(完整版)电场磁场对比复习
高考物理电场磁场复习
高考物理电场磁场复习
一、电场和磁场相关概念
1.电场、磁场都是特殊的物质。
电场对放入期中的电荷有电场力的作用，磁场对其中的磁体或电流有磁力作用。
2.丹麦物质学家奥斯特的奥斯特实验证明了电流周围存在着磁场。
3.磁感线是磁场中人为描绘的一些有方向的曲线，曲线每一点的切线方向都表示该点的磁场方向(静止的小磁针北极所指的方向、磁感强度的方向)
4.磁感线的密度表示磁场的强弱，越密的地方，磁感应强度越大。
在磁体周围，离磁极越近，磁感应强度越大，离磁极越远，磁感应强度越小。
5.磁感线是闭合的曲线，没有开始点和结束点，任何两条都不相交。
磁感线在磁体外部，总是由磁体北极(N极)指向磁体的南极(S极)，在磁体内部，总是由磁体南极指向磁体的北极。
6.磁现象的电本质：所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用。
7.磁体吸引铁的实质：磁体在吸引铁时，先把铁磁化，然后相吸引，所以相接触部分为异名磁极，磁化后铁的另一侧与磁化它的磁极相同。
8.B=F/(Il )是磁感应强度的定义式，但磁感应强度与F、I、l 无关，其大小决定于磁场本身。
它是矢量，其方向指向磁感线(磁场)方
向的切线方向。
推导公式F=BIl
9.当电流方向与磁感线方向平行或磁感强度为零时，磁场对电流没有作用力。
二、电场和磁场考点分析。
电场 磁场 知识点归纳
静电和静电场(一)电荷、电荷守恒定律1、电荷(1)两种电荷：自然界存在两种电荷，正电荷和负电荷。
(2)电荷量：电荷量指物体所带电荷的多少，单位是库仑，简称库，符号C。
(3)元电荷：电子所带电荷量e=1.60×10－19c，所以带电体的电荷量等于e或是e的整数倍，因此e称元电荷。
2、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷总量不变。
(二)库仑定律(1)内容：真空中两个点电荷间的作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟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：，式中K=9×109N·m2/c2叫静电常数。
(3)适用条件：①真空；②点电荷。
(三)电场、电场强度1、电场(1)电场：带电体周围存在一种物质，是电荷间相互作用的媒体。
(2)电场的最基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度(1)定义：放于电场中某点的电荷所受电场力与此电荷的电荷量的比值，叫电场强度，用E表示。
(2)定义式：。
单位：N/c或V/m 方向：矢量，其方向为正电荷在电场中的受力方向(3)电场强度只与电场有关，与电场中是否有试探电荷无关，与试探电荷的电量无关。
(4)点电荷场强的计算式：(四)电场线及其性质1、电场线：在电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，此曲线叫电场线。
2、电场线的特点：(1)电场线是起源于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处的有源线。
(2)电场线不闭合，不相交相切，不间断的曲线。
(3)电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密的地方场强大，电场线稀的地方场强小。
(4)电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹，也不是客观存在的曲线，而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线。
(5)在满足下列三个条件的情况下，电荷才可以沿电场线运动。
电场和磁场的对比学习
",,自
电场和磁场的对比学习
学
王红梅
电场和磁场 是 自 学 考 试《物 理（工 ）》中 的 重 要 知 识 点 ，学
习中，电场和磁场在很大程度上形成一系列的对比。为了更好地
掌 握 电 场 和 磁 场 的 规 律 和 性 质 ，采 用 对 比 法 学 习 ，可 收 到 良 好 的
效果。下面对两者的对比情况做一粗浅分析。
其 次 ，两 个 矢 量 的 方 向 不 同 ：电 场 强 度 的 方 向 取 决 于 该 点 正
电 荷 所 受 电 场 力 的 方 向 ，即 为 电 场 的 方 向 ；磁 感 应 强 度 的 方 向 也
为 该 处 磁 场 方 向 ，取 决 于 可 以 自 由 转 动 的 小 磁 针 在 磁 场 中 某 处 ，
导率的概念，不同磁导率的介质，( 值 不 同 ，为 此 引 入 了 磁 场 强 度 +，在数值上 +"(,& ，+ 的方向和 ( 保持一致。
