2019年高考物理冲刺大二轮练习:考前知识回扣 考前第6天 Word版含解析.pdf
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1、考前第考前第 6 天 电场和磁场天 电场和磁场 回顾知识回顾知识 1库仑定律库仑定律 Fk(条件:真空中、点电荷条件:真空中、点电荷) Q1Q2 r2 2电场强度的表达式电场强度的表达式 (1)定义式:定义式:E (适用任何电场适用任何电场) F q (2)计算式:计算式:E(适用点电荷的电场适用点电荷的电场) kQ r2 (3)匀强电场中:匀强电场中:E (适用于匀强电场适用于匀强电场) U d 3电势差和电势的关系电势差和电势的关系 UABAB或或 UBABA 4电场力做功的计算电场力做功的计算 (1)普适:普适:WqU (2)匀强电场:匀强电场:WEdq 5电容的计算电容的计算 C (定
2、义式定义式) Q U Q U C(平行板电容器的决定式平行板电容器的决定式) S 4kd 6磁感应强度的定义式磁感应强度的定义式 B F IL 7安培力大小安培力大小 FBIL(B、I、L 相互垂直相互垂直) 8洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小 FqvB 9带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)洛伦兹力充当向心力,洛伦兹力充当向心力,qvBmr2mmr42mrf2 v2 r 42 T2 ma. (2)圆周运动的半径圆周运动的半径 r、周期、周期 T. mv qB 2m qB 10“速度选择器”“电磁流量计”“磁流体发电机”“霍尔效 应”的共同点: “速度选择器”“电磁流量计”
3、“磁流体发电机”“霍尔效 应”的共同点:qvBqEq . U d 回顾方法回顾方法 1带电粒子在电场中加速和偏转问题的分析方法带电粒子在电场中加速和偏转问题的分析方法 (1)带电粒子的加速带电粒子的加速 以初速度以初速度 v0射入电场中的带电粒子, 经电场力做功加速射入电场中的带电粒子, 经电场力做功加速(或减速或减速) 至至 v,由,由 qU mv2 mv 得得 v. 1 2 1 2 2 0 v2 02qU m 当当 v0很小或很小或 v00 时,上式简化为时,上式简化为 v . 2qU m (2)带电粒子的偏转带电粒子的偏转 以初速度以初速度 v0垂直场强方向射入匀强电场中的带电粒子,受恒
4、定 电场力作用,做类似平抛的匀变速曲线运动 垂直场强方向射入匀强电场中的带电粒子,受恒定 电场力作用,做类似平抛的匀变速曲线运动(如图所示如图所示) 加速度加速度 aqE m 运动时间运动时间 t l v0 侧移量侧移量 y at2 2 1 2 qE 2m( l v0) 偏转角偏转角 tan vy vx at v0 qEl mv2 0 结论:不论带电粒子的结论:不论带电粒子的 m、q 如何,只要荷质比相同,在同一 电场中由静止加速后, 再进入同一偏转电场, 它们飞出时的侧移量和 偏转角是相同的 如何,只要荷质比相同,在同一 电场中由静止加速后, 再进入同一偏转电场, 它们飞出时的侧移量和 偏转
5、角是相同的(即它们的运动轨迹相同即它们的运动轨迹相同)出场速度的反向延长线 跟入射速度相交于中点 出场速度的反向延长线 跟入射速度相交于中点 O, 粒子就好像从中点射出一样 角度关系 :, 粒子就好像从中点射出一样 角度关系 : tan2tan. 2安培力方向的判断方法安培力方向的判断方法 (1)电流元法:把整段通电导体等效为多段直线电流元,用左手 定则判断出每小段电流元所受安培力的方向, 从而判断整段导体所受 合力的方向 电流元法:把整段通电导体等效为多段直线电流元,用左手 定则判断出每小段电流元所受安培力的方向, 从而判断整段导体所受 合力的方向 (2)特殊位置法:把通电导体或磁铁转换到一
6、个便于分析的特殊 位置后再判断安培力的方向 特殊位置法:把通电导体或磁铁转换到一个便于分析的特殊 位置后再判断安培力的方向 (3)等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条 形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管, 通电螺线管还可以等效 成很多匝的环形电流来分析 等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条 形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管, 通电螺线管还可以等效 成很多匝的环形电流来分析 (4)利用结论法:两通电导线相互平行时,同向电流相互吸引, 异向电流相互排斥 ; 两者不平行时,有转动到相互平行且电流方向 相同的趋势 利用结论法:两通电导线相互平行时,同向电流相互
