专题三 电场和磁场讲解
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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
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场在我们周围的世界里，存在着一种看不见、摸不着，但却实实在在发挥着重要作用的物质——电场。
电场是由电荷产生的。
就好像一个磁铁周围存在着磁场一样，一个电荷的周围也存在着电场。
电荷分为正电荷和负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
当一个电荷存在时，它的周围就会形成电场，这个电场会对处在其中的其他电荷产生力的作用。
电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量。
它的定义是：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，用E 表示。
电场强度是一个矢量，既有大小又有方向。
电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
为了形象地描述电场，我们引入了电场线。
电场线是人们为了形象地描述电场而假想的线，它并不是实际存在的。
电场线从正电荷出发，终止于负电荷或者无穷远；电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线越密的地方，电场强度越大。
静电场中的高斯定理是一个非常重要的定理。
它表明在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的代数和除以ε₀。
这个定理反映了电场的一个基本性质，即电荷是电场的源。
在实际生活中，电场有着广泛的应用。
比如，电容器就是利用电场来储存电荷和电能的装置。
在电容器中，两个彼此靠近但又相互绝缘的导体就构成了一个电容器。
当电容器充电时，两个导体上分别带上等量的异种电荷，它们之间就形成了电场。
二、磁场说完电场，咱们再来聊聊磁场。
磁场也是一种看不见、摸不着的物质，但我们可以通过它对放入其中的磁体或电流的作用来感知它的存在。
磁场是由运动的电荷产生的。
磁铁周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场。
磁场也有强弱和方向，我们用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向。
磁感应强度是一个矢量，它的方向就是小磁针在磁场中静止时 N 极所指的方向。
和电场线类似，为了形象地描述磁场，我们引入了磁感线。
磁感线是闭合曲线，外部是从 N 极指向 S 极，内部是从 S 极指向 N 极。
什么是电场和磁场
什么是电场和磁场电场和磁场是物理学中重要的概念，它们是描述电荷和磁性物质相互作用的数学模型。
本文将详细介绍电场和磁场的概念、特性及其应用。
一、电场的概念和特性1. 电场的概念电场是指存在电荷的物体周围的一种物理场，它会对其他电荷施加力。
根据库仑定律，两个电荷之间的电场力与它们之间的距离成反比，与电荷的大小成正比。
2. 电场的表示方式电场可以通过电场线来表示，电场线是切线方向与电场方向相同的线条。
电场线的密度表示电场强度的大小，密集的电场线表示电场强度大，而稀疏的电场线表示电场强度小。
3. 电场的特性①电场是矢量场：电场有方向性，根据正负电荷的不同，电场的方向也不同。
②电场力是无接触力：电场力可以在空间中远距离传递，无需直接接触电荷。
③电场力与电荷的性质有关：电荷的正负和大小决定了电场力的方向和大小。
二、磁场的概念和特性1. 磁场的概念磁场是指存在磁性物质或电流的区域中的物理场，它会对其他磁性物质或电流产生作用力。
磁场是由磁体产生的。
2. 磁场的表示方式磁场可以通过磁力线来表示，磁力线是垂直于磁场方向的曲线。
磁力线的方向表示磁场的方向，磁力线越密集表示磁场强度越大。
3. 磁场的特性①磁场是矢量场：磁场有方向性，根据磁极性质的不同，磁场的方向也不同。
②磁场力是无接触力：磁场力可以在空间中远距离传递，无需直接接触磁性物质或电流。
③磁场力与磁性物质、电流的性质有关：磁性物质的磁性和电流的大小决定了磁场力的方向和大小。
三、电场和磁场的关系与应用1. 电场和磁场的相互转化根据安培定律和法拉第电磁感应定律，变化的磁场可以产生电场，而变化的电场也可以产生磁场。
这种相互转化的现象被统称为电磁感应。
2. 应用领域电场和磁场在现代科技中有广泛的应用，如电磁波、电动机、发电机、电磁感应装置等。
它们在通信、能源、交通等领域都发挥着重要的作用。
