电场和磁场高三二轮复习PPT课件 人教版
高考物理二轮复习专题三电场与磁场(PPT版)共PPT
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4.(多选)(2019江苏单科,7,4分)如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固 定的平行长直导线,通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间, 通有顺时针方向的电流,在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向 可能是 ( CD) A.均向左 B.均向右 C.a的向左,b的向右 D.a的向右,b的向左
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解析 由于线框在两通电导线的中间,且对边电流方向相反,大小相等, 只要a、b两导线通有相反方向的电流,利用安培定则,可知线框的对边所在处 磁场大小相等,方向相同,再利用左手定则可判定线框对边所受安培力大小相 等,方向相反,线框处于平衡状态,故A、B错误,C、D正确。
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二、磁场
1.磁感应强度的定义式:B=
F IL
。
2.安培力:(1)大小:F=BIL(B、I相互垂直);(2)方向:左手定则判断。
3.洛伦兹力:(1)大小:F=qvB;(2)方向:左手定则判断。
4.带电粒子在匀强磁场中的运动
变式2 (多选)(2020江苏南通吕四中学质量检测)将平行板电容器两极板之 间的距离、电压、电场强度大小、电容和极板所带的电荷量分别用d、U、 E、C和Q表示。下列说法正确的是 (ACD) A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半 B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍 C.保持C不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的两倍 D.保持d、C不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半
《电场》全章复习—人教版高中物理选修课件
重点掌握：静电平衡
1.导体中（包括表面）没有电 荷定向移动的状态 2.处于静电平衡状态的导体的 特点 a.内部合场强处处为0。表面场 强的方向与该表面垂直 b.表面和内部各点电势相等， 即整个导体是一个等势体，导 体表面是一个等势面 c.导体内部没有电荷，电荷只 分布在外表面，越尖锐的地方， 电荷密度越大，凹陷处几乎没 有电荷
电势能、电场力做功、电势能的变化 等是电场能的性质的延伸，带电粒子 在电场中的运动问题则是电场上述两 性质的综合应用
02
电场的力的性质
第一章 《电场》 全章复习—人教版高中物理选修3-1课件 (共36 张PPT)
电场的力的性质
一、几个基本概念
1.元电荷：最小的电荷量，e=1.60×10-19C，最早由美国物理学家密立根测 得。所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，元电荷也是电荷量的单位 2.点电荷：当带电体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略的时候，该 带电体可视为点电荷。它是一种理想化的模型 3.电荷守恒定律定律：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保 持不变。 三种起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电 带电实质：得失电子
第一章 《电场》 全章复习—人教版高中物理选修3-1课件 (共36 张PPT)
第一章 《电场》 全章复习—人教版高中物理选修3-1课件 (共36 张PPT)
电场的力的性质
二、库仑定律
1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘 积成正比，与它们距离的平方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上 2.公式：
第一章 《电场》 全章复习—人教版高中物理选修3-1课件 (共36 张PPT)
高三物理二轮复习：专题4 电场和磁场课件 第1讲
专题四
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
2．电势
(1)沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向 电势低的等势面，且电场线垂直于等势面。 (2) 判断 UAB 的正负，根据 UAB ＝ φA － φB ，比较 φA 和 φB 的大 小。
3．电势能
电场力做正功，电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较 大处移向电势能较小处；反之，如果电荷克服电场力做功，那
么电荷将从电势能较小处移向电势能较大处。
专题四
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
三、易错易混要明了 电场强度大的地方电势不一定高，处于该点的电荷具有的 电势能也不一定大。
专题四
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
(2014· 北京 ) 如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚
