专题4.1 电场和磁场

高三物理第二轮专题复习资料

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专题四电场与磁场

第一讲电场

要点梳理：

1．电场强度：定义式 q F E =（适用于任何电场）、决定式E=2r Q K （仅适用于真空中点电

荷的电场）和AB U E d

=（d 是电势差为AB U 的两点A 、B 在电场线方向上的投影的长度，

仅适用于匀强电场）。

2．电场力：（1）F Eq =(普遍适用)，2

21r Q Q k F =（适用于真空点电荷）；对正电荷：F 与E 同向；对负电荷：F 与E 反向。

（2）电场力做功的特点：电场力做的功只与电荷的起始和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。其大小W qU =。

3．电势、电势差：研究电势，首先要选取电势的零点。电势差是个绝对量，它等于两点的电势之差（AB A B U ??=-）；电势差的定义式是q

U AB AB =，在计算时，各量的正负号要一

同代入计算。电势、电势差均有正负，且都是标量。 4.电场线、等势面：

沿电场线方向电势降低，电场线与等势面一定垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.

5．电容器的两个公式：Q c U

=（定义式，普遍适用），kd

c π4ε=

（平行板电容器电容的决定式）。

静电计张角越大，说明电容器两极板间电势差越大。 6．带电粒子的运动

（1）平衡

（2）加速（可利用动能定理）

（3）偏转：电荷垂直于匀强电场进入时，做类平抛运动垂直电场方向的分运动为匀速直线运动： x=v 0t ；y=V 0t

平行于电场方向是初速为零的匀加速运动：v y =at ,y=12 at 2

（要会求a ）

题型分类聚焦：

例1：(平衡问题)如图所示，竖直绝缘墙壁上有个固定的质点A ，在A 的正上方的P 点用丝线恳挂另一质点B ，A 、B 两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角.由于漏电，使A 、B 两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对悬点P 的拉力大小( ). (A )逐渐减小

(B )逐渐增大 (C )保持不变

(D )先变大后变小

点评：本题涉及重力、弹力、库仑力和共点力作用下物体的平衡条件。纵观近几年有关力的平衡的考题，将力的合成与分解、物体的平衡条件中后续的电场力、磁场力等综合在一起进行考查，已经成为

一个新的命题热点。解决本题的关键是正确分析小球的受力情况，再利用相似三角形法求解。答案:C 例2：平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图所示，那么( ). (A )保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大 (B )保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变 (C )电键S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大 (D )电键S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变

答案:AD

例3．(带电粒子在电场中的加速和偏转)一束电子流在经U =5000V 的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间d =1.0cm ，板长l =5.0cm ，那么，要使电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板上最多能加多大电压？

〖解析〗在加速电压一定时，偏转电压越大，电子在极板间的偏距就越大。当偏转电压大到电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压即为题目要求的最大电压。

加速过程，由动能定理得：2

1mv eU =

① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动t v l 0= ② 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度dm

U e m

F a '== ③

偏距2

1at y =

④ 能飞出的条件为2d y ≤ ⑤

解①~⑤式得：V V l Ud U 2

2222100.4)

100.5()100.1(500022?=????=≤'-- 即要使电子能飞出，所加电压最大为400V 。

〖点评〗此题是一个较典型的带电粒子先加速再偏转的题目。粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极

板，对应着一临界状态，根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，是求解极值问题的常用方法。