高二物理寒假专题——电场和磁场北师大版知识精讲

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1、高二物理寒假专题——电场和磁场北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：寒假专题——电场和磁场（一）电场1.点电荷点电荷，其理想化物理模型的条件是带电体本身的线度（d）远小于所研究范围的空间尺度（r），被看作点电荷的带电体，其带电量的多少是任意的。2.库仑定律1875年法国科学家库仑根据实验建立了库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的静电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。其公式描述为为1C的点电荷相距1m时，相互作用的静电力为9.0×109N。3.库仑定律的适用范围（1）库仑定律只适用真空中两个静止的点电荷，或均匀带电球体

2、和均匀带电球层。再看做点电荷。4.使用库仑定律要注意的问题（1）静电力的正负既不表示力的方向，也不表示力的大小。而是表示静电力的性质。当两电荷同号时，F＞0，力为斥力，方向分别沿连线向外。当两电荷异号时，F＜0，力为引力，方向彼此沿连线向里。所以，用库仑定律计算静电力时，只需要判定力的性质，而不必将符号代入。（2）静电力也是一对性质相同的相互作用力5.库仑力的实质式中E1表示点电荷q2产生的电场在q1处的场强。式中E2表示点电荷q1产生的电场在q2处的场强。所以说，库仑力是电场力。6.对电势能的理解（1）电势能是电荷和电场共同具有的。（2）要比较点电荷在电场中两点间的电势能

3、大小，只要把点电荷在这两点间移动，根据电场力做功情况来判断。（3）求电势能的方法。电荷在某点的电势能，在数值上等于把电荷从该点移到零势能点的过程中，电场力所做功的大小。（4）电势能具有相对性：电荷在某点的电势能大小与所选定的零势能点的位置有关，通常取大地或无限远处为零势能点。7.电场力做功与电势能变化的关系用心爱心专心电荷在电场里移动的过程中，只要电场力做了功，电荷的电势能就会发生变化；且电场力做了多少功，电荷的电势能就改变多少。它与电荷的运动状态及是否有其他力做功或其他力做了多少功无关。电场力做功总是与电荷电势能的变化相对应的。8.与电容器相关量的分析方法：9.带电粒子在

4、电场中运动（1）带电粒子在电场中加速（2）带电粒子在电场中偏转：带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入匀强电场，做匀变速曲线运动。①运动合成与分解：②功能关系：（二）磁场1.几种典型磁场要掌握下列常见磁场的磁感线分布情况：（1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线（图中未画出）与外部磁感线衔接并组成闭合曲线，如图1中甲、乙所示。（2）直线电流的磁场直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆。其分布呈现“中心密边缘疏”的特征，从不同角度观察，如图2中甲、乙、丙所示。用心爱心专心（3）环形电流的磁场如图3

5、中甲、乙、丙从不同角度观察，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似，一端相当于北极N，另一端相当于南极S。由于在螺线管内部磁感线从S指向N，因此不能用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”来判断在管内部的小磁针的指向，小磁针在通电螺线管周围空间的指向，不论是在管内或管外，应根据磁感线的方向加以判断，如图4中甲、乙所示。电流与它产生的磁场关系用安培定则（也叫右手螺旋法则）来判断：用四指握住导线，如果大拇指指向直线电流方向，则四指所指的方向就是磁感线的方向；若四指与环形导线（或通电螺线管）

6、中电流绕行方向一致，则大拇指所指的方向就是环的中心轴线上磁感线的方向。（4）匀强磁场在磁场的某些区域内，若磁力线为同向，等密的平行线，则这个区域的磁场叫匀强磁场。条形磁铁N和S两个磁极端面相互平行，距离较近时，磁极间的磁场是匀强磁场，如图5所示。通有稳恒电流的长直螺线管内的中央区域的磁场也是匀强磁场，如图4乙所示。2.安培右手螺旋定则的应用用心爱心专心在应用安培右手螺旋定则判定直导线和环形电流的磁场方向时，应注意两个问题：（1）分清“因”和“果”在判定直线电流的磁场的方向时，大拇指指“原因”：电流方向；四指指“结果”：磁场绕向。在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”：电流

7、绕向；大拇指指“结果”：环内沿中心轴线的磁感线方向，即指N极。（2）优先采用整体法一个任意形状的电流（如三角形、矩形）的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场。3.判断安培力作用下物体的运动方向（1）电流元法即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。（2）特殊位置法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。（3）等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或