电势是标量，在等势面上电热是相等的，D正确。
专题四
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
平行极电容器问题分析 (2014·河北质检 ) 如图所示，平行板电容器两极 板M、N相距d，两极板分别与电压恒定为 U的电源两极连接，
极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静
止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为 k ，则 ( )
线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( A．1、2两点的场强相等 )
B．1、3两点的场强相等
C．1、2两点的电势相等 D．2、3两点的电势相等 [答案] D
专题四
第一讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
[解析]
本题考查电场中的图线问题，关键是对电场和电
势的理解，简单常规题。根据电场线的疏密程度判断电场。电 场线越密，电场越强，则E1>E2，E1>E3，A、B错。
新课标高考物理二轮复习课件专题六电场和磁场
考向一 电场性质的理解及应用
命题角度 | 对电场强度和电势的理解 例 1 [2020·全国卷Ⅱ，20](多选)如图，竖直面内一绝缘细圆 环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷．a、b 为圆环水平直 径上的两个点，c、d 为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均 相等．则( ) A．a、b 两点的场强相等 B．a、b 两点的电势相等 C．c、d 两点的场强相等 D．c、d 两点的电势相等
答案：BD
2. [2020·广东六校第二次联考]如图所示为某电场中 x 轴上电势 随 x 变化的图象，一个带电粒子仅受电场力作用，在 x1 处由静止释 放沿 x 轴正方向运动，且以一定的速度通过 x2 处，则下列说法正确 的是( )
A．x1 和 x2 处的电场强度均为零 B．x1 和 x2 之间的场强方向不变 C．粒子从 x1 到 x2 过程中，电势 能先减小后增大
命题意图：本题考查电场力的性质、电场能的性质和电场力做 功的相关知识点，考查的核心素养是物理观念和科学思维．
解析：由题意可知在三角形 PMN 中，∠M>∠N，则 PN>PM， 以 P 点为圆心、PM 为半径作一圆周交 MN 于 Q 点，如图所示．在 P 点固定正点电荷，则该圆周为正点电荷产生电场中的一条等势线， 即电势 φM＝φQ>φN；场强大小 EM＝EQ>EN.沿 MN 边，从 M 点到 N 点，根据场强分布特点可知，电场强度的大小先增大后减小(最大 值在 MQ 中点)，A 错误；沿 MN 边，从 M 点到 N 点，电势先增大 后减小(最大值在 MQ 中点)，B 正确；正电荷所在 位置的电势越大，其电势能越大，反之就越小，
答案：ABC
命题角度 | 电场的性质
例 2 [2020·全国卷Ⅲ，21](多选)如图，∠M 是锐角三角形 PMN 最大的内角，电荷量为 q(q>0)的点电荷固定在 P 点．下列说法正确 的是( )
高三物理二轮复习专题三电场和磁场
通过场的类比(电场与重力场类比、电场与磁场的类比)，形象理解电场的性质，掌握电场力和洛伦兹力的特性；围绕两大性质，理顺电场中基本概念的相互联系；熟知两大定则(安培定则和左手定则)，准确判定磁场及磁场力的方向；认识两类偏转模型(类平抛和圆周运动)，掌握带电粒子在场中的运动性质、规律和分析处理方法．第6讲带电粒子在电场中的运动1．[2015·全国卷Ⅰ] 如图61所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题考查了考生对电场能的性质的理解，要求考生掌握匀强电场的电场强度与电势差的关系．2．[2015·全国卷Ⅱ] 如图62所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A．保持静止状态B．向左上方做匀加速运动C．向正下方做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题考查了力电综合的力与运动关系问题，涉及平行板电容中电场特点、牛顿运动定律的应用等考点．考点一电场的性质1 如图64所示，半径为R的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线AB、CD互相垂直，一电荷量为＋q的可视为质点的小物块置于距转轴r处，空间有方向由A指向B的匀强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线AB上)时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ(虚线CD上)时受到的摩擦力为f.求：(1)圆盘边缘两点间电势差的最大值；(2)小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ克服摩擦力做的功．导思①小物块分别转动到位置Ⅰ、位置Ⅱ时由哪些力提供向心力？②小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ电场力做了多少功？克服摩擦力做了多少功？归纳1．电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电场力的大小和方向由电场强度和电荷共同决定，大小为F＝qE，正电荷所受的电场力方向与电场方向相同．2．