高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场学案[共109页]

1、专题三 电场与磁场学前先做高考题高考题最经典，每做一次都有新发现1(2015江苏高考)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，春秋纬考异邮中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是()A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析：选C用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；

2、小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象。2(多选)(2015江苏高考)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低解析：选ACD根据电场线的分布图，a、b两点中，a点的电场线较密，则a点的电场强度较大，选项A正确；沿电场线的方向电势降低，a点的电势低于b点的电

3、势，选项B错误；由于c、d关于正电荷对称，正电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等、方向相反；两负电荷在c点产生的电场强度为0，在d点产生的电场强度方向向下，根据电场的叠加原理，c点的电场强度比d点的大，选项C正确；c、d两点中c点离负电荷的距离更小，c点电势比d点低，选项D正确。3.(2016江苏高考)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示，容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()AA点的电场强度比B点的大B小球表面的电势比容器内表面的低CB点的电场强度方向与该处内表面垂直D将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做

4、的功不同解析：选C由题图知，B点处的电场线比A点处的密，则A点的电场强度比B点的小，选项A错误；沿电场线方向电势降低，选项B错误；电场强度的方向总是与等势面(容器内表面)垂直，选项C正确；沿任意路径将检验电荷由A点移动到B点，电场力做功都为零，选项D错误。4(多选)(2017江苏高考)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有()Aq1和q2带有异种电荷Bx1处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能减小D负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大解析：选AC由题图可知，空间的电势有正有负，且只有一个极值，则两个点电荷必定为异种电荷，A项正确；由E可知

5、，x图像的切线斜率表示电场强度，因此x1处的电场强度不为零，B项错误；负电荷从x1移到x2的过程中，电势升高，电场强度减小，由Epq，FqE可知，电势能减小，受到的电场力减小，C项正确，D项错误。5(多选)(2015江苏高考)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球()A做直线运动B做曲线运动C速率先减小后增大D速率先增大后减小解析：选BC小球运动时受重力和电场力的作用，合力F方向与初速度v0方向不在一条直线上，小球做曲线运动，选项A错误，B正确；将初速度v0分解为垂直于F方向的v1和沿F方向的v2，根据运动与力的关系，v1的大小不变，v2先减小后

6、反向增大，因此小球的速率先减小后增大，选项C正确，D错误。6(2017江苏高考)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到P点返回D穿过P点解析：选A电子在A、B板间的电场中做加速运动，在B、C板间的电场中做减速运动，设A、B板间的电压为U，B、C板间的电场强度为E，M、P两点间的距离为d，则有eUeEd0，若将C板向右平移到P点，B、C两板所带电荷量不变，由E可知，C板向右平移到P时，B、C两板间的电场强度不变，

7、由此可以判断，电子在A、B板间做加速运动后，在B、C板间做减速运动，到达P点时速度为零，然后返回，A项正确，B、C、D项错误。7(2017江苏高考)一台质谱仪的工作原理如图所示。大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知甲、乙两种离子的电荷量均为q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹。不考虑离子间的相互作用。(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x；(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度

8、d；(3)若考虑加速电压有波动，在(U0U)到(U0U)之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件。解析：(1)甲种离子在电场中加速时，有qU02mv2设甲种离子在磁场中的运动半径为r1则有qvB2m解得r1 根据几何关系有x2r1L解得x L。(2)如图所示。最窄处位于过两虚线交点的垂线上dr1解得d 。(3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2r1的最小半径r1min r2的最大半径r2max 由题意知2r1min2r2maxL即 L解得L2。答案：(1) L(2)见解析图(3)LEbBWaWb，Ea EbCWaWb，Ea Eb DWaWb，Ea ba，选项A错误；

9、无法从质点的受力情况来判断其运动方向，选项B错误；质点在P点的电势能大于在Q点的电势能，而电势能和动能的总和不变，所以，质点在P点的动能小于在Q点的动能，选项C正确；P点的等势面比Q点的等势面密，故场强较大，质点受到的电场力较大，加速度较大，选项D错误。答案C备考锦囊利用电场线和等势面解决带电粒子运动轨迹的三方法(1)根据带电粒子(只受电场力)的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向，带电粒子所受的电场力指向运动轨迹曲线的凹侧，再结合电场线的方向确定带电粒子的电性及有关判断。(2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动，结合题意确定电场力做正功还是做负功、电势能的变化情况或等势面的电势高低。(3)

10、“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种可能情况。即时训练(2017常州市一模)带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是()A粒子带负电荷B粒子先加速后减速C粒子加速度一直增大D粒子的动能先减小后增大解析：选D由题图可知，粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，A错误；粒子受电场力向右，所以先向左减速运动后向右加速运动，B错误；从a点