结语：电场和磁场是物理学中重要的概念，它们描述了电荷和磁性物质的相互作用，通过电场和磁场可以解释和预测各种电磁现象。
高三物理磁场电场知识点
高三物理磁场电场知识点磁场和电场是物理学中两个重要的概念，它们在我们日常生活中起着重要的作用。
下面我们将从磁场和电场的概念、性质以及应用方面进行介绍。
一、磁场的概念与性质磁场是指具有磁性物质周围的一种特殊空间状态。
磁场具有以下性质：1. 磁场产生：磁场是由带电粒子的运动而产生的。
当电荷在运动时，会形成一个环绕其周围的磁场。
2. 磁场的方向：磁场可以通过磁力线进行表示，磁力线的方向指向磁力的作用方向。
在磁场中，磁力线总是自北极指向南极。
3. 磁场的强度：磁场的强度与磁力的大小有关，通常用磁感应强度B来表示，单位是特斯拉(T)。
洛伦兹力。
洛伦兹力的方向垂直于磁场和带电粒子的运动方向。
二、电场的概念与性质电场是指由带电粒子周围所形成的一种空间状态。
电场具有以下性质：1. 电场的产生：电场是由静电荷或者运动的电荷引起的。
静电荷产生的电场称为静电场，运动电荷产生的电场称为动电场。
2. 电场的方向：电场可以通过电力线进行表示，电力线的方向指示电力的作用方向。
在正电荷附近，电力线指向正电荷；在负电荷附近，电力线离开负电荷。
3. 电场的强度：电场的强度与电力的大小有关，通常用电场强度E来表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。
库仑力。
库仑力的方向与电场强度的方向相同，垂直于电场和带电粒子的运动方向。
三、磁场与电场的关系磁场和电场之间存在着密切的联系，它们之间的关系可以通过安培定律和右手定则进行描述。
1. 安培定律：安培定律是描述磁场和电流之间关系的定律。
安培定律的数学表达式为B = μ0·I/(2πr)，其中B表示磁感应强度，μ0表示真空中的磁导率，I表示电流强度，r表示离电流的距离。
2. 右手定则：右手定则是用来确定磁场和电流之间关系的方法。
右手握住导线，大拇指的指向表示电流的流动方向，其他四个手指的弯曲方向表示磁场的方向。
四、磁场和电场的应用磁场和电场在我们的日常生活中有着广泛的应用。
以下是几个例子：1. 电流测量：通过测量电流所产生的磁场强度，我们可以确定电流的大小。
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场在我们的生活中，电无处不在。
从电灯的照明到电子设备的运行，都离不开电的作用。
而要理解电的行为和规律，就必须深入了解电场这个概念。
电场，简单来说，就是存在于电荷周围的一种特殊物质。
它虽然看不见、摸不着，但却能对置于其中的电荷产生力的作用。
想象一下，一个正电荷就像一个散发影响力的中心，它向周围的空间扩散出一种“力量”，这种“力量”就是电场。
同样，负电荷也会产生电场，只是电场的方向与正电荷产生的电场方向相反。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以把它理解为电场在某一点的“力量大小”和“用力方向”。
电场强度的大小与电荷的电荷量成正比，与距离电荷的距离的平方成反比。
这意味着，电荷量越大，电场越强；距离电荷越远，电场越弱。
电场线是用来形象地描绘电场的工具。
它们从正电荷出发，终止于负电荷，而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线越密集的地方，电场强度越大；电场线越稀疏的地方，电场强度越小。
在实际生活中，我们常见的电容器就是利用电场来储存电能的。
电容器由两个彼此靠近但又相互绝缘的导体组成。
当给电容器充电时，两个导体上分别积累正电荷和负电荷，它们之间就形成了电场，从而储存了电能。
二、磁场说完电场，我们再来聊聊磁场。
磁场和电场一样，也是一种看不见、摸不着的物质，但它同样对周围的物体有着重要的影响。
磁体周围存在磁场，比如我们常见的磁铁，它的两端磁性最强，被称为磁极。
磁极之间会产生相互作用，同极相斥，异极相吸。
电流也会产生磁场。
这一发现是丹麦科学家奥斯特在一次偶然的实验中观察到的。
当导线中有电流通过时，在其周围会产生环形的磁场。
磁场的方向可以用安培定则来判断。
磁场的强弱可以用磁感应强度来描述。
磁感应强度越大，磁场越强。
磁场线则是用来形象地表示磁场的分布情况。
它们是一些闭合的曲线，从磁体的 N 极出发，回到 S 极。
在现代科技中，磁场有着广泛的应用。
比如，电动机就是利用磁场对通电导体的作用来工作的。
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场（一）电场的概念在我们周围的世界里，存在着一种看不见、摸不着，但却实实在在发挥着作用的物质——电场。
简单来说，电场就是存在于电荷周围的一种特殊物质。
只要有电荷存在，它的周围就会产生电场。