电势能：电势能是标量，电场中电荷的电势能与电势的高低及电荷所带的电荷量及电性有关，即E p＝qφ，而电场力做的功等于电势能变化的相反数，即W＝qU＝－ΔE p.变式1 (多选)图65是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点，连线MON与直电场线重合，连线OQ垂直于MON.下列说法正确的是( )A．M点的场强大于N点的场强B．O点的电势等于Q点的电势C．将一负点电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D．一静止的正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点变式2 (多选)如图66所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R＝m 的圆的四个等分点和圆心．b、c、d三点的电势如图所示．已知电场线与圆所在的平面平行，关于等分点a处和圆心O处的电势及电场强度，下列描述正确的是( )A．a点的电势为4 VB．O点的电势为5 VC．电场强度方向由O点指向b点D．电场强度的大小为10 5 V/m考点二带电粒子在电场中的加速和偏转2 图67为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m、电荷量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板间穿出，求：(1)电子通过B点时的速度大小；(2)右侧平行金属板的长度；(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能．导思①电子通过A、B做什么运动？怎样计算电子在B点的速度？②电子在两块水平平行金属板间做什么运动？水平位移和竖直位移分别满足什么关系？③电子在运动过程中，电场力一共做了多少功？归纳1．带电粒子在电场中的加速可以应用牛顿运动定律结合匀变速直线运动的公式求解，也可应用动能定理qU ＝12mv 22－12mv 21求解，其中U 为带电粒子初、末位置之间的电势差．2．带电粒子在电场中的偏转带电粒子在匀强电场中做匀变速曲线运动，属类平抛运动，要应用运动的合成与分解的方法求解，同时要注意：(1)明确电场力的方向，确定带电粒子到底向哪个方向偏转；(2)借助画出的运动示意图寻找几何关系或题目中的隐含关系．带电粒子在电场中的运动可从动力学、能量等多个角度来分析和求解．考点三 带电体在电场中的运动3 [2015·四川卷] 如图68所示，粗糙、绝缘的直轨道OB 固定在水平桌面上，B 端与桌面边缘对齐，A 是轨道上一点，过A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E ＝×106N /C 、方向水平向右的匀强电场．带负电的小物体P 电荷量是×10－6C ，质量m ＝ kg ，与轨道间动摩擦因数μ＝，P 从O 点由静止开始向右运动，经过 s 到达A 点，到达B 点时速度是5 m /s ，到达空间D 点时速度与竖直方向的夹角为α，且tan α＝，P 在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F 作用，F 大小与P 的速率v 的关系如下表所示．P 视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，g 取10 m /s 2.求：(1)小物体P 从开始运动至速率为2 m /s 所用的时间； (2)小物体P 从A 运动至D 的过程，电场力做的功．归纳带电体通常是指需要考虑重力的物体，如带电小球、带电液滴、带电尘埃等．带电体在电v/(m ·s －1)0≤v≤22<v<5 v≥5 F/N263场中运动的研究方法与力学综合题的分析方法相近，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解．当带电体同时受重力和电场力时，可以应用等效场的观点处理．变式1 如图69所示，CD左侧存在场强大小 E＝mgq、方向水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为＋q的光滑绝缘小球从底边BC长为L、倾角为53°的直角三角形斜面顶端A 点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一竖直半圆形细圆管内(C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧，圆管内径略大于小球直径，半圆直径CD在竖直线上)，恰能到达细圆管最高点D点，随后从D点离开后落回斜面上某点P.(重力加速度为g , sin 53°＝, cos 53°＝求：(1)小球到达C点时的速度；(2)小球从D点运动到P点的时间t.变式2 如图610所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径．一质量为m、电荷量为＋q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ＝37°.不计空气阻力．已知重力加速度为g，sin37°＝，cos 37°＝.(1)求电场强度E的大小；(2)要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度v应满足的条件．4 如图611甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线．当两板间加电压U MN＝U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场，某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计．