两者均为 ! 或 ( 的衍生量，但目前两者均得到广泛的应 用，尤其 + 在电工技术的应用已成为表征磁场的最基本的物理 量。
二、定律和定理的对比 在 电 场 中 ，最 重 要 的 定 理 ：高 斯 定 理 ，内 容 如 下 ：通 过 任 意 闭 合面的电通量等于该面所包围的电量的代数和除以介电常数， 而与闭合面外的电荷无关。其表达式为：! !"! &!·$%&" ’&""-, % 在磁场中，最重要的定律是：安培环路定律。内容如下：在磁 场中，磁场强度向量沿任一闭合路径的线积分等于穿过该闭合 路径所限定面的电流的代数和。表达式为：! . +·’/"". 比较以上的情况，可发现两者在定义和表达式形式均是可 类比的，积分量为 ! 和 +，积分形式为面积分和线积分，积分结 果取决于 - 和 .。 另 外 两 者 在 解 题 时 ，高 斯 定 理 只 对 特 殊 对 称 电 场 简 单 可 行 ； 安培环路定律对常见的载流导体的磁场较为方便。电场如无限 长 带 电 直 导 线 ，无 限 大 均 匀 带 电 平 板 等 ；磁 场 如 长 直 载 流 导 体 ， 环形线圈的磁场等。 三、电场和磁场的特定元件：电容和电感的对比 在 电 场 中 ，电 容 为 电 场 的 特 定 元 件 ，磁 场 中 ，电 感 为 磁 场 的 特性元件。下面对电容和电感做一对比分析： 0、两者“伏安关系”的对比 对电容而言，直流应为其隔断。但若考虑瞬间或电流为交流 时 ， 某 一 时 刻 的 电 容 电 流 取 决 于 该 时 刻 的 电 容 电 压 变 化 率 ，即 1"2’3,’4，电容具有动态性质。对电感而言，自感电动势取决于电 感电流变化率，即 5 / "67’1,’4，同样电感具有动态性质。 8、电场和磁场能量对比 电容和电感都具有贮能的性质，电容的贮能公式为 9!"0, 82:8"0,8-:，其能量取决于电容上储存的电荷量和极板之 间 的 电压。电感的储能公式为 9+"0,87.8"0,8! .，其能量取决于电感 上流经的电流和线圈的磁链。 总而言之，通过以上的对比，可以更有效地掌握电场和磁 场 ，分 清 两 者 的 异 同 点 ，使 电 场 和 磁 场 的 概 念 更 清 晰 ，定 理 定 律 更明确，为以后的电磁学和电子技术的学习打下坚实的基础。
(完整版)电场和磁场知识总结
电场和磁场知识重点总结A ．主干回顾B ．精要检索1．库仑定律 F ＝k Q 1Q 2r 2 2．电场强度的表达式(1)定义式：E ＝F q (2)计算式：E ＝kQ r 2(3)匀强电场中：E ＝U d3．电势差和电势的关系:U AB ＝φA －φB 或U BA ＝φB －φA4．电场力做功的计算 (1)普适：W ＝qU (2)匀强电场：W ＝Edq5．电容的定义式 C ＝Q U ＝ΔQ ΔU 6．平行板电容器的决定式: C ＝εr S 4πkd7．磁感应强度的定义式:B ＝F IL 8．安培力大小: F ＝BIL (B 、I 、L 相互垂直)9．洛伦兹力的大小:F ＝q v B10．带电粒子在匀强磁场中的运动(1)洛伦兹力充当向心力，q v B ＝mrω2＝m v 2r ＝mr 4π2T 2＝4π2mrf 2＝ma .(2)圆周运动的半径r ＝m v qB 、周期T ＝2πm qB . 11．速度选择器：如图1所示，当带电粒子进入电场和磁场共存的空间时，同时受到电场力和洛伦兹力作用，F 电＝Eq ，F 洛＝Bq v 0，若Eq ＝Bq v 0，有v 0＝E B ，即能从S 2孔飞出的粒子只有一种速度，而与粒子的质量、电性、电量无关．图112．电磁流量计如图2所示，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，导电流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转，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，a 、b 间的电势差就保持稳定．图2由q v B ＝qE ＝q U d 可得v ＝U Bd 流量Q ＝S v ＝πd 24·U Bd ＝πdU 4B .13．磁流体发电机如图3是磁流体发电机，等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A 、B 板上，产生电势差，设A 、B 平行金属板的面积为S ，相距为L ，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v ，板间磁场的磁感应强度为B ，板外电阻为R ，当等离子气体匀速通过A 、B 板间时，板间电势差最大，离子受力平衡：qE 场＝q v B ，E 场＝v B ，电动势E＝E 场L ＝BL v ，电源内电阻r ＝ρL S ，故R 中的电流I ＝E R ＋r ＝BL v R ＋ρL S＝BL v S RS ＋ρL . 图314．