2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場與磁場 第1講 電場和磁場的基本性質(zhì)課件.ppt

第1講電場和磁場的基本性質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 1 電場 2 磁場 1 三個物理量的判斷方法 規(guī)律方法 2 用準(zhǔn) 兩個定則 1 對電流的磁場用安培定則 2 對安培力和洛倫茲力用左手定則 典例1 2018 全國卷 16 如圖1 三個固定的帶電小球a b和c 相互間的距離分別為ab 5cm bc 3cm ca 4cm 小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a b的連線 設(shè)小球a b所帶電荷量的比值的絕對值為k 則 圖1 電場的基本性質(zhì) 庫侖定律的應(yīng)用及庫侖力的合成 答案D 典例2 2018 天津理綜 3 如圖2所示 實線表示某電場的電場線 方向未標(biāo)出 虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡 設(shè)M點和N點的電勢分別為 M N 粒子在M和N時加速度大小分別為aM aN 速度大小分別為vM vN 電勢能分別為EpM EpN 下列判斷正確的是 圖2A vM vN aM aNB vM vN M NC M N EpM EpND aM aN EpM EpN 根據(jù)電場中的 點 線 面 跡 判斷相關(guān)物理量的變化 答案D 典例3 多選 2017 全國卷 21 一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面 平面內(nèi)a b c三點的位置如圖3所示 三點的電勢分別為10V 17V 26V 下列說法正確的是 A 電場強(qiáng)度的大小為2 5V cmB 坐標(biāo)原點處的電勢為1VC 電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD 電子從b點運(yùn)動到c點 電場力做功為9eV圖3 a點電勢比b點電勢低7V 電子帶負(fù)電 所以電子在a點的電勢能比在b點的高7eV 故選項C錯誤 b點電勢比c點電勢低9V 電子從b點運(yùn)動到c點 電場力做功為9eV 故選項D正確 答案ABD 典例4 多選 2017 全國卷 20 在一靜止點電荷的電場中 任一點的電勢 與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖4所示 電場中四個點a b c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea Eb Ec和Ed 點a到點電荷的距離ra與點a的電勢 a已在圖中用坐標(biāo) ra a 標(biāo)出 其余類推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b c點移動到d點 在相鄰兩點間移動的過程中 電場力所做的功分別為Wab Wbc和Wcd 下列選項正確的是 電場中的圖象問題 圖4A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 答案AC 典例5 2018 北京理綜 19 研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖5所示 下列說法正確的是 A 實驗前 只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸 能使電容器帶電B 實驗中 只將電容器b板向上平移 靜電計指針的張角變小C 實驗中 只在極板間插入有機(jī)玻璃板 靜電計指針的張角變大D 實驗中 只增加極板帶電量 靜電計指針的張角變大 表明電容增大 與平行板電容器有關(guān)的電場問題 圖5 答案A 1 粒子快速通過氫分子中心 其軌跡垂直于兩核的連線 兩核的距離為d 如圖6所示 假定 粒子穿過氫分子中心時兩氫核幾乎不移動 同時忽略分子中電子的電場 則當(dāng) 粒子在靠近氫分子過程中下列說法正確的是 圖6A 加速度一定變大B 加速度一定減小C 電勢能越來越大D 電勢能越來越小 解析由題意可知 兩個氫分子可視為等量的同種正電荷 其連線中點電場強(qiáng)度為零 無窮遠(yuǎn)處的電場強(qiáng)度也為零 因此在中點和無窮遠(yuǎn)之間有一點場強(qiáng)最大 但由于此位置不確定 因為 粒子靠近氫分子過程中電場力的變化不確定 所以加速度的變化不確定 A B錯誤 粒子在靠近中心連線時 由于電場力對 粒子做負(fù)功 因此其電勢能逐漸增大 C正確 答案C 2 一個電子只在電場力作用下從a點運(yùn)動到b點的軌跡如圖7中虛線所示 圖中平行實線可能是電場線也可能是等勢線 則以下說法正確的是 圖7A 無論圖中的實線是電場線還是等勢線 a點的電場強(qiáng)度都比b點的電場強(qiáng)度小B 無論圖中的實線是電場線還是等勢線 a點的電勢都比b點的電勢高C 無論圖中的實線是電場線還是等勢線 電子在a點的電勢能都比在b點的電勢能小D 如果圖中的實線是等勢線 電子在a點的速率一定大于在b點的速率 解析根據(jù)電場線和等勢線的特點及兩者的關(guān)系可知 無論圖中的實線是電場線還是等勢線 a b兩點的電場強(qiáng)度都相等 若圖中實線是電場線 則根據(jù)做曲線運(yùn)動的物體一定受到指向軌跡凹側(cè)的合外力 可知電子受到的電場力方向水平向右 電場線方向水平向左 a點的電勢比b點的電勢低 電子從a點運(yùn)動到b點的過程中 電場力做正功 電勢能減小 動能增大 電子在a點的電勢能比在b點的電勢能大 