15届高二理科物理电场磁场复习资料doc.docx
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15届高二理科物理电场磁场复习资料doc
成都七中高2015级2013~2014学年物理期末复习资料
电场、磁场复习
一、基础知识填空
（一）点电荷电荷守恒定律
1．元电荷、点电荷
（1）原子是由带的原子核和带的电子构成，原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等，整个原子对外界较远位置表现为．物体带正电实际是指物体中正电荷比负电荷____，正电荷比负电荷多的部分也就是物体的带电量。
（2）元电荷：
e＝1.6×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
电子的电荷量q＝________C。
（3）点电荷：
代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的____模型。
注意：
区分点电荷、元电荷、电荷量
电荷量是物体所带电荷的多少，它只能是元电荷的整数倍；元电荷是电荷量为1.60×10－19C的电荷，既不是电子也不是质子，它是最小的电荷量；点电荷是一种理想化的物理模型，对电荷量并无限制．
2.电荷守恒定律
思考1：
摩擦为什么会使物体带电？
思考2.：
怎样解释静电感应现象？
（1）内容：
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。
（2）起电方法：
_________、_________、__________。
（3）带电实质：
物体带电的实质是__________。
（4）电荷的分配原则：
两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带_______电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先______，余下的电荷再_______。
例题2.在带电荷量为＋Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。
（1）若先将C移走，再把A、B分开，则A、B分别带什么电？
（2）若先将A、B分开，再将C移走，则A、B分别带什么电?
（3）若将C与A接触一下，再将A、B分开，A、B分别带什么电？
3.库伦定律
（1）内容：
_______中两个静止的点电荷之间的相互作用力（斥力或引力），与这两个电荷所带电荷量的乘积成______，与它们之间距离的二次方成______，作用力的方向在它们的连线上。
（2）表达式：
F＝_______，式中k＝__________N•m2/C2，叫做静电力常量。
（3）适用条件：
中的。
a.在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。
b.当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。
c.当两个带电体的间距趋于0时，带电体不能视为点电荷，库伦定律不适用
（4）库仑力的方向：
由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互，为；异种电荷相互，为。
（5）两个点电荷间的库伦力是一对__________力，同时产生、同时消失。
例题3.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为
，则两球间库仑力的大小为（ ）
A.
FB.
FC.
FD．12F
思考：
若仅告诉两个金属小球带点量大小为Q和3Q，此题应该选什么？
例题4.如图所示，半径为R的绝缘细圆环均匀带电，带电量为＋Q，圆环上有一小缺口，缺口宽度为l，l≪R，在圆环中心放一带电量为＋q的点电荷，求点电荷q所受的库仑力的大小和方向．
例题5.两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是（）
A．F引＝G
，F库＝k
B．F引≠G
，F库≠k
C．F引≠G
，F库＝k
D．F引＝G
，F库≠k
例题6.在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q（q>0）的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧的长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（ ）
A．l＋
B．l－
C．l－
D．l－
例题7.竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R，在中心处固定一带电荷量为＋Q的点电荷．质量为m、带电荷量为＋q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？
4.电场、电场力
（1）电场的基本性质：
对放入其中的电荷有。
（2）电场强度
a定义式：
E＝，适用一切情况，单位或
b方向：
规定在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向，与____在电场中受到的电场力方向____,也是电场线在该点的________方向。
c电场强度是矢量，场强的叠加遵循定则
d电场强度的大小仅仅与_______有关，与检验电荷的存在、大小、位置无关。
e点电荷的电场强度E=________，Q是指______电荷，适用条件_____、_____
f匀强电场是指电场强度的____和_____均不变的电场，其电场线一定是平行且等距，E=_______，d是沿着________的距离。
例题8在水平面上相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q.在AB连线的中垂线上取一点P，垂足为O，∠PAO＝α，则P点的场强的大小和方向为（ ）
A.
cos2α，方向向右B.
cos2α，方向向上
C.
cos3α，方向向右D.