（二）电场的性质1、对放入其中的电荷有力的作用电荷在电场中会受到电场力的作用，其大小与电荷量和电场强度有关。
电场力的方向取决于电荷的正负和电场的方向。
2、电场具有能量电场中的电荷具有一定的势能，就像物体在重力场中具有重力势能一样。
（三）电场强度为了定量地描述电场的强弱和方向，我们引入了电场强度这个物理量。
它是矢量，其大小等于单位电荷在该点所受到的电场力，方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
（四）电场线为了形象地描述电场，人们想出了电场线这个工具。
电场线是人们假想出来的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，切线方向表示电场的方向。
（五）常见的电场1、点电荷的电场根据库仑定律，可以推导出点电荷周围的电场强度公式。
2、匀强电场电场强度大小和方向处处相同的电场称为匀强电场。
（六）电场中的电荷运动当电荷在电场中运动时，电场力可能对电荷做功，从而引起电荷的动能和电势能之间相互转化。
二、磁场（一）磁场的概念磁场也是一种看不见、摸不着的特殊物质，它存在于磁体、电流或运动电荷的周围。
（二）磁场的性质1、对放入其中的磁体或电流有力的作用磁体在磁场中会受到磁力的作用，电流在磁场中也会受到安培力的作用。
2、磁场具有能量（三）磁感应强度类似于电场强度，我们用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向。
（四）磁感线与电场线类似，磁感线用于形象地描绘磁场。
磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁感应强度方向。
（五）常见的磁场1、条形磁铁的磁场2、蹄形磁铁的磁场3、通电直导线的磁场其磁场方向可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断。
4、通电螺线管的磁场（六）磁场对电流的作用1、安培力当电流在磁场中时，会受到安培力的作用，其大小与电流大小、导线长度、磁感应强度以及电流与磁场的夹角有关。
《电场和磁场》 讲义
《电场和磁场》讲义一、电场电场是物理学中一个非常重要的概念，它是由电荷产生的一种特殊物质形态。
电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。
当电荷存在时，周围就会产生电场。
想象一下，一个正电荷就像一个小喷泉，不断地向四周喷射出一种“无形的力量”，这种力量就是电场。
而负电荷则像是一个小漩涡，把周围的“力量”都吸进来。
电场的强度用 E 来表示，单位是牛顿/库仑（N/C）。
电场强度的大小取决于电荷的数量和分布。
电荷越多，电场强度就越大；电荷分布越密集，电场强度也越大。
在点电荷的情况下，电场强度的计算公式为：E ＝ kQ ／ r²，其中 k 是库仑常数，约为 9×10⁹ N·m²/C²，Q 是点电荷的电荷量，r 是距离点电荷的距离。
电场线是用来形象地描述电场的工具。
电场线从正电荷出发，终止于负电荷，或者延伸到无穷远处。
电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大。
电场具有能量，电荷在电场中移动时，电场力会对电荷做功，从而实现能量的转化。
比如，一个带正电的粒子在电场中从低电势处移动到高电势处，电场力对它做正功，电势能减小，动能增加。
二、磁场磁场与电场类似，也是一种看不见、摸不着的物质，但它同样真实存在。
磁场是由磁体或电流产生的。
一根通电的导线，就像一条会施展魔法的线，在它周围产生了磁场。
电流越大，磁场越强；导线越长，磁场也会越强。
磁场的强弱用磁感应强度 B 来表示，单位是特斯拉（T）。
在匀强磁场中，磁感应强度的大小和方向处处相同。
磁感线是用来描述磁场的曲线，磁感线从磁体的 N 极出发，回到 S 极。
磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密，磁感应强度越大。
磁场对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
例如，通电导线在磁场中会受到安培力的作用，其大小为 F ＝BILsinθ，其中 I 是电流强度，L 是导线在磁场中的有效长度，θ 是电流方向与磁场方向的夹角。
高考物理二轮复习专题三电场和磁场第1讲电场和磁场性质的理解课件
v0做直线运动，其v－t图象如图8所示.粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运 动到C点，下列判断正确的是
A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φC
B.A、B、C三点的场强大小关系为EC>EB>EA
