2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 電場(chǎng)與磁場(chǎng)學(xué)案.docx
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專題五 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 一、主干知法必記 1.庫侖定律:F=kQ1Q2r2,僅適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷。 2.電場(chǎng)強(qiáng)度:E=Fq 或 E=kQr2 或E=Ud。 3.電場(chǎng)線的特點(diǎn):“不相交、不閉合、不存在”;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低且電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直。 4.電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系:UAB=φA-φB =-UBA。 5.電場(chǎng)力做的功:W=Fs cos θ或W=-ΔEp或 WAB=qUAB。 6.電勢(shì)高低的判斷 (1)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,且是電勢(shì)降落最快的方向。 (2)根據(jù)UAB=WABq,將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入,由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低。 7.電勢(shì)能大小的判斷 (1)電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加。 (2)正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大。 (3)在電場(chǎng)中,若只有電場(chǎng)力做功時(shí),電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小;反之,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加。 8.等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為零;在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功;任意兩個(gè)電勢(shì)不等的等勢(shì)面不會(huì)相交;在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意一組平行線上等距離的兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差相等。 9.電容:C=QU=ΔQΔU=εrS4πkd,分析電容器的動(dòng)態(tài)變化問題時(shí)要弄清楚電荷量和板間電壓是否變化。 10.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) (1)沿電場(chǎng)方向:vx=v0,l=v0t。 (2)沿垂直電場(chǎng)方向:a=Fm=qEm=qUmd ,vy=at=qUlmv0d,y=12at2=qUl22mv02d。 11.磁場(chǎng)和磁場(chǎng)力 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定,因此不能根據(jù)定義式B=FIL認(rèn)為B與F成正比,與IL成反比。 (2)安培力的大小為F=BIL sin θ ,方向由左手定則判斷;安培力垂直于磁場(chǎng)和電流決定的平面。 (3)磁感線的特點(diǎn)是“不中斷、不相交、要閉合”,在磁體外部,從N極指向S極;在磁體內(nèi)部,由S極指向N極。 (4)洛倫茲力大小F=qvB,方向由左手定則判斷。洛倫茲力垂直于速度和磁場(chǎng)決定的平面,所以洛倫茲力不做功。 12.帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) (1)洛倫茲力充當(dāng)向心力:qvB=mrω2=mv2r=mr4π2T2=4π2mrf2=ma。 (2)圓周運(yùn)動(dòng):軌道半徑r=mvBq、周期T=2πrv=2πmqB、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=θ2πT或t=θrv。 (3)帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的確定 ①圓心的確定:已知入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、入射方向和出射方向時(shí),可過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線,兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心。 ②半徑的確定:可利用物理學(xué)公式或幾何知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)求出半徑大小。 (4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性,若帶電粒子從某一直線邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),又從同一邊界射出磁場(chǎng)時(shí),粒子的入射速度方向與邊界的夾角和出射速度方向與邊界的夾角相等;帶電粒子沿半徑方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域,必沿半徑方向射出圓形磁場(chǎng)區(qū)域。 13.高科技儀器 (1)速度選擇器:v0=EB。通過速度選擇器的粒子只有一種速度,與粒子的質(zhì)量、電性、電荷量無關(guān)。 (2)回旋加速器:粒子飛出加速器時(shí)的動(dòng)能為Ek=mv22=B2R2q22m。在粒子質(zhì)量、電荷量確定的情況下,粒子所能達(dá)到的最大動(dòng)能只與加速器的半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān),與加速電壓無關(guān)。 二、易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)撥 1.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)定義式E=Fq,錯(cuò)誤地認(rèn)為E與F成正比、與q成反比。 2.根據(jù)電容的公式C=QU,錯(cuò)誤地認(rèn)為C與Q成正比、與U成反比。 3.在研究帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線一定重合。 4.在電場(chǎng)中誤認(rèn)為場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)高。 5.在電容器的動(dòng)態(tài)分析中,不能正確區(qū)分C=QU和C=εrS4πkd的意義及用途。 6.根據(jù)公式B=FIL,錯(cuò)誤地認(rèn)為B與F成正比、與IL成反比。 7.在判斷安培力方向時(shí),將左手定則和右手定則混淆。 8.在判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受力時(shí),將“四指”指向用錯(cuò)。 9.不能正確理解沿直線通過速度選擇器的不同帶電粒子有共同速度v=EB。 10.誤認(rèn)為在回旋加速器中最大動(dòng)能與加速電壓有關(guān)。 11.磁流體發(fā)電機(jī)正、負(fù)極板的判斷易出現(xiàn)錯(cuò)誤。 三、保溫訓(xùn)練 1.(滬科教材原題)有兩個(gè)半徑為r的金屬球如圖放置,兩球表面間距離為r。今使兩球帶上等量的異種電荷Q,兩球間庫侖力的大小為F,那么( ) A.F=kQ2(3r)2 B.F>kQ2(3r)2 C.F下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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