高中學業(yè)水平測試物理復習9電場與磁場

1、高中物理學業(yè)水平考高中物理學業(yè)水平考試基礎知識復習試基礎知識復習第八章第八章 電場與磁場電場與磁場第八章第八章 電場與磁場電場與磁場考點1、電荷 電荷守恒定律考點2、庫侖定律考點3、電場 電場強度 電場線考點4、磁場 磁感應強度 磁感線考點5、電流的磁場 安培定則考點6、安培力 安培力的大小和方向考點7、洛倫茲力 洛倫茲力的方向【考點詮釋考點詮釋】（1）兩種電荷：自然界中的電荷只有兩種，即正電荷和負電荷。）兩種電荷：自然界中的電荷只有兩種，即正電荷和負電荷。 說明：用綢子摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷；用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶說明：用綢子摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷；用毛皮摩擦過的硬橡

2、膠棒所帶的電荷是負電荷。電荷之間具有相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。的電荷是負電荷。電荷之間具有相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。（2）元電荷：電子帶有最小的負電荷，其電荷量為）元電荷：電子帶有最小的負電荷，其電荷量為 庫侖，質子帶有最庫侖，質子帶有最小的正電荷，它們電量的絕對值相等，因此，我們把小的正電荷，它們電量的絕對值相等，因此，我們把 庫侖叫做元電庫侖叫做元電荷。物體的帶電量是荷。物體的帶電量是 的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。（3）使物體帶電（起電）的三種方式：）使物體帶電（起電）的三種方式： 摩擦起電摩擦起電 接觸起電接觸起電 感應起電感應起電（4）物體起電的實質：物

3、體起電的實質是得到電荷的轉移。）物體起電的實質：物體起電的實質是得到電荷的轉移。（5）電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個）電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變。物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變。這個結論叫做電荷守恒定律。這個結論叫做電荷守恒定律。一個有用的結論：一個有用的結論： 完全相同的帶電金屬球相接觸，電量的分配規(guī)律為：同種電荷總電量平均分配，異完全相同的帶電金屬球相接觸，電量的分配規(guī)律為：同種電荷總電量平均分

4、配，異種電荷先中和后平均分配。種電荷先中和后平均分配。 考點考點1 1、電荷電荷 電荷守恒定律電荷守恒定律 19106 . 1e19106 . 1ee【精題選粹精題選粹】 拿一個帶負電的帶電體逐漸接近（不接觸）驗電器的金屬球，拿一個帶負電的帶電體逐漸接近（不接觸）驗電器的金屬球，可以看到這樣的現(xiàn)象：金屬箔張開的角度先是減小，以至閉可以看到這樣的現(xiàn)象：金屬箔張開的角度先是減小，以至閉合，然后又張開，以下說法中，正確的是（合，然后又張開，以下說法中，正確的是（ ） A. 驗電器原來帶正電驗電器原來帶正電 B. 驗電器原來帶負電驗電器原來帶負電 C. 驗電器原來不帶電驗電器原來不帶電 D. 驗電器原

5、來可能帶正電，也可能帶負電驗電器原來可能帶正電，也可能帶負電【一舉多得一舉多得】 根據(jù)驗電器金屬箔角度的變化情況：先是減小，以根據(jù)驗電器金屬箔角度的變化情況：先是減小，以至閉合，然后又張開，可知驗電器原來帶正電，由至閉合，然后又張開，可知驗電器原來帶正電，由于靜電感應，驗電器金屬球上的負電荷發(fā)生轉移，于靜電感應，驗電器金屬球上的負電荷發(fā)生轉移，先中和了金屬箔上的正電荷，后又使金屬箔帶負電。先中和了金屬箔上的正電荷，后又使金屬箔帶負電。答案：答案：A。A【考點詮釋考點詮釋】（1）內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，）內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，

6、與它們的距離的二次與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2）公式：）公式： 式中式中K叫靜電力常量，它的量值叫靜電力常量，它的量值與選用的單位有關，在國際單位之中，電量的單位為與選用的單位有關，在國際單位之中，電量的單位為C，距離的單位為，距離的單位為 S，力的單位為，力的單位為 N ，則由實驗得，則由實驗得出：出： 。（3）適用條件：真空中）適用條件：真空中 點電荷，即帶電體的線度點電荷，即帶電體的線度遠小于電荷間的距離，帶電體的形狀和大小對相互作遠小于電荷間的距離，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以