電子在a點的速率一定小于在b點的速率 若圖中實線是等勢線 則根據(jù)電場線和等勢線垂直的關(guān)系和物體做曲線運(yùn)動的條件 可知電子受到的電場力方向豎直向下 電場線方向豎直向上 a點的電勢比b點的電勢高 電子從a點運(yùn)動到b點的過程中 電場力做負(fù)功 電勢能增加 動能減小 電子在a點的電勢能比在b點的電勢能小 電子在a點的速率一定大于在b點的速率 綜上所述 選項D正確 答案D 3 多選 一帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動 其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖8所示 其中0 x2段是對稱的曲線 x2 x3段是直線段 則正確的是 圖8A x1 x2 x3處電勢 1 2 3的關(guān)系為 3 2 1 0B 在x的正半軸 電場方向都沿x軸正方向C 粒子在0 x1段受到的電場力方向沿x軸正方向 做加速運(yùn)動D x2 x3段的電場是勻強(qiáng)電場 解析由Ep q q 0且不變知 與Ep同號且成正比 可得到 x圖象如圖所示 由于粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動 說明電場線沿x軸 根據(jù)電場方向由電勢高處指向電勢低處 在0 x1段電場方向為 x方向 粒子在該段受到的電場力方向沿 x方向 做加速運(yùn)動 x1 x3段電場方向沿 x方向 粒子做減速運(yùn)動 選項A C正確 B錯誤 又x2 x3段電勢隨距離x的變化是線性的 說明該處電場是恒定的 為勻強(qiáng)電場 選項D正確 答案ACD 磁場的基本性質(zhì) 磁場的疊加及安培力的計算問題 圖9 答案AC 典例2 多選 2017 全國卷 19 如圖10 三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1 L2和L3兩兩等距 均通有電流I L1中電流方向與L2中的相同 與L3中的相反 下列說法正確的是 圖10 答案BC 典例3 多選 2017 全國卷 21 某同學(xué)自制的簡易電動機(jī)示意圖如圖11所示 矩形線圈由一根漆包線繞制而成 漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出 并作為線圈的轉(zhuǎn)軸 將線圈架在兩個金屬支架之間 線圈平面位于豎直面內(nèi) 永磁鐵置于線圈下方 為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來 該同學(xué)應(yīng)將 圖11 安培力作用下導(dǎo)體的平衡及運(yùn)動 A 左 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B 左 右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C 左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D 左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 解析若將左 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉 這樣當(dāng)線圈在圖示位置時 線圈的上下邊受到水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動 選項A正確 若將左 右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 則當(dāng)線圈在圖示位置時 線圈的上下邊受到安培力而轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)過半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止轉(zhuǎn)動 選項B錯誤 左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 電路不能接通 故不能轉(zhuǎn)起來 選項C錯誤 若將左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 這樣當(dāng)線圈在圖示位置時 線圈的上下邊受到安培力而轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)過半周后電路不導(dǎo)通 轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動 選項D正確 答案AD 分析磁場對電流的作用要做到 一明 一轉(zhuǎn) 一分析 1 多選 3條在同一平面 紙面 內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角形 在導(dǎo)線中通過的電流均為I 電流方向如圖12所示 a b和c三點分別位于三角形的3個頂角的平分線上 且到相應(yīng)頂點的距離相等 將a b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1 B2和B3 下列說法正確的是 A B1 B2 B3B B1 B2 B3C a和b處磁場方向垂直于紙面向外 c處磁場方向垂直于紙面向里D a處磁場方向垂直于紙面向外 b和c處磁場方向垂直于紙面向里 圖12 解析本題要明確三條導(dǎo)線中的電流在a b c三點各自產(chǎn)生的磁場的分布情況 要充分利用對稱性進(jìn)行矢量合成 對于a點 由安培定則可知 