√C.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加
后减少
图8
D.粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功
12345
答案
3.[电场强度和电势差]如图2所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半 径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹 角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，则O、 P两点的电势差可表示为
√A.UOP＝－10sin θ (V)
B.UOP＝10sin θ (V) C.UOP＝－10cos θ (V) D.UOP＝10cos θ (V)
√A.平行于EF，深度为
L 2
C.垂直于EF，深度为 L 2
B.平行于EF，深度为L D.垂直于EF，深度为L
解析 画出垂直于金属管线方向的截面，可知磁场最强的点a即为地面
距离管线最近的点，作出b、c两点的位置，由题意可知EF过a点垂直 于纸面，所以金属管线与EF平行，根据几何关系得深度为L .
2
专题三 电场和磁场
第1讲 电场和磁场性质的理解
内容索引
考点一 电场基本性质的理解 考点二 磁场及其对电流的作用 考点三 带电粒子在电场中的运动 考点四 磁场对运动电荷的作用
考点一
电场基本性质的理解
1 基础知识梳理
1.电场强度、电势、电势能的判断方法 (1)电场强度 ①根据电场线的疏密程度进行判断； ②根据 E＝Fq进行判断. (2)电势 ①沿电场线方向电势逐渐降低； ②若 q 和 Wab 已知，由 Uab＝Wqab判定.
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(双）如图所示是一带正电质点仅在静电力作用下 从A点运动到B点的v-t图象，由此可知( AD )
• A.该质点一定做直线运动 • B.该质点所处电场不可能是匀强电场 • C.该质点通过A点的加速度比B点的小 • D.该电场中A点的电势比B点的高
• （双）如图所示，在x轴上关于原点O对称的A、B
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 AD • A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同
直线运动：如用电场加速或减速粒子 偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解 圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动
带电粒 子在电 场磁场 中的运 动
带电粒子 在磁场中 的运动
带电粒子 在复合场 中的运动
直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时） 圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时 )
直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛 伦兹力提供向心力 一般的曲线运动
• 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0点移至B点，电势能增大
• D．若将一试探电荷+q从O点移至A点，电势能增大
A
B
(双)P、Q两电荷的电场线分布如图所示，a、b为电场 中的两点．一个离子从a运动到b（不计重力），轨 迹如图所示．则下列判断正确的是( AC )
• A．Q带负电
• B．c点电势低于d点电势
• C．离子在运动过程中受到P的吸引
• D．离子从a到b，电场力做正功
b
cd
P
Q
a
（双）如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的平行金 属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张 开一个角度，下述哪些做法可使静电计指针张角增大 （ CD ）
• A．使A、B两板靠近一些 • B．使A、B两板正对面积错开一些 • C．断开S后使B板向右平移拉开一些 • D．断开S后使A、B两板正对面积错开一些
• 带电粒子在电场、磁场中的运动与现代科技密 切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此 考题有可能以科学技术的具体问题为背景。
• 当定性讨论这类问题时，试题常以选择题的形 式出现，定量讨论时常以计算题的形式出现.
