考前精彩回扣四.ppt
四 电场和磁场,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间的相互作用力跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离平方成反比,作用力的方向在两点电荷的连线上.(2)公式:F=式中的k=9109 Nm2/C2叫静电力常量.(3)适用条件:点电荷;真空中.,2.电场强度是描述电场力的性质的物理量,它有三个表达式:E=,E=和E=,这三个公式有何区别?如果空间某点存在多个电场,如何求该点的场强?电场的方向如何确定?,答案(1)区别 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.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.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)叠加原理 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)几个方向:电场的反方向;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.3.电场力做功有什么特点?电场力做功与电荷电势能变化之间有什么关系?如何求解电场力的功?答案(1)电场力做功与电荷电势能的变化的关系 电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少;电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加,电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值.,(2)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,因而移动电荷做功的值也是确定的,所以,电场力移动电荷所做的功,与电荷移动的路径无关,仅与始末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似.(3)电场力做功的计算及应用 W=Fscos,常用于匀强电场,即F=qE恒定.WAB=qUAB,适用于任何电场,q、UAB带正负号运算时,结果的正负可反映功的正负,也可只带数值运算,但功的正负需结合移动电荷的正负,A、B两点电势的高低另行判断.,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=-E其他.4.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.处理方法:牛顿定律和运动学方程相结合.功能关系:qU=(2)偏转带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场.,(3)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:x=v0t,沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动:y=偏转角tan=,5.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,并通过磁场而相互作用.(2)两个定则:安培定则:判断电流周围的磁场方向.,左手定则:判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.6.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?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=qvBsin,注意:为v与B的夹角.F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.,7.如何分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题?其基本思路和方法是怎样的?洛伦兹力做功有什么特点?,答案(1)思路和方法 圆心的确定:因为洛伦兹力F指向圆心,根据Fv,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的方向,沿两个洛伦兹力F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.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).,粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角(即圆心角)与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360计算出圆心角的大小,由公式t=可求出粒子在磁场中运动的时间.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,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.(2)洛伦兹力做功特点 由于洛伦兹力始终和速度方向垂直,所以洛伦兹力永不做功,但洛伦兹力的分力可以做功.,8.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.9.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(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:电场与磁场的复合场;磁场与重力场的复合场;电场与重力场的复合场;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 正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提.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.如果涉及两个带电粒子的碰撞问题,还要根据动量守恒定律列出方程,再与其他方程联立求解.由于带电粒子在复合场中受力情况复杂,运动情况多变,往往出现临界问题,此时应以题目中出现的“恰恰”、“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.,返回,