(1)求带电粒子的比荷q m ；(2)若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期T＝Lv0，从t＝0开始，前T3内U MN＝2U，后2T3内U MN＝－U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值．图611导思①MN间加交变电压后，粒子在水平方向做什么运动？运动时间是多少？②MN间加交变电压后，粒子在竖直方向做什么运动？可以分成几个阶段？每阶段的加速度是多少？归纳交变电场中粒子的运动往往属于运动的多过程问题，关键是搞清楚电场力或加速度随时间变化的规律，进而分析速度的变化规律，通过绘制vt图像来分析运动过程比较直观简便．【真题模型再现】平行板电容器中带电粒子的运动2011 ·安徽卷交变电场中粒子的运动2012·新课标全国卷带电粒子在电容器中的匀速直线运动2013·广东卷加速偏转模型应用2014·安徽卷带电粒子在电容器中运动的功能关系2014·天津卷带电体在复合场中的功能转化2015·海南卷带电粒子在电场中加速(续表)【真题模型再现】平行板电容器中带电粒子的运动2015·山东卷带电体在变化电场中运动2015·北京卷带电粒子在电场中的功能转化2015·全国卷Ⅱ带电粒子在电场中的动力学问题【模型核心归纳】带电体在平行板电容器间的运动，实际上就是在电场力作用下的力电综合问题，依然需要根据力学解题思路求解，解题过程要遵从以下基本步骤：(1)确定研究对象(是单个研究对象还是物体组)；(2)进行受力分析(分析研究对象所受的全部外力，包括电场力．其中电子、质子、正负离子等基本微观粒子在没有明确指出或暗示时一般不计重力，而带电油滴、带电小球、带电尘埃等宏观带电体一般要考虑其重力)；(3)进行运动分析(分析研究对象所处的运动环境是否存在束缚条件，并根据研究对象的受力情况确定其运动性质和运动过程)；(4)建立物理等式(由平衡条件或牛顿第二定律结合运动学规律求解，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒定律列方程求解.例在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两极板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图612所示．当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来位置．假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计，重力加速度为g.试求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)ΔU1与ΔU2之比．展如图613所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变，则不正确的是( )图613A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落第7讲带电粒子在磁场及复合场中的运动1．(多选)[2014·新课标全国卷Ⅱ] 图71为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( )图71A．电子与正电子的偏转方向一定不同B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小【考题定位】难度等级：中等出题角度：本题主要考查学生对左手定则、带电粒子在匀强磁场中运动规律的掌握情况．2．[2015·全国卷Ⅰ] 两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( )A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题主要考查学生对带电粒子在匀强磁场中运动结论的掌握情况，属于较简单题目．3．(多选)[2015·全国卷Ⅱ] 两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ的磁感应强度是Ⅱ的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子( )A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等【考题定位】难度等级：容易出题角度：本题主要考查学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的掌握情况，考查了应用牛顿运动定律、圆周运动的规律解决物理问题的能力．考点一通电导体在磁场中的安培力问题1 [2015·重庆卷] 音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机．图72是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等．某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向．(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．导思①单根通电直导线垂直磁场放置，安培力的大小、方向如何？n根呢？②安培力的功率与哪些因素有关？归纳安培力与动力学综合问题已成为高考的热点，解决这类问题的关键是把电磁学问题力学化，把立体图转化为平面图，即画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I.其次是选用牛顿第二定律或平衡条件建立方程解题．