P 2 处电场强度方向_( 填相同或相反)。若将绝缘细杆的右边 l/2 截掉并移走( 左边 l/2 电量、位置不
7、变)，则 P2 处的场强大小为 _。 例 11 两个带电量均为+q 的小球，质量均为 m，固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架 OAB 的两个端点 A、B 上，另一端点用光滑铰链固定在 O 点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动。直角三角形的直角边长为 L。(1)若施加竖直向上的匀强电场 E1，使框架 OB 边水平、OA 边竖直并保持静止状态，则电场强度 E1 多大？在此电场中，此框架能否停止在竖直平面内任意位置？(2)若改变匀强电场的大小和方向( 电场仍与框架面平行)，为使框架的 OB 边水平、OA 边竖直(A 在 O的正下方)，则所需施加的匀强电场的场强 E2 至少多大？方向
8、如何？ (3)若施加竖直向上的匀强电场 E3=2mg/q ，并将 A 球的带电量改为-q，其余条件不变，试找出框架所有可能的平衡位置，求出 OA 边与竖直方向的夹角 q，并画出所对应的示意图。例 12（多选）一带电粒子射入一固定的点电荷 Q 的电场中，沿图中虚线由 a 点运动到 b 点，a、b两点到点电荷 Q 的距离分别为 ra和 rb，且 rarb，若粒子只受电场力，则在这一过程中：（ ）A、电场力对粒子做负功 B、粒子在 b 点的电势能小于在 a 点的电势能C、粒子在 b 点的动能小于在 a 点的动能 D、粒子在 b 点的加速度小于 a 点时的加速度 例 13（多选）如图所示，在 x 轴上
9、关于原点 O 对称的两点固定放置等量异种点电荷 +Q 和-Q，x 轴上的 P 点位于- Q 的右侧。下列判断正确的是( )A、在 x 轴上还有一点与 P 点电场强度相同B、在 x 轴上还有两点与 P 点电场强度相同洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 4C、若将一试探电荷+ q 从 P 点移至 O 点，电势能增大D、若将一试探电荷+q 从 P 点移至 O 点，电势能减小例 14 如图所示，两个相同的带等量正电的圆环正对放置，电荷均匀分布。O 1O2 为两圆心的连线，P 为 O1O2 的中点。一质量为 m、带电量为- q 的点电荷以初速度 v0 从 O1 点沿 O1O2 方向射出，恰能到达 P 点
10、。不计重力，则点电荷-q 克服电场力做的功为 _。若将-q换成+q，质量不变，仍以初速度 v0 从 O1 点沿 O1O2 方向射出，则点电荷+q 到达 P 点时的速度大小为_。例 15 一匀强电场，场强方向是水平的(如图) ，一个质量为 m 的带正电的小球，从 O 点出发，初速度的大小为 v0，在电场力与重力作用下，恰能沿与场强的反方向成 角的直线运动。求小球运动最高点时其电势能与在 O 点的电势能之差。例 16 如图，正点荷 Q1、 Q2 分别置于相距 L 的 A、B 两点上，两电荷的电量关系满足 Q2=4Q1。(1)这两点电荷形成的电场中，场强为零的地方共有几处? A、1 处 B、2 处
11、C、3 处 D、许多处(2)现设想有一正检验电荷由距 A 点很近处沿 AB 连线向 B 点附近移动，则开始阶段电场力对检验电荷做正功，以后电场力对检验电荷做负功，而电场力对电荷做正功，电荷电势能会减小；相反，电场力对电荷做负功，则电荷电势能会增加，据此，可以求出 AB 连线上电势最低点 C，C 距 A 点_L。(3)现另以 AB 为直径作一半圆，试求在此半圆上电势最低点的位置 P。例 17 如图甲所示，两块平行金属大平板 A、B，板间的距离为 d，在两板间加上电压 U，并以接地点为电势零点。现将正电荷逆着电场线方向由 A 板缓慢移到 B 板，若移动过程中该正电荷到 A 板的距离为 x，则其电势
12、能和 x 的关系图线为下图中的( ) A B CO O O Od dd dx x x x例 18 如图所示，a、b、c 是匀强电场中三个点，各点的电势依次为 10V、2V 、6V；三点在同一平面上。在图中画出场强方向，并说明作图依据。洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 5例 19 如图，光滑绝缘的水平地面上，相隔 2L 的 A、B 两点固定有两个电量均为 Q 的正点电荷，a、O、b 是 AB 连线上的三点，且 O 为中点，Oa=Ob=L/2，一质量为 m、电量为 q 的点电荷以初速度 v0 从 a 点出发沿 AB 连线向 B 运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，但速度为 0 时，阻力
13、为 0，当它运动到 O 点时，动能为初动能的 n 倍，到 b 点刚好速度为 0，然后返回往复运动，直至最后静止，已知静电力恒量为 k，设 O 处电势为 0。求：(1)a 点的场强和电势。(2)电荷在电场中运动的总路程。例 20 如图所示，真空中两点电荷+q 和- q 以共同的角速度绕轴 OO/匀速转动，P 点离+q 较近，则P 点磁感强度 B( )A、方向沿 O/O 向上 B、方向沿 OO/向下 C、方向从+q 指向- q D、大小为零例 21 赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为： A、正南 B、正东 C、正西 D、
14、正北 例 22 如图所示，P、Q 是平行于螺线管轴线放置在螺线管中的可以自由移动的两根软铁棒，当电键闭合时，两根软铁棒( )A、静止在原来的位置不动 B、相互吸引 C、相互排斥 D、相互吸引在一起以后转动 例 23 如图，在倾角为 =300 的光滑斜面上，与斜面底边平行放一根长为 L、质量为 m 的直导线，导线中通入如图所示方向的大小为 I 的电流，欲使导线静止在斜面上，应外加一个范围足够大的匀强磁场，则所加磁场的磁感应强度 B 的大小和方向可能为( )A、mg/2IL，方向一定 B、mg/ IL，方向一定C、垂直于斜面向下，大小合适 D、水平向左，大小合适 例 24 如图所示，一根长为 3L
15、，质量为 m 的导体棒折成直角，且 ab=2bc，c 端可绕水平轴自由转动，a 端用绝缘细线挂一个质量为 m 的物体。空间存在着垂直导体棒平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为 B。当导体棒中通有电流时，它恰好静止在图示位置(ab 水平) ，那么导体棒中的电流方向是_，电流大小为_(不计导体棒中电流产生的磁场) 。洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 6例 25 通电直导线置于粗糙绝缘水平桌面上，开始时，在水平桌面上方有斜向上与竖直方向成 300 的磁场，如图所示，当磁场方向在竖直平面内缓慢顺时针转动 300 的过程中，通电导线始终沿水平向右匀速运动，则 B 的大小变化应是_或_。例 26 如图所
16、示，是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一个长方体容器内部高为 L、厚为 d，左右两侧等高处装有两根完全相同的开口向上的管子 a 和 b，上下两侧装有电极 c 和 d，并经过开关S 与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为 。将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关 S 断开时，竖直管子 a、b 中的液面高度相同；当开关 S 闭合时，竖直管子 a、b 中的液面将出现高度差。(1)试分析当开关 S 闭合后，a、b 管中的液面将出现高度差的原因。并回答哪根管子中的液面高。(2)当开关 S 闭合时，电路中电流表的读数为 I，a、b 两管中的液面高度差为 h，则磁感应强度 B 的表达式如何?(3)若用此装置测量磁感应强度 B 时，为了提高测量的灵敏度，请分析电流强度为 I，液体的密度为 ，容器的厚度 d 为应满足的条件。
