电场与磁场.doc

基础知识再重温 考点24　物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ) 考点25　静电现象的解释(Ⅰ) 考点26　点电荷(Ⅰ) 考点27　库仑定律(Ⅱ) 考点28　静电场(Ⅰ) 考点29　电场强度、点电荷的场强(Ⅱ) 考点30　电场线(Ⅰ) 考点31　电势能、电势(Ⅰ) 考点32　电势差(Ⅱ) 考点33　匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅱ) 考点要求重温 考点34　带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ) 考点35　示波管(Ⅰ) 考点36　常见电容器，电容器的电压、电荷量和电容的关系(Ⅰ) 考点37　磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ) 考点38　通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ) 考点39　安培力、安培力的方向(Ⅰ) 考点40　匀强磁场中的安培力(Ⅱ) 考点41　洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ) 考点42　洛伦兹力公式(Ⅱ) 考点43　带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ) 考点44　质谱仪和回旋加速器(Ⅰ) 答案 要点方法回顾 1.请回答库仑定律的内容、公式和适用条件分别是什么？ 答案　(1)内容：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的 电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在 它们的连线上. (3)适用条件：①点电荷；②真空中. 答案 答案 答案　(1)区别 ①电场强度的定义式E＝ ，适用于任何电场，E由场源电荷和点的位置 决定，与F、q无关. ②真空中点电荷所形成的电场E＝ ，其中Q为场源电荷，r为某点到场 源电荷的距离. ③匀强电场中场强和电势差的关系式E＝ ，其中d为两点沿电场方向的 距离. (2)用叠加原理求该点的场强 若空间的电场是由几个“场源”共同激发的，则空间中某点的电场强度 等于每个“场源”单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和—— 叠加原理. (3)电场方向是正电荷的受力方向、负电荷受力的反方向、电场线的切线 方向、电势降低最快的方向. 答案 3.比较电势高低的方法有哪些？ 答案　(1)顺着电场线方向，电势逐渐降低. (2)越靠近正场源电荷处电势越高；越靠近负场源电荷处电势越低. (3)根据电场力做功与电势能的变化比较 ①移动正电荷，电场力做正功，电势能减少，电势降低；电场力做负功， 电势能增加，电势升高. ②移动负电荷，电场力做正功，电势能减少，电势升高；电场力做负功， 电势能增加，电势降低. 答案 4.比较电势能大小最常用的方法是什么？ 答案　不管是正电荷还是负电荷，只要电场力对电荷做正功，该电荷的 电势能就减少；只要电场力对电荷做负功，该电荷的电势能就增加. 答案 5.电场力做功有什么特点？如何求解电场力的功？ 答案 答案　 (1)电场力做功的特点 电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因而 电场力对移动电荷所做的功的值也是确定的，所以，电场力对移动电荷 所做的功，与电荷移动的路径无关，仅与初、末位置的电势差有关，这与 重力做功十分相似. (2)电场力做功的计算及应用 ①W＝Flcos α，常用于匀强电场，即F＝qE恒定. ②WAB＝qUAB，适用于任何电场，q、UAB可带正负号运算，结果的正负 可反映功的正负，也可带数值运算，但功的正负需结合移动电荷的正负 以及A、B两点电势的高低另行判断. ③功能关系：电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能相互转化的 过程，如图，且W＝－ΔE其他. 答案 6.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和偏转 运动？处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些？ 答案　(1)加速——匀强电场中，带电粒子的受力方向与运动方向共线、同向. 处理方法：①牛顿运动定律和运动学方程相结合. (2)偏转——带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场. 处理方法：类似平抛运动的分析方法. 沿初速度方向的匀速直线运动：l＝v0t 沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动： 答案 7.电容的两个表达式和平行板电容器的两类问题是什么？ (2)平行板电容器的两类问题： 答案 8.磁场的基本性质是什么？安培定则和左手定则有何区别？ 答案　(1)磁场是一种物质，存在于磁体、电流和运动电荷周围，产生于 电荷的运动，磁体、电流和运动电荷之间通过磁场而相互作用. (2)两个定则：①安培定则：判断电流周围的磁场方向. ②左手定则：判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向. 答案 9.通电导线在磁场中一定受到力的作用吗？磁场对电流的力的作用有什么 特点？ 答案　当通电导线放置方向与磁场平行时，磁场对通电导线无力的作用. 除此以外，磁场对通电导线有力的作用.当I⊥B时，磁场对电流的作用为 安培力F＝BIL，其中L为导线的有效长度，安培力的方向用左手定则判断， 且安培力垂直于B和I确定的平面. 答案 10.带电粒子在磁场中的受力情况有何特点？洛伦兹力的大小与哪些物理量 有关，它的方向如何判定？洛伦兹力为什么不做功？ 答案　(1)磁场只对运动电荷有力的作用，对静止电荷无力的作用.磁场对 运动电荷的作用力叫洛伦兹力. (2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F洛＝qvBsin θ，注意：θ为v与B的夹角. F洛的方向仍由左手定则判定，但四指的指向应为正电荷运动的方向或负 电荷运动方向的反方向. (3)因为洛伦兹力的方向总是垂直于速度方向，所以洛伦兹力不做功. 答案 11.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的基本思路和方法是怎样的？ 答案　(1)圆心的确定：因为洛伦兹力F洛指向圆心，根据F洛⊥v，画出粒子运动轨 迹上任意两点的(一般是射入和射出磁场的两点)F洛的方向，沿两个洛伦兹力F洛的 方向画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中任意一 根弦的中垂线上，作出圆心位置. (2)半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角). (3)粒子在磁场中运动时间的确定：利用回旋角α(即圆心角)与弦切角的关系，或者 利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小，由公式t＝ 可求出粒子 在磁场中运动的时间. (4)注意圆周运动中有关的对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时， 速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入粒子，必沿径向射出. 答案 12.当带电粒子在电场中分别做匀变速直线运动，类平抛运动和一般曲线 运动时，通常用什么方法来处理？ 答案　(1)当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时，一般用力的观点来 处理(即用牛顿运动定律结合运动学公式)； (2)当带电粒子在电场中做类平抛运动时，用运动的合成和分解的方法来 处理； (3)当带电粒子在电场中做一般曲线运动时，一般用动能定理或能量的观 点来处理. 答案 13.复合场通常指哪几种场？大体可以分为哪几种类型？处理带电粒子在 复合场中运动问题的思路和方法是怎样的？ 答案 答案　(1)复合场及其分类 复合场是指重力场、电场、磁场并存的场，在力学中常有四种组合形式： ①电场与磁场的复合场；②磁场与重力场的复合场；③电场与重力场的复 合场；④电场、磁场与重力场的复合场. (2)带电粒子在复合场中运动问题的处理方法 ①正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提. ②灵活选用力学规律是解决问题的关键 当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解. 当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和 平衡条件列方程联立求解. 当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒 定律列方程求解. 答案 14.回旋加速器加速带电粒子时，是不是加速电压越大，粒子获得的动能 越大，粒子回旋的时间越短？