7、忽略不計時，可以看做點電荷。用力的影響可以忽略不計時，可以看做點電荷。 考點考點2 2、庫侖定律庫侖定律 229100 . 9CmNk221rQQkF【精題選粹精題選粹】兩個半徑為兩個半徑為r的帶電金屬球中心相距為的帶電金屬球中心相距為 ，對于它們之，對于它們之間的靜電作用力間的靜電作用力( ) （設每次各球帶電量絕對值相同）（設每次各球帶電量絕對值相同） A.在帶同種電荷時大于帶異種電荷時在帶同種電荷時大于帶異種電荷時 B.在帶異種電荷時大于帶同種電荷時在帶異種電荷時大于帶同種電荷時 C.在帶等量負電荷時大于帶等量正電荷時在帶等量負電荷時大于帶等量正電荷時 D.大小與帶電性質無關，只取決于電

8、量大小與帶電性質無關，只取決于電量【一舉多得一舉多得】 在該題中的兩個帶電金屬球不可以看做點電荷，由于它們在該題中的兩個帶電金屬球不可以看做點電荷，由于它們的半徑和它們之間的的距離幾乎相當，所以它們的帶電量的半徑和它們之間的的距離幾乎相當，所以它們的帶電量的大小將直接影響到其上電荷的分布，根據(jù)同種電荷相互的大小將直接影響到其上電荷的分布，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引可知：帶同種電荷時，電荷距離排斥，異種電荷相互吸引可知：帶同種電荷時，電荷距離遠；帶異種電荷時，電荷距離近。而庫侖力又和距離的平遠；帶異種電荷時，電荷距離近。而庫侖力又和距離的平方成反比，有在帶異種電荷時大于帶同種電荷時。

9、方成反比，有在帶異種電荷時大于帶同種電荷時。 答案：答案：B。)4(rllB【考點詮釋考點詮釋】（1）電場）電場 電場是一種特殊的物質，在研究它時，應注意以下幾點：電場是一種特殊的物質，在研究它時，應注意以下幾點： 電荷產(chǎn)生電場（在此，并不是說電場只能由電荷產(chǎn)生），電荷產(chǎn)生電場（在此，并不是說電場只能由電荷產(chǎn)生），靜止電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場，它的強弱，方向以及在空靜止電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場，它的強弱，方向以及在空間的分布，不隨時間而變化。間的分布，不隨時間而變化。 電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。 電場具有疊加性，在空間的同一位置，可以同時存在兩個電場具有疊

10、加性，在空間的同一位置，可以同時存在兩個以上的電場，即電場可以疊加，這一點與一般實質不同。以上的電場，即電場可以疊加，這一點與一般實質不同。（2）電場強度）電場強度 電場的力的性質，用電場強度來描述，即試探電荷在電場中電場的力的性質，用電場強度來描述，即試探電荷在電場中某點所受的電場力與試探電荷的電量之比。某點所受的電場力與試探電荷的電量之比。 公式：公式： 單位：牛每庫單位：牛每庫N/C電場強度是矢量。物理學中規(guī)定，電場中某點的電場強度的電場強度是矢量。物理學中規(guī)定，電場中某點的電場強度的方向跟正電荷在該點所受的靜電力的方向相同。方向跟正電荷在該點所受的靜電力的方向相同。考點考點3 3、電場

11、電場 電場強度電場強度 電場線電場線 qFE 注意：注意： 上式是電場強度的定義式，量度式，普遍適用于一切電場。上式是電場強度的定義式，量度式，普遍適用于一切電場。 電場強度具有唯一性和固定性，電場中某點的電場強度是唯一電場強度具有唯一性和固定性，電場中某點的電場強度是唯一的，大小和方向只決定于電場本身，即取決于產(chǎn)生電場的場電荷的，大小和方向只決定于電場本身，即取決于產(chǎn)生電場的場電荷和該點距場電荷的空間位置，與是否引入試探電荷無關。和該點距場電荷的空間位置，與是否引入試探電荷無關。 電場強度具有矢量性電場強度具有矢量性(3)點電荷電場強度的決定式點電荷電場強度的決定式 此式只適用于點電荷的電場

