2019届高考物理复习第一部分专题三电场与磁场学案

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1、专题三第一讲电场与磁场的基本性质考点一电场力的性质1.[考查点电荷电场中场强的求解与比较]直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷,将一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移动到G点,则H点处场强的大小和方向分别为(  )A.,沿y轴正向     B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向解析:选B 正点电荷在O点时,G点的场强为零,则两负点电荷在G点的合场强大小为E1=,方向沿y轴正方向。由对称性知,两负点电荷

2、在H点的合场强大小为E2=E1=,方向沿y轴负方向。当把正点电荷放在G点时,在H点产生的场强的大小为E3=,方向沿y轴正方向。所以H点的合场强大小E=E2-E3=,方向沿y轴负方向,选项B正确。2.[考查匀强电场中场强的计算]如图所示,梯形abdc位于某匀强电场所在平面内,两底角分别为60°、30°,cd=2ab=4cm。已知a、b两点的电势分别为4V、0,将电荷量q=1.6×10-3C的正电荷由a点移动到c点,克服电场力做功6.4×10-3J。下列关于电场强度的说法正确的是(  )A.垂直ab向上,大小为400V/mB.垂

3、直bd斜向上,大小为400V/mC.平行ca斜向上,大小为200V/mD.平行bd斜向上,大小为200V/m57解析:选B 由W=qU知Uac==V=-4V,而φa=4V,所以φc=8V,过b点作be∥ac交cd于e点,因在匀强电场中,任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等,所以Uab=Uce,即φe=4V,又因cd=2ab,所以Ucd=2Uab,即φd=0,所以bd为一条等势线,又由几何关系知eb⊥bd,由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直bd斜向上,大小为E==V/m=400V/m,B项正确。3.[考查特殊电场中场

4、强的分析与求解]均匀带电的球壳在球壳外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球面顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为(  )A.-E         B.C.-ED.+E解析:选A 若将半球面AB补充成一个完整的均匀带电球壳,完整球壳所带电荷量为2q,在M点产生电场的场强为k=,设右半球壳在M点产生的场强大小为E右,根据电场叠加原理有E=-E右,解得右半球壳在M点产生的场

5、强大小为E右=-E,根据对称性,左半球壳在N点产生的场强大小为-E,选项A正确。4.[考查带电体在等效场中的运动问题]如图所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m、电荷量为q的小球,将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放,当细线离开竖直位置偏角α=60°时,小球速度为零。(1)求小球的带电性质和匀强电场强度的大小E;(2)若小球恰好能在竖直平面内完成圆周运动,求从A点水平释放小球时应具有的初速度vA的大小(可含根式)。解析:(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。小球从A点静

6、止释放到速度等于零,由动能定理得EqLsinα-mgL(1-cosα)=0,解得E=。57(2)将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′,则G′=mg,方向与竖直方向成30°角偏向右下方。若小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动,在等效最高点由牛顿第二定律得m=mg,小球从A点到等效最高点,由动能定理得-mgL(1+cos30°)=mv2-mvA2,联立解得vA=)。答案:(1)带正电  (2))考点二电场能的性质5.[考查电势高低、电势能大小的判断][多选]在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd,对角线的交点为

7、O,顶点a、c分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示,若将一个带负电的粒子P置于b点,静止释放,粒子P将沿着对角线bd运动,则在线段bd上(  )A.O点的电场强度最大B.O点电势最高C.粒子P在O点时电势能最大D.粒子P在O点时动能最大解析:选BD 根据等量同种电荷形成的电场线与等势面分布特点,可知在直线bd上正中央点的电势最高,电场强度为零,A错误,B正确;负电荷由b到d先加速后减少,运动到O点时动能最大,电势能最小,故C错误,D正确。6.[考查电场中的图像问题][多选]在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势

8、φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的是(  )A.q1和q2带有异种电荷B.x1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:57选AC 由题图可知,空间的电势有正有负,无穷远处电势为零,且只有一个极值,则两个点电荷必定为异种电荷,A

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