人教高中物理专题06 电场和磁场的基本性质 【讲】（解析版）.docx

专题06电场和磁场的基本性质
【要点提炼】
1.电场的基本性质
(1)对电场强度的三个公式的理解
①E＝是电场强度的定义式，适用于任何电场。电场中某点的场强是确定的，其大小和方向与试探电荷q无关。
②E＝k是真空中点电荷所形成的电场的场强的决定式，只适用于点电荷的电场。某点的电场强度E由场源电荷Q和该点到场源电荷的距离r决定。
③E＝是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场。注意：式中d为两点间沿电场方向的距离。
(2)电场能的性质
①电势与电势能：φ＝。
②电势差与电场力做功：UAB＝＝φA－φB。
③电场力做功与电势能的变化：W＝－ΔEp。
(3)等势面与电场线的关系
①电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。
②电场线越密的地方，等差等势面也越密。
③沿等势面移动电荷，电场力不做功；沿电场线移动电荷，电场力一定做功。
2．平行板电容器问题的三个公式、两种情形
(1)三个公式：①C＝；②C＝；③E＝。
(2)两种情形：与直流电源相连时，两极板间电压不变；充电后断开电源时，两极板所带电荷量不变。
3．带电粒子在电场中常见的运动类型
(1)直线运动：通常利用动能定理qU＝mv2－mv来求解；对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解。
(2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题。对于类平抛运动可直接利用类平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来处理。
4．磁场对通电导体的作用
(1)通电导体在磁场中受到的安培力
①方向：根据左手定则判断。
②大小：F＝BIL。
a．B、I与F三者两两垂直；
b．L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度。
(2)熟悉“两个等效模型”
①变曲为直：如图甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。
②化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁体，如图乙所示。
5．磁场对带电粒子的作用
(1)带电粒子在磁场中的受力情况
①磁场只对运动的电荷有力的作用，对静止的电荷无力的作用。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＝qvB sin θ，注意：θ为v与B的夹角。F的方向由左手定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。
(2)洛伦兹力做功的特点
由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功。
6．带电粒子在匀强磁场中常见的运动类型
(1)匀速直线运动：当v∥B时，带电粒子以速度v做匀速直线运动。
(2)匀速圆周运动：当v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度大小做匀速圆周运动。
【高考考向1　电场的基本性质】
命题角度1 电场的叠加
例1：（2022·江苏扬州·模拟预测）某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图所示的静电场，它的电场线相互平行，间距不等。关于此“静电场”，下列说法正确的是（　　）。
A．一定存在，且是匀强电场
B．一定存在，将两个匀强电场叠加可实现
C．一定不存在，因为等势面上各处场强必须大小相等
D．一定不存在，因为在此静电场中将试探电荷沿不同路径从a点移动b点，电场力做功不同
【答案】D
【详解】A．电场线相互平行，说明电场中各点场强方向相等，而电场线间距不等说明电场中各点场强大小不是处处相等，不是匀强电场，故A错误；
B．将两个匀强电场叠加，获得的电场仍为匀强电场，故B错误；
C．如果存在这样的电场，根据等势面的特点，它的等势面ac、bd应该如图甲所示，
a、d两点的电势差Uad应该等于c、b两点的电势差Ucb,即
Uad=Ucb
从图中可以看出，a、d两点的距离等于c、b两点的距离，ad处的场强大于cb处的场强。根据
U=Ed
可得
Uad>Ucb
所以这样的电场不可能存在，但等势面上各点的场强不一定大小相等，故C错误；
D．如图乙所示
粒子沿两个不同的路径，从和从，电场力做功不相同，即电场力做功与路径有关，违背了静电场的基本性质，所以这样的电场不可能存在，故D正确。
故选D。

1．电场的叠加
(1)电场强度是矢量，电场中某点的合场强为各个场源电荷在该点电场强度的矢量和。
(2)电势是标量，电场中某点的总电势为各个场源电荷在该点电势的代数和。
2．对称法求电场强度和电势
1. （2022·全国·高考真题）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量