12、此式只適用于點電荷的電場(4).電場線電場線 電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描述電場引入的一電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描述電場引入的一簇假想的線。簇假想的線。 特點：特點： 電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷，不形電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷，不形成閉合曲線（只適用于靜電場），但不可能在沒有電荷處中斷。成閉合曲線（只適用于靜電場），但不可能在沒有電荷處中斷。 電場線上某一點的切線方向，即是該點的電場強度方向；電場電場線上某一點的切線方向，即是該點的電場強度方向；電場線的疏密反映了電場強度的大小，越密，電場強度越大，越稀，線的疏密反映了電場強

13、度的大小，越密，電場強度越大，越稀，電場強度越小。電場強度越小。 任何兩條電場線都不會相交任何兩條電場線都不會相交。2rQkE【精題選粹精題選粹】兩個固定的異號點電荷，電量給定但大小不等，用兩個固定的異號點電荷，電量給定但大小不等，用 和和 分分別表示兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小，則在通過兩個點別表示兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小，則在通過兩個點電荷的直線上，電荷的直線上， 的點（的點（ ） A.只有一個，該處合場強為零只有一個，該處合場強為零 B.有兩個，其中一處合場強為零有兩個，其中一處合場強為零 C.有三處，其中一處合場強為零有三處，其中一處合場強為零 D.有三處，其中兩處合場強為零有

14、三處，其中兩處合場強為零【一舉多得一舉多得】 本題主要考查電場強度的矢量性，同一直線上兩點電荷產(chǎn)生的電場強本題主要考查電場強度的矢量性，同一直線上兩點電荷產(chǎn)生的電場強度的疊加為求代數(shù)的加或減。由于兩個點電荷帶異種電荷且電量不等，度的疊加為求代數(shù)的加或減。由于兩個點電荷帶異種電荷且電量不等，則則 的點必有兩個，其中一處合場強為零，另一處合場強為的點必有兩個，其中一處合場強為零，另一處合場強為 。答案：答案：B。1E2E21EE 21EE E2B【考點詮釋考點詮釋】（1）磁場）磁場 磁場同電場一樣，也是以場的形式存在的一種物質。磁場同電場一樣，也是以場的形式存在的一種物質。 磁體的磁極和電流都是產(chǎn)

15、生磁場的場源。磁體的磁極和電流都是產(chǎn)生磁場的場源。 磁場同電場一樣，也具有力的屬性，處于磁場中的通電導線、運磁場同電場一樣，也具有力的屬性，處于磁場中的通電導線、運 動電荷及磁體的磁極，都要受到磁場力的作用，便是磁場這一屬動電荷及磁體的磁極，都要受到磁場力的作用，便是磁場這一屬 性的體現(xiàn)。性的體現(xiàn)。 磁場的疊加：空間如果同時存在兩個或兩個以上的電流或磁體在磁場的疊加：空間如果同時存在兩個或兩個以上的電流或磁體在 某點激發(fā)的磁場，則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激某點激發(fā)的磁場，則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激 發(fā)的磁場的磁感應強度的矢量和。發(fā)的磁場的磁感應強度的矢量和。（2）磁感

16、應強度）磁感應強度 在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力跟電流和導線在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力跟電流和導線 長度的乘積的比值叫做磁感應強度。長度的乘積的比值叫做磁感應強度。 定義式：定義式： 方向：磁感應強度是矢量，其方向就是磁場的方向方向：磁感應強度是矢量，其方向就是磁場的方向考點考點4 4、磁場磁場 磁感應強度磁感應強度 磁感線磁感線 ILFB 磁感應強度性質磁感應強度性質固有性：磁感應強度是反映磁場本身特性，其值決定于磁固有性：磁感應強度是反映磁場本身特性，其值決定于磁場。其值與放入的檢驗電流的電流強度、導線長度、擺放場。其值與放入的檢驗電流的電流強度、導線