变式如图73所示，一劲度系数为k的轻质弹簧下面挂有匝数为n的矩形线框边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直线框平面向里．线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态，弹簧处于伸长状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡．则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是( )A．Δx＝2nIlBk，方向向上B．Δx＝2nIlBk，方向向下C．Δx＝nIlBk，方向向上D．Δx＝nIlBk，方向向下考点二带电粒子在有界磁场中的运动2 如图74所示，在xOy平面内以O为圆心、R0为半径的圆形区域Ⅰ内有垂直于纸面向外、磁感应强度为B1的匀强磁场．一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以速度v0从A(R0，0)点沿x轴负方向射入区域Ⅰ，经过P(0，R0)点，沿y轴正方向进入同心环形区域Ⅱ，为使粒子经过区域Ⅱ后能从Q点回到区域Ⅰ，需在区域Ⅱ内加一垂直于纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场．已知OQ与x轴负方向成30°角，不计粒子重力．求：(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小；(2)环形区域Ⅱ的外圆半径R的最小值；(3)粒子从A点出发到再次经过A点所用的最短时间．导思①粒子以速度v0从A到P，经过P点的速度方向如何？②粒子在区域Ⅱ从P到Q，圆心角是多少？③粒子从A点出发到再次经过A点，经过哪些圆弧？圆心角分别为多少？归纳解答带电粒子在匀强磁场中运动的关键是画粒子运动轨迹的示意图，确定圆心、半径及圆心角．此类问题的解题思路是：(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出运动轨迹.(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、入射方向、出射方向相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系．(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式．变式1 如图75所示，横截面为正方形abcd的有界匀强磁场的磁场方向垂直纸面向里．一束电子以大小不同、方向垂直ad边界的速度飞入该磁场．对于从不同边界射出的电子，下列判断不正确的是( )图75A．从ad边射出的电子在磁场中运动的时间都相等B．从c点离开的电子在磁场中运动时间最长C．电子在磁场中运动的速度偏转角最大为πD．从bc边射出的电子的速度一定大于从ad边射出的电子的速度变式2 (多选)如图76所示，ab是匀强磁场的边界，质子(11H)和α粒子(42He)先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界的夹角均为45°，并都到达d点．不计空气阻力和粒子间的作用．关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是( )图76A．质子和α粒子运动轨迹相同B．质子和α粒子运动动能相同C．质子和α粒子运动速率相同D．质子和α粒子运动时间相同考点三带电粒子在复合场中的运动3 [2015·福建卷] 如图77所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C 点时离开MN做曲线运动．A、C两点间距离为h，重力加速度为g.(1)求小滑块运动到C点时的速度大小v C；(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功W f；(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点．已知小滑块在D点时的速度大小为v D，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小v P.【规范步骤】[解析] (1)小滑块沿MN运动过程，水平方向受力满足qvB ＋N＝qE小滑块在C点离开MN时，有N＝0解得v C＝E B .(2)由动能定理，有___________________________________________解得______________________________________．(3)如图78所示，小滑块速度最大时，速度方向与电场力、重力的合力方向垂直．撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为g′g ′＝⎝⎛⎭⎫qE m 2＋g 2 且v 2P ＝v 2D ＋g′2t 2解得_______________________________．归纳带电粒子在复合场中常见的运动形式：①当带电粒子在复合场中所受的合力为零时，粒子处于静止或匀速直线运动状态；②当带电粒子所受的合力大小恒定且提供向心力时，粒子做匀速圆周运动；③当带电粒子所受的合力变化且与速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动．如果带电粒子做曲线运动，则需要根据功能关系求解，需要注意的是洛伦兹力始终不做功．4 如图79所示，直线MN 上方有平行于纸面且与MN 成45°角的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN 下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B.