11、到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先减小后增大。根据电场线的疏密知道场强先减小后增大，故加速度先减小后增大，C错误，D正确。电场中的功能关系例3如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷。a、b是AB连线上两点，其中AaBb，O为AB连线的中点。一质量为m、带电荷量为q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数；(2)O、b两点间的电势差UOb；(3)小滑块运动的总路程s。审题指导

12、(1)由题意可判断，Uab0。(2)在运动过程中，滑动摩擦力做功情况为一直做负功。(3)本题中所用到的功能关系规律为：动能定理。解析(1)由AaBb，O为AB连线的中点得：a、b关于O点对称，则Uab0设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于小滑块从ab过程，由动能定理得：qUabf0E0而fmg解得：。(2)小滑块从Ob过程，由动能定理得：qUObf0nE0解得：UOb。(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：qUaOfs0E0而UaOUOb解得：sL。答案(1)(2)E0(3)L备考锦囊解决电场力做功问题时应注意的两点(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析

13、电场力做功情况。(2)应用公式WABqUAB计算时，WAB、q、UAB一般都要带正、负号计算。即时训练如图所示，在O点处固定一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球下落的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点时的速度为v，试求：(1)小球通过C点时的速度大小；(2)小球由A到C的过程中电场力做的功。解析：(1)因B、C两点电势相等，小球由B到C只有重力做功，由动能定理有：mgRsin 30mvC2mv2解得：vC。(2)设小球由A到C的

14、过程电场力做的功为W，根据动能定理mghWmvC2解得Wmv2mgRmgh。答案：(1) (2)mv2mgRmgh课余自查小练1(多选)直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度地释放一电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为 Ea和Eb，电势分别为a和b，则()AEaEbBEaEbCab解析：选AC根据题图可知，图线的斜率表示电场力的大小。电子从a到b，电势能图线的斜率逐渐减小，则电场力逐渐减小，故电场强度逐渐减小，所以EaEb，A正确，B错误；由于电势能逐渐降低，所以电场力做正功，则电子所受的电场力方向由a指

15、向b，电场线的方向由b指向a，沿电场线方向电势逐渐降低，所以aQ2，选项B错误；由沿电场线方向电势降低知，在P点场强方向改变，所以P点处的电场强度为0，选项A正确；质子从M点运动到N点，加速度先减小后增大，速率先增大后减小，选项C正确，D错误。3.(2017松江区一模)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A在x2和x4处电势能相等B由x1运动到x3的过程中电势能增大C由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大解析：选B由题图可知，正电荷从x2运动到x4的过程中，电场力做功不为零，

16、则正电荷在x2和x4处电势能不相等，故A错误；x1x3处场强方向为x轴负方向，则从x1到x3电势升高，正电荷在x3处电势能较大，故B正确；由x1运动到x4的过程中电势升高，正电荷的电势能增大，故C错误；由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，故由FqE知，电场力先增大后减小，故D错误。4(2017宜春二模)如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2(Q2位于坐标原点O)，其上有M、N、P三点，间距MNNP，Q1、Q2在轴上产生的电势随x的变化关系如图乙。则()AM点电势和场强大小均为零BN点电势和场强大小均不为零C一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|WPN|WNM|D由图

17、可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，且Q1的电荷量大于Q2解析：选D x图线的切线斜率表示电场强度的大小，所以M点的场强不为零，故A错误；同理可知N点的场强为零，故B错误；由题图乙可知，UMNUNP，正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功qUMNqUNP，电场力做负功，故|WPN|WNM|，故C错误；因为N点的场强为0，所以Q1、Q2在N点产生的场强大小相等、方向相反，两电荷为异种电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，Q1带负电、Q2带正电，根据Ek，可知与N点距离大的电荷量大，所以Q1的电荷量大于Q2，故D正确。专题跟踪检测一、选择题(第15题为单项选择题，第69题为多项选择题)1.(2017南

18、通模拟)如图所示，A、B为真空中两个固定的等量正电荷，abcd是以AB连线中点O为中心的正方形，且关于AB对称，关于a、b、c、d、O各点，下列说法中正确的是()A电场强度Ea与Ed相同B电势adC将一正电荷由a点移到b点，电场力做正功D将一负电荷由b点移到O点，电势能增大解析：选D根据等量同种电荷电场线和等势线的分布情况和对称性，可知a、b、c、d四点的电场强度大小和电势均相等，但场强的方向不同，故A、B错误；由于ab间的电势差为零，将正电荷由a点移到b点时有：Wab0，故C错误；负电荷由b点移到O点时有：WbOUbO(q)0，即电场力做负功，电势能增大，故D正确。2.如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。以下说法正确的是()AO点电势与Q点电势相等BM、O间的电势差小于O、N间的电势差C将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上解析：选C由电场线的方向可知MON，再作出此电