兩傾斜導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 方向相反 水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向外 對于b點 斜向右上方的導(dǎo)線與水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 方向相反 斜向左上方的導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向外 對于c點 水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向里 斜向左上方和斜向右上方的導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向也向里 則c處合磁場方向向里 且有B3 B1 B2 綜上可知選項A C正確 答案AC 2 如圖13所示 三根長為L的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形 電流的方向均垂直紙面向里 電流大小均為I 其中A B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0 導(dǎo)線C位于水平面 處于靜止?fàn)顟B(tài) 則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力為 圖13 解析根據(jù)安培定則 A電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于AC B電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于BC 如圖所示 答案B 新考綱的修訂除了完善考核目標(biāo) 調(diào)整考試內(nèi)容外 還增加了對中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的考核 高考試題也要體現(xiàn)育人功能 關(guān)注 一點四面 一點就是要在高考中體現(xiàn)立德樹人 四面是指在高考當(dāng)中體現(xiàn)核心價值 傳統(tǒng)文化 依法治國 創(chuàng)新精神四個方向 高考已考過該部分內(nèi)容 預(yù)計2019年高考物理可能還要考查該部分知識 應(yīng)引起重視 高考物理中的傳統(tǒng)文化 例1 多選 2015 新課標(biāo)全國 指南針是我國古代四大發(fā)明之一 關(guān)于指南針 下列說法正確的是 A 指南針可以僅具有一個磁極B 指南針能夠指向南北 說明地球具有磁場C 指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D 在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線 導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn) 解析指南針不可以僅具有一個磁極 故選項A錯誤 指南針能夠指向南北 說明地球具有磁場 故選項B正確 當(dāng)附近的鐵塊磁化時 指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾 故選項C正確 根據(jù)安培定則 在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線 導(dǎo)線通電時會產(chǎn)生磁場 指南針會偏轉(zhuǎn)與導(dǎo)線垂直 故選項D錯誤 答案BC 命題分析 本題以我國古代四大發(fā)明中指南針為背景考查考生對磁場的性質(zhì) 地磁場和通電直導(dǎo)線的磁場的掌握情況 試題通過傳統(tǒng)文化元素的引入 實現(xiàn)形象思維與邏輯思維的結(jié)合 使抽象的物理概念形象化 有利于促進(jìn)考生對物理概念的理解 同時還可讓考生了解我國是一個文明古國 增強(qiáng)考生的民族自尊心和自豪感 從而激發(fā)考生為實現(xiàn) 中國夢 而發(fā)奮讀書 例2 2015 江蘇單科 靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在 我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載 春秋緯 考異郵 中有 玳瑁吸衣若 之說 但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是 A 梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B 帶電小球移至不帶電金屬球附近 兩者相互吸引C 小線圈接近通電線圈過程中 小線圈中產(chǎn)生電流D 從干燥的地毯上走過 手碰到金屬把手時有被電擊的感覺 解析用塑料梳子梳頭發(fā)時相互摩擦 塑料梳子會帶上電荷吸引紙屑 選項A屬于靜電現(xiàn)象 帶電小球移至不帶電金屬球附近 由于靜電感應(yīng) 金屬小球在靠近帶電小球一端時會感應(yīng)出與帶電小球異號的電荷 兩者相互吸引 選項B屬于靜電現(xiàn)象 小線圈接近通電線圈過程中 由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象 小線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 選項C不屬于靜電現(xiàn)象 從干燥的地毯上走過 由于摩擦生電 當(dāng)手碰到金屬把手時瞬時產(chǎn)生較大電流 人有被電擊的感覺 選項D屬于靜電現(xiàn)象 答案C