知识概要
• 带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几 种情况
带电粒 子在电 场中的 运动
专题三 电场和磁场
第1讲: 电场和磁场的基本性质 第2讲:带电粒子在电场和磁场中运动 第3讲:带电粒子在复合场中运动
命题趋势
• 带电粒子在电场、磁场中的运动是中学物理中 的重点内容，这类问题对学生的空间想象能力、 分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的 能力有较高的要求，是考查考生多项能力的极 好载体，因此历来是高考的热点，也是每年都 必考，且分值较多,且是每年必考内容。
• （2）功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做 功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确 定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场， 也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做应注意是否考 虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而定， 质子、电子、α粒子、离子等微观粒子，一般 不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电物 体，一般都应考虑重力，对于带电微粒则应根 据题目的隐含条件来判断。
• 处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画 好运动情景图，在画图的基础上特别注意运用 几何知识寻找关系。
思想方法提炼
动力学理论： (1)粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动 轨迹及运动性质； (2)匀变速直线运动公式、运动的合成和分解、 匀速圆周运动的运动学公式； (3)牛顿运动定律和动量守恒定律； (4)动能定理、能量守恒定律.
(单)如图所示，电场中一负离子只受电场力作用
从A点运动到B点。离子在A点的速度大小为v0， 速度方向与电场方向相同。能定性反映该离子
从A点到B点运动情况的速度—时间（v-t）图 象是（ D ）
• （双）一不计重力的带电粒子q从A点射入一 正点电荷Q的电场中，运动轨迹如图所示，则
• A. 粒子q带负电 AC • B. 粒子q的加速度先变小后变大 • C. 粒子q的电势能先变小后变大 • D. 粒子q的动能一直变大
• 带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动，简称带电 粒子在复合场中的运动，一般具有较复杂的运动图景。 这类问题本质上是一个力学问题，应顺应力学问题的 研究思路和运用力学的基本规律。
分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：
• （1）力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运 用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。
C=Q/U S闭合U不变 S断开Q不变。
• 如图所示，板长为L的平行板电容器倾斜固定放置， 极板与水平线夹角θ=300，某时刻一质量为m，带电 量为q的小球由正中央A点静止释放，小球离开电场 时速度是水平的，（提示：离开的位置不一定是极 板边缘）落到距离A点高度为h的水平面处的B点， B点放置一绝缘弹性平板M，当平板与水平夹角 a=450时，小球恰好沿原路返回A点．求：
• (双)如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述 正确的是( BD )
• A.a点的电势高于b点的电势 • B.该点电荷带负电 • C.a点和b点电场强度的方向相同 • D.a点的电场强度大于b点的电场强度
(单)绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连 接，另一端固定在天花板上，在小球M下面 的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N， 在下列情况下，小球M能处于静止状态的是 （ ）B
（1）电容器极板间的电场强度E大小；
（2）平行板电容器的板长L；
（3）小球在AB间运动的周期T
带电粒子在匀强磁场中运动
确定圆周的圆心、半径常用五种方法
①若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点 和出射点连线作中垂线，再作入射方向的垂线，两 垂线的交点，即为圆周的圆心。
电场中基本概念
带电粒子在电场中运动
• 1．带电粒子在电场中做直线运动：若V=0，
则
qu 1 mv2
v 2qU
2
m
• 2．带电粒子在电场中偏转（类平抛运动）
• （1）侧移 y 1 at 2 qUl2
2
2mdv0 2
• （2）偏转角
tan
vy vx
qUl mdv0 2
电场中基本概念强化训练