【物理】2019届二轮复习提分策略一临考必记3-电场与磁场学案 7页

‎3.电场与磁场 授课提示：对应学生用书第102页 ‎[基本公式]‎ ‎1．电场强度 ‎2．电势、电势差、电势能、电功：WAB＝qUAB＝q(φA－φB)(与路径无关)．‎ ‎3．电容器的电容 ‎4．电荷在匀强电场中偏转(v0⊥E)‎ ‎5．安培力 ‎6．洛伦兹力 ‎7．带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎(1)洛伦兹力充当向心力：‎ qvB＝mrω2＝m＝mr＝4π2mrf2＝ma.‎ ‎(2)圆周运动的半径r＝，周期T＝.‎ ‎8．速度选择器、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应稳定时，电荷所受电场力和洛伦兹力平衡．‎ ‎9．回旋加速器 ‎(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做圆周运动的频率相同．T电场＝T回旋＝T＝.‎ ‎(2)粒子在电场中每加速一次，都有qU＝ΔEk.‎ ‎(3)粒子在边界射出时，都有相同的圆周半径R，有R＝.‎ ‎(4)粒子飞出加速器时的动能为Ek＝＝.(在粒子质量、电荷量确定的情况下，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)‎ ‎[二级结论]‎ ‎1．顺着电场线方向电势φ一定降低．‎ ‎2．等量异种电荷连线的中垂线(面)的电势与无穷远处电势相等(等于零)．‎ ‎3．在匀强电场中，长度相等且平行的两线段的端点的电势差相等．‎ ‎4．电容器充电电流，流入正极、流出负极；电容器放电电流，流出正极，流入负极．‎ ‎5．带电粒子在电场和重力场中做竖直方向的圆周运动用等效法：当重力和电场力的合力沿半径且背离圆心处速度最大，当其合力沿半径指向圆心处速度最小．‎ ‎6．同向电流相吸，反向电流相斥，交叉电流有转到同向的趋势．‎ ‎7．圆周运动中有关对称的规律：‎ ‎(1)从直线边界射入匀强磁场的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图甲所示；‎ ‎(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出，如图乙所示．‎ ‎8．最小圆形磁场区域的计算：找到磁场边界的两点，以这两点的距离为直径的圆面积最小．‎ ‎9．带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中，如果做直线运动，一定做匀速直线运动．如果做匀速圆周运动，重力和电场力一定平衡，只有洛伦兹力提供向心力．‎ ‎[临考必练]‎ ‎1.如图所示，一均匀的带电荷量为＋Q的细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且ab＝bc＝cd＝L，在a点处有一电荷量为＋的固定点电荷．已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　)‎ A．k　　B.k　　　C．k　　　D．k 解析：电荷量为＋的点电荷在b处产生电场强度为E＝，方向向右．在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与点电荷在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b处产生的电场强度大小为E′＝，方向向左．根据对称性可知细棒在d处产生的电场强度大小为，方向向右；而电荷量为＋的点电荷在d处产生电场强度为E″＝＝，方向向右．所以d点处电场强度的大小为Ed＝E″＋E′＝，方向向右，故选A.‎ 答案：A ‎2.平行板电容器的两极板M、N接在一恒压电源上，N板接地．板间有a、b、c三点．若将上板M向下移动少许至图中虚线位置，则(　　)‎ A．b点场强减小　　　 B.b、c两点间电势差减小 C．c点电势升高 D．a点电势降低 解析：电源电压不变，即电容器的极板间电压不变，当M向下移动时，极板间距减小，根据E＝，故极板间的场强增大，所以b点的场强增大，选项A错误；b、c两点间电势差Ubc＝E·bc，E增大，而bc不变，故Ubc增大，选项B错误；同理c、N间的电势差也增大，而N点的电势为0，由电源的正极连接下极板可知，UNc＝φN－φc＝－φc，所以c点的电势降低，选项C错误；同理a点的电势也降低，选项D正确．‎ 答案：D ‎3.(多选)如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小 B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C．粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小 D．a点的电势高于b点的电势 解析：由题图知a处电场线比b处稀疏，即EavMt2.‎ 在竖直方向上＝at 解得d>l.‎ 答案：(1)l　　(2)d>l ‎8．如图所示，三角形区域磁场的三个顶点a、b、c在直角坐标系内的坐标分别为(0,‎2 cm)、(－‎2 cm,0)、(‎2 cm，0)，磁感应强度B＝4×10－4 T，大量比荷＝2.5×‎105 C/kg、不计重力的正离子，从O点以相同的速率v＝‎2 m/s沿不同方向垂直磁场射入该磁场区域．求：‎ ‎(1)离子运动的半径．‎ ‎(2)从ac边离开磁场的离子，离开磁场时距c点最近的位置坐标值．‎ ‎(3)从磁场区域射出的离子中，在磁场中运动的最长时间．‎ 解析：(1)由qvB＝m得，R＝，‎ 代入数据可解得R＝2 cm.‎ ‎(2)设从ac边离开磁场的离子距c最近的点的坐标为M(x，y)，M点为以a为圆心，以aO为半径的圆周与ac的交点，则x＝Rsin 30°＝ cm y＝R－Rcos 30°＝(2－3)cm 离c最近的点的坐标值为M(，2－3)．‎ ‎(3)依题意知，所有离子的轨道半径相同，则可知弦越长，对应的圆心角越大，易知从a点离开磁场的离子在磁场中运动时间最长，其轨迹所对的圆心角为60°‎ T＝＝ s t＝＝ s.‎ 答案：(1)2 cm　(2)(，2－3)　(3) s