cos3α，方向向上
例题9有一带电量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心，若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是（ ）
A．k
＋k
B．k
－k
C．0D．k
5.电场线、等势线
（1）电场线的特点：
a电场线从或无限远处出发终止于或无限远处．
b电场线在电场中不相交．
c在同一电场里，电场线的地方场强越大．
d电场线上某点的切线方向表示该点的
e.沿电场线方向电势；
f电场线和等势面在相交处互相______，且电场线指向电势较___的一侧。
g.电场线的方向是电势降落_____的方向。
（2）等势线
a.等势线上各点电势____，电荷在同一条等势线上移动，电场力做功为____
b.相邻等势线间的电势差是定值。
c.等差等势面越密的地方电场强度
（3）电场线与运动轨迹
当且仅当同时满足a.电场线为直线；b.电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；c.电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行时，电场线与电荷的运动轨迹重合。
思考1.孤立正、负电荷，等量同种、异种电荷在连线和中垂线上的电场强度和电势的变化情况。
例题10.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是（）
A．带电粒子所带电荷的正、负
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
例题11.A、B两点固定两个等量正点电荷，在A、B连线的中点C处放一点电荷（不计重力）．若给该点电荷一个初速度v0，v0方向与AB连线垂直，则该点电荷可能的运动情况是（ ）
A．往复直线运动
B．匀变速直线运动
C．加速度不断减小，速度不断增大的直线运动
D．加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动
作业一
1.电场强度的叙述，正确的是（ ）
A．沿着电场线的方向，场强越来越小
B．电场中某点的场强大小等于单位电量的电荷在该点所受的电场力大小
C．电势降落的方向就是场强的方向
D．负点电荷形成的电场，离点电荷越近，场强越大
2把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是（）
A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有同种电荷
C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电
3电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距为L，在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为q的小球（视为点电荷），在P点平衡，若不计小球的重力，那么PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系满足（ ）
A．tan2α＝
B．tan2α＝
C．tan3α＝
D．tan3α＝
4.图所示，竖直墙面与水平地面均光滑绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B稍向左推过一些，两球重新平衡时的受力情况与原来相比（ ）
A．推力F将增大
B．墙面对小球A的弹力减小
C．地面对小球B的弹力减小
D．两小球之间的距离增大
5如图所示，一个质量为m、带电荷量为＋q的物体处于场强按E＝kt规律（k为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的匀强电场中，物体与绝缘竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，当t＝0时，物体由静止释放．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是（ ）
A．物体开始运动后加速度先增加后保持不变
B．物体开始运动后速度先增加后保持不变
C．当摩擦力大小等于物体所受重力时，物体运动速度可能最大也可能最小
D．经过时间t＝
，物体在竖直墙壁上的位移达到最大值
6．在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷．现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力．若小球所带电荷量很小，不影响O点处的点电荷的电场，则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为（ ）
A.
B.
C.
D.
7质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为4×10－8C的小球B靠近它,两小球在同一高度且相距3cm时，丝线与竖直方向夹角为45°，此时小球B受到库仑力F的大小为多少？
小球A带的电荷量QA是多少？
8.水平光滑绝缘细管中，两相同的带电金属小球相向运动，当相距L时，加速度大小均为a，已知A球带电荷量为＋q，B球带电荷量为－3q.当两球相碰后再次相距为L时，两球加速度大小为多大？
如果两球是绝缘小球呢？
9.质量为m、电荷量为＋q的小球在O点以初速度v0与水平方向成θ角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多少时间速度变为零？
10绝缘的水平面上固定着三个带电小球A、B、C，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带等量正电荷q.现对C球施一水平力F的同时，将三个小球都放开，如图所示，欲使得三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：
（1）C球的电性和电荷量；
（2）力F及小球的加速度a.
6.静电力做功
（1）特点：
静电力做功与无关，只与有关。
（2）计算方法a.W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿的距离。
b.WAB＝qUAB，适用于。
7．电势能
（1）定义：
电荷在中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到
位置时静电力所做的功，即EpA＝WA∞。
（2）静电力做功与电势能变化的关系：
静电力做的功等于，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。
电场力做正功时，电荷的电势能,电场力做负功时，电荷的电势能___,与电荷的正负无关。
（3）电势能是相对的，与零电势的选取____关，电势能的变化量与零势点的选取__关，电势能是____量，但有之分，-5J_____1J
（4）正电荷在电势高的地方电势能____，负电荷在电势高的地方电势能____
8.电势
（1）定义：
检验电荷在电场中某点具有的与它的的比值，φ＝。
（2）矢标性：
电势是，有正负之分，其正（负）表示该点电势比高（低）。
（3）相对性：
电势具有，同一点的电势因选取的不同而不同。
（4）电势表征电场的能量性质，电场强度表征电场的力学性质，两者都只于电场本身有关，电势高，电场强度_____（一定、不一定）大，电场强度大，电势____高；电势为0，电场强度____为0，电场强度为0，电势____为0.
（5）判断电势高低：
a.沿着电场线方向，电势_____，正电荷的电势能_____,负电荷的电势能_____逆着电场线方向，电势_____,正电荷的电势能_____，负电荷的电势能_______.