霍尔效应如图4所示，厚度为h ，宽度为d 的导体板放在垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流流过导体板时，在导体板上下侧面间会产生电势差，U ＝k IB d (k 为霍尔系数)．图415．回旋加速器如图5所示，是两个D 形金属盒之间留有一个很小的缝隙，有很强的磁场垂直穿过D 形金属盒．D 形金属盒缝隙中存在交变的电场．带电粒子在缝隙的电场中被加速，然后进入磁场做半圆周运动．图5(1)粒子在磁场中运动一周，被加速两次；交变电场的频率与粒子在磁场中圆周运动的频率相同．T 电场＝T 回旋＝T ＝2πm qB .(2)粒子在电场中每加速一次，都有qU ＝ΔE k .(3)粒子在边界射出时，都有相同的圆周半径R ，有R ＝m v qB .(4)粒子飞出加速器时的动能为E k ＝m v 22＝B 2R 2q 22m .在粒子质量、电量确定的情况下，粒子所能达到的最大动能只与加速器的半径R 和磁感应强度B 有关，与加速电压无关．16．带电粒子在电场中偏转的处理方法17．带电粒子在有界磁场中运动的处理方法(1)画圆弧、定半径：从磁场的边界点、或轨迹与磁场边界的“相切点”等临界点入手；充分应用圆周运动相互垂直的“速度线”与“半径线”。
电场和磁场专题复习
所以：
mv0 B ea
（2）由（1）中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自C点 垂直于BC入射电子在A点沿DA方向射出，且自BC边上其它点 垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中。因而，圆 弧CEA是所求的最小磁场区域的一个边界。 为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考查射中A点的电子 的速度方向与BA的延长线交角为
【解 析】本题考查带电粒子在复合场中的运动。
带电粒子平行于x轴从C点进入磁场，说明带电微粒所受重力和电场
力平衡。设电场强度大小为E，由 mg qE 可得 r=R
解析： （1）设匀强磁场的磁感应强度的大小为B。令圆弧CEA是 自C点垂直于BC入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所 受到的磁场的作用力 f ev0 B 应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。 圆弧CEA的圆心在CB边或其延长线上。依题意，圆心在A、 C连线的中垂线上，故B 点即为圆心，圆半径a为按照牛顿 定律有 v02
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。
跟踪训练： 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd， 顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。 若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对 角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中 D A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大
(完整版)高二物理电场磁场总结(超全)
电磁场总结知识要点：1．电荷 电荷守恒定律 点电荷⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷e =⨯-161019.C。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍（Q=ne ）⑵使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。
⑶电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。
2．库仑定律（1）公式 F K Q Q r=122 （真空中静止的两个点电荷） 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为F K Q Q r=122，其中比例常数K 叫静电力常量，K =⨯90109.N m C22·。
（F:点电荷间的作用力(N)， Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引）（2）库仑定律的适用条件是(1)真空，(2)点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用。