今从MN 上的O 点向磁场中射入一个速度大小为v 、方向与MN 成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.若该粒子从O 点出发记为第一次经过直线MN ，而第五次经过直线MN 时恰好又通过O 点．不计粒子的重力．求：(1)电场强度的大小；(2)该粒子再次从O 点进入磁场后，运动轨道的半径； (3)该粒子从O 点出发到再次回到O 点所需的时间． 导思①粒子从O 点出发到第五次经过直线MN ，经过哪些运动过程，分别做什么运动？②粒子第四次经过直线MN ，进入电场，沿电场线和垂直电场线方向分别做什么运动？其位移分别是多少？③粒子再次从O 点进入磁场后，运动的速度是多少？归纳电场(或磁场)与磁场各位于一定的区域内并不重叠，或在同一区域电场与磁场交替出现，这种情景就是组合场．粒子在某一场中运动时，通常只受该场对粒子的作用力．其处理方法一般为：①分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况，一般在电场中做直线运动或类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动；②正确地画出粒子的运动轨迹图，在画图的基础上注意运用几何知识寻找关系；③注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向，该速度是联系两种运动的桥梁．【真题模型再现】带电粒子在电磁场中运动的科技应用2013·重庆卷霍尔效应原理2014·浙江卷离子推进器2014·福建卷电磁驱动原理2015·浙江卷回旋加速器引出离子问题2015·重庆卷回旋加速器原理2015·江苏卷质谱仪(续表)【模型核心归纳】带电粒子在电场、磁场中的运动与现代科技密切相关，应重视以科学技术的具体问题为背景的考题．涉及带电粒子在复合场中运动的科技应用主要是速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、质谱仪等，对应原理如下：装置名称装置图示原理及结论速度选择器粒子经加速电场加速后得到一定的速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中射出，则有qv0B＝qE，即v0＝EB，故若v＝v0＝EB，粒子必做匀速直线运动，与粒子电荷量、电性、质量均无关．若v＜EB，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加．若v＞EB，洛伦兹力大，粒子向洛伦兹力方向偏，电场力做负功，动能减少磁流体发电机正、负离子(等离子体)高速喷入偏转磁场中，在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个场强向下的电场，两板间形成一定的电势差．当qvB＝qUd时，电势差达到稳定，U＝dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源电磁流量计一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下纵向偏转，a、b间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，由Bqv＝Eq＝Uqd，可得v＝UBd，则流量Q＝Sv＝πUd4B质谱仪选择器中v＝EB1；偏转场中d＝2r，qvB2＝mv2r，解得比荷qm＝2EB1B2d，质量m＝B1B2dq2E.作用：主要用于测量粒子的质量、比荷，研究同位素霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象称为霍尔效应例[2015·浙江卷] 使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图710所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出．已知OQ 长度为L，OQ与OP的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q并判断其正负；(2)离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小．图710。
高三物理二轮复习专题课件精编：专题三 第2课时 电场和磁场中的曲线运动 (36页)
热点题型例析
专题二 第1课时
以题说法
本 课 时 栏 目 开 关
解图象类问题的关键在于将图象与物理过程对应
起来，通过图象的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运 动过程进行分析，从而解决问题．
热点题型例析
专题二 第1课时
(2013· 四川· 6)甲、乙两物体在 t＝0 时刻经过同一
位置沿 x 轴运动，其 v－t 图象如图 2 所示，则
知识方法聚焦
专题二 第1课时
第1课时
动力学观点在力学中的应用
本 课 时 1．物体或带电粒子做匀变速直线运动的条件是： 物体所受合 栏 目 力为恒力，且与速度方向共线 ． 开 关
知识方法聚焦
专题二 第1课时
2．匀变速直线运动的基本规律为 速度公式：v＝ v0＋at 1 2 v0t＋2at 位移公式：x＝
以题说法
解决此类问题必须熟练掌握运动学的基本规律和
推论(即五个关系式)．对于匀减速直线运动还要会灵活运用逆 向思维法．对于追及相遇问题要能分别清晰地分析两物体的运 动过程，能找出空间和时间的关系等．
热点题型例析
专题二 第1课时
一物体以某一初速度在粗糙的水平面上做匀减
速直线运动，最后停下来，若此物体在最初 5 s 内通过的路程 与最后 5 s 通过的路程之比为 9∶5，求此物体一共运动了多少 时间？
答案 7 s
热点题型例析
题型 4 例4