b.取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为____（正、负），负电荷周围电势为____
9.电势差
（1）定义：
电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，与移动的电荷的的比值。
（2）定义式：
UAB＝。
它是由决定的
（3）电势差与电势的关系：
UAB＝，UAB＝－UBA。
（4）影响因素：
电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB，与零电势点的选取。
（5）电压：
指电势差的
（6）匀强电场中电势差与场强的关系式：
UAB＝Ed，其中d为电场中两点间的距离。
（7）匀强电场中电场强度的方向和大小：
电场中，场强方向是指最快的方向。
在匀强电场中，场强在数值上等于沿方向每单位距离上降低的电势。
例题12．下列关于匀强电场中场强和电势差关系的说法，正确的是（ ）
A．在相同距离上，电势差大的其场强也必定大
B．任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
C．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等
D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向
例题13.在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。
取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（ ）
A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等
C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势
10.电场中的功能关系
（1）若只有电场力做功，_______与_______相互转换，其和保持不变；
（2）若只有电场力和重力做功，______与______之和保持不变；
（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体______的变化．
（4）所有力对物体所做的功，等于物体______的变化．
11.电场力做功的计算方法
（1）W＝qEd仅仅适用于_____电场，d表示______
（2）W＝qU适用于______电场，U是指________
例题14.有一带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4J．求：
（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？
（2）如取B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？
例题15在O点放置一个正电荷，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。
小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC＝30°，A距离OC的竖直高度为h。
若小球通过B点的速度为v，试求：
（1）小球通过C点的速度大小。
（2）小球由A到C的过程中电势能的增加量。
12.电容器
（1）组成：
由两个彼此又相互的导体组成．
（2）带电量：
一个极板所带电量的．
（3）电容器的充、放电
充电：
使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的，电容器中储存．
放电：
使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中转化为其他形式的能．
13.电容
（1）定义：
电容器所带的与电容器两极板间的电势差U的比，表示电容器本领大小的物理量．单位：
法拉（F）1F＝μF＝1012PF.
（2）定义式C＝______，但平行板电容器的电容C的大小与Q、U都无关
（3）决定式：
C＝，其中____是介电常数，当插入玻璃等介质板时，电容器的电容会增大。
两板之间的正对面积S越大，电容C______；极间距离d越大，电容C_____；
14.平行板电容器的动态分析
（1）当电容器与电源相连时，无论电容如何变化，电容器的____不变
（2）当电容器孤立存在时，电容器的_____不变，如果仅仅改变电容器极板的间距,_____不变。
例题15对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间关系的图象正确的是（）
例题16两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法正确的是（ ）
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小
D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差
15.带电粒子在电场中的加速
（1）带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子
的增量。
在匀强电场中：
W＝qEd＝qU＝。
在非匀强电场中：
W＝qU＝
（2）带电粒子在电场中运动要注意带电粒子的的电性以及是否受到重力，对于液滴、小球、尘埃等质量较大的物体一般要考虑重力，对于电子、质子α粒子以及其他原子核通常不考虑重力。
16．带电粒子在匀强电场中的偏转
（1）当带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场，可以将其看作是_________运动，
（2）处理方法：
分解：
a.沿电场方向，做初速度为零的运动。
若不计重力，a=_____
b.沿初速度方向做运动，运动时间t＝______
（3）结论：
a.若能离开电场，其速度偏转角_____________________________________________
偏移量___________________________________________________
b.粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的______
例题17如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。
重力加速度取g，求：
（1）水平向右电场的电场强度；
（2）若将电场强度减小为原来的12，物块的加速度是多大；（3）电场强度变化后物块下滑距离L时的动能。
例题18.真空中水平放置的两个相同极板Y和Y′长为L，相距为d，足够大的竖直屏与两板右侧相距为b。
在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电荷量为＋q的粒子（不计重力）从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出。
（1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；
（2）求两板间所加偏转电压U的范围；
（3）求粒子可能到达屏上区域的长度。
作业二
1.M、N为某条电场线上的两点，在电场线上的O点由静止释放一带负电的电荷，发现它沿电场线向右运动，先后经过M、N两点，不计电荷重力，下列说法一定正确的是（ ）
A．M、N两点的电势φM>φN
B．电荷的加速度aM>aN
C．电荷的电势能EpM>EpN
D．电荷的动能EkM>EkN
2.某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．c点场强大于b点场强
B．a点电势高于b点电势
C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点
D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小
3.真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是（ ）
A．a点场强与c点场强一定相同
B．a点电势一定小于c点电势
C．负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能
D．正电荷从d点移到b点电场力不做功
4.虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（ ）
A．三个等势面中，c的电势最低
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
5.在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么（ ）
A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动
C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动
6.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法中正确的是（ ）
A．粒子带负电B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5J
C．粒子在A点的动能比在B点多0.5JD．粒子在A点的机械能比在B点少1.5J
7.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为－q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ＝60°，规定电场中P点的电势为零。
则在＋Q形成的电场中（ ）
A．N点电势高于P点电势B．N点电势为－
C．P点电场强度大小是N点的2倍D．检验电荷在N点具有的电势能为－
mv2
8.带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点，则（ ）
A．粒子受电场力的方向一定由M指向N
B．粒子在M点的速度一定比在N点的大
C．粒子在M点的电势能一定比在N点的大
D．电场中M点的电势一定高于N点的电势
9.行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。
一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。
现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，（ ）
A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大
10.如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）
A.
B.
C.
D.
11.示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成。
如图所示，电子在电压为U1的电场中由静止开始加速，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足电子能射出平行电场区的条件下，下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是（ ）
A．U1变大，U2变大B．U1变小，U2变大
C．U1变大，U2变小D．U1变小，U2变小
12.一价氢离子（
H）和二价氦离子（
He）的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）
A．同时到达屏上同一点
B．先后到达屏上同一
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