2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前第6天 電場和磁場學(xué)案

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1、 考前第6天　電場和磁場 [回顧知識(shí)] 1．庫侖定律 F＝k(條件：真空中、點(diǎn)電荷) 2．電場強(qiáng)度的表達(dá)式 (1)定義式：E＝(適用任何電場) (2)計(jì)算式：E＝(適用點(diǎn)電荷的電場) (3)勻強(qiáng)電場中：E＝(適用于勻強(qiáng)電場) 3．電勢差和電勢的關(guān)系 UAB＝φA－φB或UBA＝φB－φA 4．電場力做功的計(jì)算 (1)普適：W＝qU (2)勻強(qiáng)電場：W＝Edq 5．電容的計(jì)算 C＝＝(定義式) C＝(平行板電容器的決定式) 6．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 B＝ 7．安培力大小 F＝BIL(B、I、L相互垂直) 8．洛倫茲力的大小 F＝qvB 9．帶電粒子在勻

2、強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng) (1)洛倫茲力充當(dāng)向心力，qvB＝mrω2＝m＝mr＝4π2mrf2＝ma. (2)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝、周期T＝. 10．“速度選擇器”“電磁流量計(jì)”“磁流體發(fā)電機(jī)”“霍爾效應(yīng)”的共同點(diǎn)：qvB＝qE＝q. [回顧方法] 1．帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)問題的分析方法 (1)帶電粒子的加速 以初速度v0射入電場中的帶電粒子，經(jīng)電場力做功加速(或減速)至v，由qU＝mv2－mv得v＝. 當(dāng)v0很小或v0＝0時(shí)，上式簡化為v＝. (2)帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 以初速度v0垂直場強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場中的帶電粒子，受恒定電場力作用，做類似平拋的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(如圖所示)．

3、 加速度a＝ 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝ 側(cè)移量y＝at2＝2 偏轉(zhuǎn)角tanφ＝＝＝ 結(jié)論：①不論帶電粒子的m、q如何，只要荷質(zhì)比相同，在同一電場中由靜止加速后，再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出時(shí)的側(cè)移量和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運(yùn)動(dòng)軌跡相同)．②出場速度的反向延長線跟入射速度相交于中點(diǎn)O，粒子就好像從中點(diǎn)射出一樣．③角度關(guān)系：tanφ＝2tanα. 2．安培力方向的判斷方法 (1)電流元法：把整段通電導(dǎo)體等效為多段直線電流元，用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段導(dǎo)體所受合力的方向． (2)特殊位置法：把通電導(dǎo)體或磁鐵轉(zhuǎn)換到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力的方向． (3

4、)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管還可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析． (4)利用結(jié)論法：①兩通電導(dǎo)線相互平行時(shí)，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；②兩者不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢． (5)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)橥妼?dǎo)線之間、導(dǎo)線與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律，這樣定性分析磁體在電流產(chǎn)生的磁場中的安培力問題時(shí)，可先分析電流在磁體的磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流產(chǎn)生的磁場的作用力，從而確定磁體所受合力． 3．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)圓心、半徑及時(shí)間的確定方法

5、(1)圓心的確定 ①已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上兩點(diǎn)的速度方向，作這兩速度的垂線，交點(diǎn)即為圓心． ②已知粒子入射點(diǎn)、入射方向及運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的一條弦，作速度方向的垂線及弦的垂直平分線，交點(diǎn)即為圓心． ③已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩條弦，作出兩弦的垂直平分線，交點(diǎn)即為圓心． ④已知粒子在磁場中的入射點(diǎn)、入射方向和出射方向，延長(或反向延長)兩速度方向所在直線使之成一夾角，作出這一夾角的角平分線，角平分線上到兩直線距離等于半徑的點(diǎn)即為圓心． (2)半徑的確定：找到圓心以后，半徑的確定和計(jì)算一般利用幾何知識(shí)解直角三角形的辦法．帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中常見的幾種運(yùn)動(dòng)情形如圖所示． ①磁場邊界：直線，

6、粒子進(jìn)出磁場的軌跡具有對(duì)稱性，如圖(a)、(b)、(c)所示． ②磁場邊界：平行直線，如圖(d)所示． ③磁場邊界：圓形，如圖(e)所示． (3)時(shí)間的確定 ①t＝T或t＝T或t＝ 其中α為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)的圓心角，T為周期，v為粒子的速度，s為運(yùn)動(dòng)軌跡的弧長． ②帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向之間的夾角叫速度偏向角，由幾何關(guān)系知，速度偏向角等于圓弧軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角α，如圖(d)、(e)所示． [回顧易錯(cuò)點(diǎn)] 1．區(qū)分電場強(qiáng)度E及電容C的定義式與決定式． 2．區(qū)分電場強(qiáng)度與電勢． 3．區(qū)分左手定則與右手定則． 4．區(qū)分霍爾效應(yīng)中的“電子”導(dǎo)電與“空穴”導(dǎo)電． 5．區(qū)分“微觀粒子”與“帶電小球”． 4