专题二 第1课时
应用动力学方法分析传送带问题 1 (16 分)如图 5 所示， 竖直固定的 光滑圆弧轨道 AB 半径 4
R＝1.25 m,BC 为水平传送带与 a、b 两驱动轮的切点,AB 与
本 课 时 栏 目 开 关
BC 水平相切于 B 点 ( 未连接 , 圆弧轨道不影响传送带运 动)．一质量为 m＝3 kg 的小滑块，从 A 点由静止滑下，当 传送带静止时，滑块恰好能滑到 C 点．已知 a、b 两轮半径 均为 r＝0.4 m 且两轮与传送带间不打滑， 滑块与传送带间的 动摩擦因数 μ＝0.1，取 g＝10 m/s2.问：
高三物理二轮复习：专题4 电场和磁场课件 第2讲
带电粒子在匀强磁场中的运动
(2014· 乌鲁木齐模拟)如 图所示， 在 ab＝bc 的等腰三角形 abc 区 域内有垂直纸面向外的匀强磁场，d 是 ac 上任意一点，e 是 bc 上任意一点。大 量相同的带电粒子从 a 点以相同方向垂 直磁场射入，由于速度大小不同，粒子从 ac 和 bc 上不同点离 开磁场。不计粒子重力，则从 c 点离开的粒子在三角形 abc 磁 场区域内经过的弧长和运动时间。与从 d 点和 P 点离开的粒子 相比较 ( )
二定律，向心力，解决带电粒子在磁场中运动的问题要画出其 运动轨迹，找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径。意在 考查考生对边界磁场问题的理解和处理能力。
专题四
第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
如图所示，若粒子从 ac 边射出，粒 子依次从 ac 上射出时，半径增大而圆心 角相同，弧长等于半径乘以圆心角，所 以经过的弧长越来越大， 运动时间 t＝θT /2π，运动时间相同，所以 A 正确，C 错 误；如果从 bc 边射出，粒子从 b 到 c 上 依次射出时，弧长会先变小后变大，但 都会小于从 c 点射出的弧长，圆心角也会变大，但小于从 c 点 射出时的圆心角，所以运动时间变小，故 B 错误，D 正确。
专题四 第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
2．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)若 v∥B，带电粒子以速度 v 做匀速直线运动，此情况 下洛伦兹力等于零。 (2)若 v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速 度做匀速圆周运动。 v2 ①向心力由洛伦兹力提供，qvB＝m R ； mv ②轨道半径 R＝ qB ； 2πR 2πm ③周期：T＝ v ＝ qB 。
2
课后强化作业
专题四
高考物理磁场专题复习最新版.ppt
带电粒子在匀强带 电 粒
电 场 中 加 速 (v0在 匀 强 与电场线平行或场 中 偏
为零)
(v0⊥E)
子电转 带匀匀与
电 强 速 磁
行)
粒 磁 运 感
子 场 动 线
在带 电 粒 中在 匀 强 (v0场 中 偏 平(v0 与 磁
线垂直)
子 磁 转 感
受力特点
受到恒 力做功
定的
电
场
力；
电
场 不作用受
磁
专题九 │ 要点热点探究
要点热点探究
► 探究点一 磁场对通电导线的作用力 例1 [2011·课标全国卷] 电磁轨道炮工作原理如图3－9－1
所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持 良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道 流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强 磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到 安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2倍，理论上可采用的办法是( )
匀变速直线 运动
类平抛运动
匀速直线运 动
匀速圆周运 动
牛律运动顿、规运匀律动变定速 牛律运正交顿动、分运公匀解动式变法定速、
匀速直线运 动公式
牛顿运动定 律、向心力 公式、圆的 几何知识
专题九 │ 考情深度解读
运动形式 比较项目
带电粒子 匀强电场 加速(v0与 场线平行 为零)
在 中 电 或
带电粒子在 匀强电场中 偏转(v0⊥E)
只改变电荷的速度方向， 作用效果 改变导体棒的运动状态
不改变速度大小
专题九 │ 考情深度解读
比较项目
安培力
洛伦兹力
①安培力实际上是在导线中定向运动的电荷所受到
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江苏省镇江中学：李伟
知识点及高考要求
知识点 要求程度
1．电荷。电荷守恒定律。点电荷。 2．库仑定律。 3．静电场。电场线。 4．电场强度。点电荷的场强。 5．电势能。电势。等势面。
I II I II I
6．电势差。 7．匀强电场中电势差和电场强度的关系。
8.带电粒子在匀强电场中的运动。 9.电容。电容器。 10.示波器。
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考点：电场线、电势
全国一18.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，MP⊥ON，则 AD 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
