《{精品}2020年高考物理热点问题复习讲义：静电场、磁场的性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{精品}2020年高考物理热点问题复习讲义：静电场、磁场的性质（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 【热点问题 5】静电场、磁场的性质 【导读】 静电场与磁场这部分内容涉及到的 基本概念有：电场强度、电势、 电势差、 电势能、电容、磁感应强度 /磁通密度、 磁通量等，高考要求考生能透彻理解这 些基本概念的确切含义， 具有鉴别似是 而非的说法和错误观点的能力， 对相关 概念、规律的联系和区别有清楚的认识。 同时，要求考生对静电场和磁场的基本 性质有比较清晰的认识， 并能运用叠加 原理处理有关电场强度、 电势、磁感应 强度等方面的问题。 【真题】 例 1 一匀强电场的 方向平行于 xOy 平 面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示， 三点的电势分别 为 10 V、17 V、26 V。下列
2、说法正确 的是 A电场强度的大小为2.5 V/cm B坐标原点处的电势为1 V C电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV D电子从 b 点运动到 c 点，电场力做 功为 9 eV 解析：在匀强电场中， 两平行且等长的 线段两端的电势差相等，设O 点电势 为，则 acb = O UU，故=1V，选项 B 正 确；连接 O、c，过 a点作 Oc 垂线，分 析可知此垂线为一等势线，则Oc 沿电 场线方向， 22 261 V/cm=2.5V/cm 68 E， 故选项 A 正确；电子在 a点的电势能 为 pa10 eVE，在 b 点的电势能为 pb 17 eVE， papb EE=7 eV，电
3、子在 a 点的电势能比在 b 点的高 7 eV，故选 项 C 错误；电子在 a点的电势能为 pc 26 eVE，电子从 b 点运动到 c 点， 电场力做的功 2 ppcpb ()9 eVWEEE，故选项 D 正确。 例 2如图所示， C 为中间插有电介质 的电容器， a 和 b 为其两极板； a 板接 地； P 和 Q 为两竖直放置的平行金属板， 在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P 板与 b 板用导线相连， Q 板接地。开始 时悬线静止在竖直方向， 在 b 板带电后， 悬线偏转了角度。在以下方法中，能 使悬线的偏角变大的是 A缩小 a、b 间的距离 B加大 a、b 间的距离 C取出 a、b 两
4、极板间的电介质 D换一块形状大小相同、介电常数 更大的电介质 解析：开始时悬线静止在竖直方向， 说 明电容器C 和平行金属板原来都不带 电。b 板带电后，通过导线与b 板连接 的 P 板将带相同电性的电荷， 而且由于 b 板和 P 板连成一个独立导体， 当按题 中所述的各种操作时， 电荷只是在 b 板 和 P 板之间转移，但总的电荷量保持不 变。 设 b板、 P板所带电荷量分别为Q、 Q，则QQQ总保持不变。 b 板与 P 板通过导线连接， a 板与 M 板均接地，因而 baPM UU， 又 Q C U ， 故 baPM QQQQ UU CCCC 本问题中，偏角增大，说明带电 小球受到的电场力
5、增大， 故 P、M 两板 之间的场强增大， 即 P、M 两板之间的 电压 UPM增大，ba 两板之间的电压Uba 增大，由于 QQQ 总保持不变， C不 变，上式可知，必须 C 减小。由公式 C = S 4kd可知，增大板间距 d、减小介 电常数 、减小板的针对面积S，可减 3 小电容器的电容C。因此，选项 B、C 正确。 【点拨】在匀强电场中， 电场强度处处 相等， 电势均匀变化，因此可得出： （1） 两平行且等长的线段两端的电势差相 等； （2）沿同一条直线移动相同的距离 电势变化相同； （3）正电荷在电势高的 位置电势能较大，负电荷在电势低的位 置电势能较大。 在例 1 中，关键是寻找