17、長度、擺放方向、檢驗電流受到磁場力及檢驗電流是否存在均無關。方向、檢驗電流受到磁場力及檢驗電流是否存在均無關。矢量性：磁感應強度是矢量，其方向與該處磁場方向相同。矢量性：磁感應強度是矢量，其方向與該處磁場方向相同。 在處理和磁場與分磁場磁感應強度關系時，應遵循矢量的在處理和磁場與分磁場磁感應強度關系時，應遵循矢量的分解、合成法則。分解、合成法則。統(tǒng)一性：利用檢驗電流測量磁感應強度時，應用公式統(tǒng)一性：利用檢驗電流測量磁感應強度時，應用公式 計計 算，對各物理量單位應統(tǒng)一采用國際單位制單位，各算，對各物理量單位應統(tǒng)一采用國際單位制單位，各單位之間導出關系為：單位之間導出關系為： 。ILFB mAN

18、T11 局限性：再利用檢驗電流測量磁感應強度時，應嚴格要求局限性：再利用檢驗電流測量磁感應強度時，應嚴格要求將它垂直放入磁場，即測量它在磁場中某處所受安培力的最將它垂直放入磁場，即測量它在磁場中某處所受安培力的最大值，并不是隨意測出某種情況下安培力的值就可以計算出大值，并不是隨意測出某種情況下安培力的值就可以計算出磁感應強度，因此，測量方式存在局限性。磁感應強度，因此，測量方式存在局限性。（3）磁感線）磁感線 磁感線不是實際存在的線，而是為了形象地描述磁場引入磁感線不是實際存在的線，而是為了形象地描述磁場引入的一簇假想的線。的一簇假想的線。 特點特點: 磁感線分布的疏密程度表示磁場各點磁感應強

19、度的大小磁感線分布的疏密程度表示磁場各點磁感應強度的大小 磁感線上各點的切線方向表示磁場各點磁感應強度的方磁感線上各點的切線方向表示磁場各點磁感應強度的方向。向。 磁感線是閉合曲線，它沒有起始點、終止點。磁感線是閉合曲線，它沒有起始點、終止點。 同一磁場內兩條磁感線不會相交。同一磁場內兩條磁感線不會相交。【精題選粹精題選粹】下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A.磁感應強度的方向就是通電直導線所受磁場力的方向磁感應強度的方向就是通電直導線所受磁場力的方向B. 磁感應強度的方向就是小磁針北極受力的方向磁感應強度的方向就是小磁針北極受力的方向C.磁感線就是帶電粒子在磁場中的運動軌跡磁感線就

20、是帶電粒子在磁場中的運動軌跡D.磁感線越密的地方，同意通電導線所受磁場力一定越大磁感線越密的地方，同意通電導線所受磁場力一定越大【一舉多得一舉多得】磁感應強度的方向就是磁場的方向，也就是小磁針靜止時北磁感應強度的方向就是磁場的方向，也就是小磁針靜止時北極受力的方向；磁感線不一定就是帶電粒子在磁場中的運動極受力的方向；磁感線不一定就是帶電粒子在磁場中的運動軌跡。軌跡。答案：答案：D。D【考點詮釋】（1）電流的磁場）電流的磁場 丹麥物理學家奧斯特在丹麥物理學家奧斯特在1820年做了如下實驗年做了如下實驗:把一條導線把一條導線水平地放在磁針上方，當導線沒有通電流時，小磁針大致水平地放在磁針上方，當導

21、線沒有通電流時，小磁針大致沿南北方向靜止；當給導線通電時，小磁針就發(fā)生了偏轉；沿南北方向靜止；當給導線通電時，小磁針就發(fā)生了偏轉；該實驗說明通電導線產(chǎn)生了磁場，即電流周圍存在磁場，該實驗說明通電導線產(chǎn)生了磁場，即電流周圍存在磁場，它對其中小磁針產(chǎn)生了力的作用，導致其偏轉。它對其中小磁針產(chǎn)生了力的作用，導致其偏轉。（2）安培定則（又稱右手螺旋定則）安培定則（又稱右手螺旋定則） 安培定則是用來確定通電導線周圍磁場方向的法則。安培定則是用來確定通電導線周圍磁場方向的法則。考點考點5 5、電流的磁場電流的磁場 安培定則安培定則 1通電直導線周圍磁場方向的判定通電直導線周圍磁場方向的判定如圖，用右手握住