3．静电场 电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点：(1)始于正电荷 （或无穷远），终止负电荷（或无穷远）；(2)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4．电场强度 点电荷的电场⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。
福建省高考物理二轮专题总复习课件专题6第1课时电场与磁场的比较
(如图)，则
tan vy eU2l1 = U2l1
v1 mdv12 2U1d
所以：
=arc tan U2l1
2U1d
(2)电子通过匀强电场时偏离中心线的位移
y1
1 at2 2
1 2
eU 2 dm
l12 v12
U 2l12 4U1d
电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移
y2
Q U
解此类问题的关键是弄清三点：①电容器两极板是否与电源相连接？② 哪个极板接地？③C值通过什么途径改变？若电容器充电后脱离电源，则隐含 “Q不改变”这个条件；若电容器始终接在电源上，则隐含“U不改变”(等 于电源电动势)这个条件；若带正电极板接地，则该极板电势为零，电场中任 一点的电势均小于零且沿电场线方向逐渐降低；若带负电极板接地，则该极 板电势为零，电场中任一点电势均大于零．
y2 (2r)2 r2 3r 17.3cm
(3)粒子在磁场中运动的周期
击中y轴正向最大值的粒子，在磁场中运动 的时间得
T 2 m
qB
t 1T 2
t m 3.14 6.4 10-26ｓ＝3.1410-６s
qB场中运动的问题，通常根据洛伦兹力不做功 及圆周运动规律解题．其思路及方法中应注意圆周运动的圆心的确定：
例3：如图615所示，在真空中坐标xOy面的x>0区域内，有磁感应强度B=0.20T的匀
强磁场，方向与xOy平面垂直向里．在x轴上的P(10,0)点处有一放射源，在xOy平面
内向各个方向发射速率为
v=
m/s的带正电粒子，粒子的质量为m=
kg，粒子带电量为q=
C，
不计粒子的重力，求：
(1)带电粒子在磁场中运动
电磁场对比复习
电场磁场对比复习图表二：几种典型的电场磁场分布图图表三：知识结构图粒子在复合场中运动1.带电物体在复合场的运动类型：①匀速运动或静止状态：当带电物体所受的合外力为零时②匀速圆周运动：当带电物体所受的合外力充当向心力时③非匀变速曲线运动；当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时2.综合问题的处理方法(1)处理力电综合题的的方法处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同，先确定研究对象，然后进行受力分析（包括重力）、状态分析和过程分析，能量的转化分析，从两条主要途径解决问题。
①用力的观点进解答，常用到正交分解的方法将力分解到两个垂直的方向上，分别应用牛顿第三定律列出运动方程，然后对研究对象的运动进分解。
可将曲线运动转化为直线运动来处理，再运用运动学的特点与方法，然后根据相关条件找到联系方程进行求解。
②用能量的观点处理问题对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理。
即使都是恒力作用的问题，用能量观点处理也常常显得简洁，具体方法有两种：ⅰ用动能定理处理，思维顺序一般为：a.弄清研究对象，明确所研究的物理过程b.分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功c.弄清所研究过程的始、末状态（主要指动能）ⅱ用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理，列式的方法常有两种：a 从初、末状态的能量相等（即21E E =）列方程b 从某些能量的减少等于另一些能量的增加（即E E '∆=∆）列方程c 若受重力、电场力和磁场力作用，由于洛仑兹力不做功，而重力与电场力做功都与路径无关，只取决于始末位置。
因此它们的机械能与电势能的总和保持不变。
(2)处理复合场用等效方法：各种性质的场与实物（由分子和原子构成的物质）的根本区别之一是场具有叠加性。
即几个场可以同时占据同一空间，从而形成叠加场，对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果；也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加紧场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答。
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图表一：概念对比
静电场
磁场
客观存在的物质
电
场
产生：电荷周围存在着电场
磁场
产生：磁极、电流周围存在着磁场