考点：电容器、电场强度、电势差 海南卷5．一平行板电容器两极板间距为、极 板面积为S，电容为，其中是常量。对此电容 器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容 器极板间 A A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变 C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度较小，电势差减小
解析：平行板所带电荷量Q、两板间电 Q S C 压U，有 U 、 、两板间匀强电场 C d Q E 的场强E＝U/d，可得 S 。电容器充电 后断开，电容器电荷量Q不变，则E不变。 S C 根据 可知 d增大、C减小，又根据C d ＝Q/U可知U变大。
【解析】电容器两端电压U不变，由公式 E=U/d ，场强变小，电场力变小，带点油滴将 沿竖直方向向下运动，A错； P到下极板距离d 不变，而强场E减小，由公式U=Ed知P与正极 板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所 以P点的电势变小，B对；由于电场力向上，而 电场方向向下，可以推断油滴带负电，又P点 的电势降低，所以油滴的电势能增大，C错； 图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公 式Q=CU，带电量减小，D错。
考点：电容器、电势、力学
福建卷15.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直 流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴 位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板 电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 B A.带点油滴将沿竖直方向向上运动 B.P点的电势将降低 C.带点油滴的电势将减少 D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
考点：电场线、电场强度、电势能
山东卷20．如图所示，在x轴上关于原点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点位于的右侧。下列判断正确的是（ AC） 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 C．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
【解析】正电荷由O到A，动能变大，电场 力做正功，电势能减小，电势也减小，O点 电势较高；负电荷从O到B速度增大，电场 力也做正功，电势能减小，电势升高，B点 电势比O点高。所以B点最高，A对；
1 2 1 2 1 2 1 20 0 0 W 3 mv W 5 mv OA 2 0 2 OB 0 2 2 U U OA q q 2 q OB q q 2 q
II I
II I I
说明：（1）电场的叠加只限于两个电场强度叠加的情形。（2） 只限于带电粒子进入电场时的速度平行或垂直于场强的情况。
静电场
教学重点、难点分析： 静电场部分的内容概念性强，规律内容 含义深刻，是有关知识应用的基础．但 由于概念和规律较抽象，对掌握这些概 念和规律造成了一定的难度．所以，恰 当地建立有关的知识结构，处理好概念 之间、规律之间的关系，是解决复习困 难的有效方式．
，故D对
考点：点电荷的电场强度、场的叠加
海南卷10．如图，两等量异号的点电荷相距为2a。M与 两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点 电荷连线中点到M和N的距离都为L，且 L a 。略去 n a / L n2 项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的 强度（ AC ） A．大小之比为2，方向相反 B．大小之比为1，方向相反 C．大小均与a成正比，方向相反 D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直
解析：根据等量正负点电荷的电场分布可知， 在x轴上还有一点与P点电场强度相同，即和P 点关于O点对称，A正确。若将一试探电荷+q 从P点移至O点，电场力先做正功后做负功，所 以电势能先减小后增大。一般规定无穷远电势 为零，过0点的中垂线电势也为零，所以试探 电荷+q在P点时电势能为负值，移至O点时电势 能为零，所以电势能增大，C正确。
OM MN
考点：电势、电势差、动能定理
浙江卷20．空间存在匀强电场，有一电荷量 q(q>0)、质量m的粒子从O点以速率v0射入电场， 运动到A点时速率为2v0。现有另一电荷量-q、 质量m的粒子以速率2 v0仍从O点射入该电场， 运动到B点时速率为3v0 。若忽略重力的影响， AD 则 A．在O、A、B三点中，B点电势最高 B．在O、A、B三点中，A点电势最高 C．OA间的电势差比BO间的电势差大 D．OA间的电势差比BA间的电势差小
【解析】本题考查电场、电势、等势线、 以及带电粒子在电场中的运动.由图和几何 关系可知M和P两点不处在同一等势线上 而且有 M P ,A对.将负电荷由O点移到P 要克服电场力做功,及电场力做负功,B错. 根据 UEd,O到M的平均电场强度大于M到 N的平均电场强度,所以有 U U ,C错.从O 点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将 沿y轴做加速直线运动.
解析：如右下图所示，合电场在M和N点的强度分别为
Kq a 2 Kqa Kq Kq 4 Kqa E 2 E 2 2 2 1 2 2 3 3 2 2 L a L L L a L a L a