专题(七)电磁学中的“场”学生版

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1、专题(七)电磁学中的“场”一、大纲解读电场和磁场是电磁学的两大基石，与电路共同构建出完整的电磁学知识框架．作为基础，电场和磁场的性质是大纲要求掌握的重点之一，是建立力、电综合试题的切入点．由此建立的力、电综合问题是历届高考考查的热点，纵观近三年高考试题，这部分内容每年至少1题，这类问题从“场对电荷（物质）的作用”的特殊视角，产生与电、磁场的性质相结合的综合考点，涉及运动与力的关系、功和能量的关系、动量和冲量的关系、能量守恒定律和动量守恒定律等重要力学规律，是每年高考必考内容．知识覆盖面广，考题题材新颖丰富，注重与科技背景的结合

2、，综合性强，对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，是考查考生多项能力的极好载体．除基础题外，试题多是计算题甚至是压轴题，有较高的难度和区分度．二、重点剖析“场”的本质源自电荷，电荷的周围存在电场，运动电荷产生磁场，因此知识链条的顶端是电荷；同时电场或磁场又反过来对电荷或运动电荷施加力的作用，体现了知识体系的完整，因果轮回．知识结构如图7－1．分“场”的产生、场对物质（电荷或导体）的作用和能量关系三个版块．1．静止电荷、运动电荷和变化的磁场，在周围空间都产生电场；运动电荷、电流和变化的电

3、场在周围空间产生磁场．2．电场对静止电荷和运动电荷都有电场力的作用；磁场只对运动电荷和电流有磁场力作用，对静止电荷没有作用力．这与“场”的产生严格对应．由于场力的作用，电荷或导体会有不同形式的运动，因此分析场力是判断电荷或导体运动性质的关键．3．场力可能对电荷或导体做功，实现能量转化．当点电荷绕另一点电荷做匀速圆周运动时，电场力不做功；洛伦兹力不做功．要对带电粒子加速就要对其做功，因此电场即可以加速带电粒子，也可以使带电粒子偏转，而稳定磁场则只能使粒子偏转却不能加速．变化的磁场产生电场，所以变化的磁场则可以改变带电粒子速度的大

4、小．　　　　　　　　　　　　　　　图7－1三、考点透视考点1、“场”的性质8从力和能两个角度去描述场的性质．电场强度E和磁感应强度B分别描述电场和磁场对放入其中的物质（电荷、通电导体）力的作用；电势就是从电场能的角度引入的物理量，虽然中学物理没有直接对磁场的能给出量度，但安培力做功则反映了放入磁场中的通电导体与磁场共同具有能量．例题1：匀强电场中有a、b、c三点，如图所示．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°,．电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为V、V和2V．该三角形的外接圆上最低、最高

5、电势分别为（）A．V、VB．0V、4VC．V、D．0V、V运动电荷磁场电场产生作用于产生作用于图6-1电荷电流图7－3点拨：匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均匀降落，在公式U=Ed中，计算时d虽然是一定要用沿场强方向的距离，但在同一个匀强电场E中，电势差U与距离d的关系却可以演变为“任意一族平行线上等距离的两点的电势差相等”，体现知识运用的“活”字，平时练习时要注意．考点2、“场”对物质的作用电场对放入其中的电荷有力的作用，由此产生大量的有关电荷在电场中运动的试题；电场对放

6、入其中的导体的作用，产生静电感应现象．图7－4磁场只对运动电荷和电流可能有磁场力作用，当带电粒子的速度和导体与磁感线平行时不受磁场力．洛伦兹力一般与带电粒子的平衡和匀速圆周运动问题相关．例题2：如图7－4所示，一重力不计的带电粒子，在垂直纸面的匀强磁场B1中做半径为r的匀速圆周运动．那么当匀强磁场突然减弱B2之后，该带电粒子的动能将（）A．不变　　B．变大　　C．变小　　D．不确定点拨：该题综合考查了麦克斯韦电磁理论、电磁感应原理以及楞次定律，“突然减弱”的磁场不仅使带电粒子所受洛伦兹力单纯减小，由变化的磁场产生的电场会对带电

7、粒子做功而改变其动能，使用楞次定律判断电场的方向是难点．同学们一般都只将问题放在带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动中去分析判断，认为洛伦兹力不做功，带电粒子的动能不变而错选A．例题3：如图7－5所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，则（）图7－5A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处的场强的方向由a指向b点拨：这部分只要求掌握静电平衡时导体的特性即可．一是不要以带电正、负来判断电势高低，二是要区分静电平衡时导体内部的三种场强：场源电荷的场

8、强、感应电荷的场强和实际场强．四、热点分析：电场、磁场问题一直是历届高考关注和考查的重点和热点，其中场对物质的作用更是力、电综合的命题的核心内容，从近两年全国高考试卷中有涉及两“场”试题有考查关于场的性质，有考查了场对物质的作用，特别是带电粒子在“场”中的运动，有考查综合问题