基本性质：对放入其中的电荷有力的作用
基本性质：对放入其中的磁极（如小磁针）、电流（如通电导线）有力的作用
方向：规定正电荷（检验电荷）在电场中某一点的所受电场力的方向为该点电场方向。
方向：规定在磁场中某一点小磁针N极受力的方向（或小磁针静止时N极的指向）就是该点的磁场方向。
客观存在的_____
电
场
产生：______周围存在着电场
磁场
产生：________周围存在着磁场
基本性质：_____________________
基本性质：_______________________
方向：规定__________________________
方向：规定______________________
电场线实际并不存在，任意两电场线都不相交。
磁感线实际并不存在，任意两电场线都不相交。
图表二：运动形式对比（不计重力）
电场
磁场
条件
运动形式
规律
条件
运动形式
规律
F电∥V
直线运动
B∥V
匀速直线运动
F电⊥V
类平抛运动
B⊥V
匀速圆周运动
电场磁场复习教案
耿
永
照
电场磁场对比复习
教学内容及目标：电场，磁场相关知识的对比，从而更深刻地认识场的知识及其规律，进一步分析电磁场的综合性知识。
教学过程：
一：学生总结电场磁场对比知识点（重点对比电场强度和磁感应强度及两场中的运动）
二：通过典型习题深化知识点
三：总结组合场的规律，预习复合场的问题
定义式：__________
点电荷决定式___________
关系式_____________
（2）定义式：_________
决定关系电流周围磁场正比于电流强度，离电流越近磁感应强度越大
单位：_______________
（3）单位：_____________
注意
电场强度是____量，其方向与该点正电荷受力方向一致。
磁感线的密与疏反映磁感应强度的强与弱。
电场线始于正电荷，终止于负电荷。
在磁体外部磁感线从N极出来，进入S极，在磁体内部由S极通向N极，形成一条闭合曲线。
电场线实际并不存在，任意两电场线都不相交，静电场的电场线不闭合。
磁感线实际并不存在，任意两电场线都不相交。
电场磁场对比复习
图表一：概念对比
静电场
磁场
点电荷决定式E=
关系式E=
（2）定义式：
决定关系电流周围磁场正比于电流强度，离电流越近磁感应强度越大
单位：N／C或V／m
（3）单位：特斯拉（T）1T=1N/（A·m）
注意
电场强度是矢量，其方向与该点正电荷受力方向一致。
注意
①磁感应强度是矢量，其方向与小磁针静止时N极指向一致，并不是磁场中电流所受磁力(安培力或洛仑兹力)方向。
注意
①磁感应强度是____量，其方向与小磁针静止时N极指向一致，并不是磁场中电流所受磁力(安培力或洛仑兹力)方向。
电场强度E是由__________决定的，与电场中是否放入检验电荷q及q的大小、正负无关。
②磁感应强度B是由_______决定的，与磁场中是否存在电流及 乘积大小无关。
特
点
电场线上任一点的________都跟该点的场强方向一致。
特点
磁感线上任一点的________都跟该点的磁强方向一致。
电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越小。
磁感线的密与疏反映磁感应强度的强与弱。
电场线始于____电荷，终止于_____电荷。不闭合。
在磁体外部磁感线从____出来，进入___极，在磁体内部由____通向______，形成一条闭合曲线。
电场强度E是由场源电荷的情况和该点的位置决定的，与电场中是否放入检验电荷q及q的大小、正负无关。
②磁感应强度B是由磁场自身性质决定的，与磁场中是否存在电流及 乘积大小无关。
特
点
电场线上任一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。
特点
磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁强方向一致。
电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越小。
比值定义法
电
场
强
度
定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，它是描述电场的力的性质的物理量。
磁
感
应
强
度
（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积 的比值叫做磁感应强度，它是描述磁场的力的性质的物理量。
定义式：E=
__________定义法
电
场
强
度
定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，它是描述电场的力的性质的物理量。
磁感应强度
（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积 的比值叫做磁感应强度，它是描述磁场的力的性质的物理量。