7、吸引, 异向电流相互排斥 ; 两者不平行时,有转动到相互平行且电流方向 相同的趋势 (5)转换研究对象法:因为通电导线之间、导线与磁体之间的相 互作用满足牛顿第三定律, 这样定性分析磁体在电流产生的磁场中的 安培力问题时, 可先分析电流在磁体的磁场中所受的安培力, 然后由 转换研究对象法:因为通电导线之间、导线与磁体之间的相 互作用满足牛顿第三定律, 这样定性分析磁体在电流产生的磁场中的 安培力问题时, 可先分析电流在磁体的磁场中所受的安培力, 然后由 牛顿第三定律, 确定磁体所受电流产生的磁场的作用力, 从而确定磁 体所受合力 牛顿第三定律, 确定磁体所受电流产生的磁场的作用力, 从而确定磁
8、 体所受合力 3带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时圆心、半径及时间的确 定方法 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时圆心、半径及时间的确 定方法 (1)圆心的确定圆心的确定 已知粒子运动轨迹上两点的速度方向, 作这两速度的垂线, 交 点即为圆心 已知粒子运动轨迹上两点的速度方向, 作这两速度的垂线, 交 点即为圆心 已知粒子入射点、 入射方向及运动轨迹对应的一条弦, 作速度 方向的垂线及弦的垂直平分线,交点即为圆心 已知粒子入射点、 入射方向及运动轨迹对应的一条弦, 作速度 方向的垂线及弦的垂直平分线,交点即为圆心 已知粒子运动轨迹上的两条弦, 作出两弦的垂直平分线, 交点 即为圆心 已知粒子运动轨
9、迹上的两条弦, 作出两弦的垂直平分线, 交点 即为圆心 已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向,延长已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向,延长(或 反向延长 或 反向延长)两速度方向所在直线使之成一夹角,作出这一夹角的角平 分线,角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心 两速度方向所在直线使之成一夹角,作出这一夹角的角平 分线,角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心 (2)半径的确定:找到圆心以后,半径的确定和计算一般利用几 何知识解直角三角形的办法 带电粒子在有界匀强磁场中常见的几种 运动情形如图所示 半径的确定:找到圆心以后,半径的确定和计算一般利用几 何知识解直角三角
10、形的办法 带电粒子在有界匀强磁场中常见的几种 运动情形如图所示 磁场边界:直线,粒子进出磁场的轨迹具有对称性,如图磁场边界:直线,粒子进出磁场的轨迹具有对称性,如图(a)、 (b)、(c)所示所示 磁场边界:平行直线,如图磁场边界:平行直线,如图(d)所示所示 磁场边界:圆形,如图磁场边界:圆形,如图(e)所示所示 (3)时间的确定时间的确定 tT 或或 tT 或或 t 2 360 s v 其中其中 为粒子运动的圆弧所对的圆心角,为粒子运动的圆弧所对的圆心角,T 为周期,为周期,v 为粒子的 速度, 为粒子的 速度,s 为运动轨迹的弧长为运动轨迹的弧长 带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速
11、度方向之间的 夹角叫速度偏向角, 由几何关系知, 速度偏向角等于圆弧轨迹对应的 圆心角 带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的 夹角叫速度偏向角, 由几何关系知, 速度偏向角等于圆弧轨迹对应的 圆心角 ,如图,如图(d)、(e)所示所示 回顾易错点回顾易错点 1区分电场强度区分电场强度 E 及电容及电容 C 的定义式与决定式的定义式与决定式 2区分电场强度与电势区分电场强度与电势 3区分左手定则与右手定则区分左手定则与右手定则 4区分霍尔效应中的“电子”导电与“空穴”导电区分霍尔效应中的“电子”导电与“空穴”导电 5区分“微观粒子”与“带电小球” 区分“微观粒子”与“带电小球”
12、保温精练保温精练 1(多选多选)在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异种 电荷的小球 在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异种 电荷的小球 A、B(均可视为质点均可视为质点)处在同一水平面上现将两球以相 同的水平速度 处在同一水平面上现将两球以相 同的水平速度v0向右抛出, 最后落到水平地面上, 运动轨迹如图所示, 两球之间的静电力和空气阻力均不考虑,则 向右抛出, 最后落到水平地面上, 运动轨迹如图所示, 两球之间的静电力和空气阻力均不考虑,则( ) AA 球带正电,球带正电,B 球带负电球带负电 BA 球比球比 B 球先落地球先落地 C在下落过程中,在下落过程中,A 球的电势能
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