22、導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方如圖，用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向 （立體圖）（立體圖）2環(huán)形電流周圍磁場方向的判定環(huán)形電流周圍磁場方向的判定如圖，讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇如圖，讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。 （側視圖）（側視圖）【精題選粹精題選粹】有兩條垂直交叉但不接觸的導線，通以大小相等的有兩條垂直交叉但不接觸的導線，通以大小相等的電流，方向如圖所示

23、，問哪些區(qū)域中某些點的磁感電流，方向如圖所示，問哪些區(qū)域中某些點的磁感應強度可能為零（應強度可能為零（ ）A.僅在象限僅在象限 B. 僅在象限僅在象限 C. 在象限在象限 D. 在象限在象限、 E. 在象限在象限、【一舉多得一舉多得】根據(jù)通電直導線周圍的磁場分布情況和導線周圍的根據(jù)通電直導線周圍的磁場分布情況和導線周圍的磁感應強度與電流大小的關系，利用安培定則可容磁感應強度與電流大小的關系，利用安培定則可容易得出答案為易得出答案為E。E【考點詮釋】（1）安培力：磁場的基本性質是對放入其中的電流有力的作用，磁場）安培力：磁場的基本性質是對放入其中的電流有力的作用，磁場對電流的作用又稱為安培力。對

24、電流的作用又稱為安培力。（2）安培力的大小：）安培力的大?。?式中式中 表示磁感應強度表示磁感應強度 與電流與電流 之間的夾角之間的夾角 注意：注意： 在在 或或 時，通電導線在磁場中不受安培力的作用。時，通電導線在磁場中不受安培力的作用。 安培力的方向總是垂直于安培力的方向總是垂直于 、 所決定的平面，但所決定的平面，但 、 的方向不的方向不一定垂直。一定垂直。 當導線彎曲時，且導線平面與當導線彎曲時，且導線平面與 垂直時，安培力大小為垂直時，安培力大小為: 其中為導線的有效長度，大小等于彎曲導線兩端點連接直線長度。其中為導線的有效長度，大小等于彎曲導線兩端點連接直線長度。（3）安培力方向的

25、判定（左手定則）：伸開左手，使拇指與其余四個）安培力方向的判定（左手定則）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。所受安培力的方向。考點考點6 6、安培力安培力 安培力的大小和方向安培力的大小和方向sinBILF BI 0180BIBIBBILF 【精題選粹】如圖所示，把輕質導線圈用細線掛在磁鐵如圖所示，把輕質導線圈用細線掛在磁鐵N極附極附近，磁鐵的軸

26、線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面，當線圈內通以如圖所面，當線圈內通以如圖所示方向電流時，線圈將怎樣運動？示方向電流時，線圈將怎樣運動？【一舉多得】可利用等效法進行判斷：把環(huán)形電流等效成如圖所可利用等效法進行判斷：把環(huán)形電流等效成如圖所示的條形磁鐵，可見兩條形磁鐵只是相互吸引而沒示的條形磁鐵，可見兩條形磁鐵只是相互吸引而沒有轉動。有轉動。NSNSNS【考點詮釋考點詮釋】 （1）定義：運動電荷所受的磁場作用力叫洛倫茲力。）定義：運動電荷所受的磁場作用力叫洛倫茲力。（2）產(chǎn)生條件：）產(chǎn)生條件： 電荷對磁場有相對運動電荷對磁場有相對運動 電荷的運動速度方向與磁

27、場方向不平行電荷的運動速度方向與磁場方向不平行 （3）洛倫茲力的大?。海┞鍌惼澚Φ拇笮。篺=qVBsina式中式中a為磁感應強度為磁感應強度B與速度與速度V的方向的夾角的方向的夾角 在在 a=0或或 a=180時，運動電荷在磁場中不受安培力的作用。時，運動電荷在磁場中不受安培力的作用。 洛倫茲力方向總是垂直于洛倫茲力方向總是垂直于B、V 所決定的平面，但所決定的平面，但B 、V的方向不一定垂直。的方向不一定垂直。（4）洛倫茲力方向的判定（左手定則）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，）洛倫茲力方向的判定（左手定則）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