6、电势相等的点连线， 确定等势面， 垂直 于等势面由高电势指向低电势的方向 即为电场的方向，再利用电场力做功与 电势能变化量之间的关系， 代入数据即 可求解。在例 2 中，由于 a 板与 M 板 均接地，因而 baPM UU；还应认识到 b 板和 P 板通过导线连成为一个独立导 体，按题中所述的各种操作时， 电荷只 是在 b 板和 P 板之间转移，但总的电荷 量保持不变。 【巩固】 1如图，三根相互平行的固 定长直导线 L1、L2和 L3两两 等距，均通有电流I，L1中电 流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反， 下列说法正确的是 AL1所受磁场作用力 的方向与 L2、L3所在平 面垂直 BL
7、3所受磁场作用力的方向与L1、L2 所在平面垂直 CL1、L2和 L3单位长度所受的磁场作 用力大小之比为1:1:3 DL1、L2和 L3单位长度所受的磁场作 用力大小之比为3 :3 :1 2如图，在磁感应强度大小为 0 B的匀 强磁场中，两长直导线P 和 Q 垂直于 纸面固定放置，两者之 间的距离为l。在两导 线中均通有方向垂直 于纸面向里的电流I时，纸面内与两导 4 线距离均为l的 a 点处的磁感应强度为 零。如果让 P中的电流反向、 其他条件 不变，则 a 点处磁感应强度的大小为 A0B 0 3 3 BC 0 2 3 3 BD 0 2B 3如图，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强 电场
8、中的两组平行 线，M、N、P、Q 是它们的交点，四点 处的电势分别为 M 、 N、P、Q。一 电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的 过程中，电场力所做的负功相等。则 A直线 a 位于某一等势面内，MQ B直线 c 位于某一等势面内， MN C若电子由 M 点运动到 Q 点，电场 力做正功 D若电子由 P 点运动到 Q 点，电场力 做负功 4 如图， 在正点电荷 Q的电场中有 M、 N、 P、F 四点，M、N、P 为直角三角 形的三个顶点， F 为 MN 的中点，M =300. M、N、P、 F 四点处的电势分别 用 M、N、P、F表示。己知M=N， P=F，点电荷 Q 在 M、N、P
9、三点所 在平面内，则 A点电荷 Q 一定在 MP 的连线上 B连接 PF 的线段一定在同一等势面 上 C将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点， 电场力做负功 D P大于M 5如图，一半径为R的圆盘上均匀分 布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆 盘且过圆心 c 的轴线上有 a、 b、d 三 个点， a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距 离均为 R， 在 a点处有一电荷量为 q （q 0）的固定点电荷。已知b 点处的场强 为零，则 d 点处场强的大小为（ k 为静 电力常量） 5 A 2 3 R q kB 2 9 01 R q kC 2 R qQ k D 2 9 9 R qQ k 6如图所示
10、，平行板电容器带有等量 异种电荷，与静电计 相连，静电计金属外 壳和电容器下极板都 接地。 在两极板间有一固定在P 点的点 电荷，以E 表示两板间的电场强度， Ep表示点电荷在 P 点的电势能，表示 静电计指针的偏角。 若保持下极板不动， 将上极板向下移动一小段距离至图中 虚线位置，则 A 增大，E 增大B增大，Ep不 变 C 减小，Ep增大D减小，E 不 变 【热点问题】静电场、磁场的性质 1 【答案】 BC 【解析】因同向电流相互吸引， 异向电 流相互排斥， 由受力分析可知， L1所受 磁场力方向与 L2、 L3所在的平面平行， 故 A 错误；L3所受磁场力方向与L1、 L2所在的平面垂直
11、，故B 正确；设三 根导线两两之间的相互作用力为F，则 L1、L2所受到的磁场力的合力等于F， L3受到的磁场力的合力等于 3F，故 L1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用 力大小之比为1:1:3，因此 C 正确， D 错误。 2.【答案】 C 【解析】如图 1 所示，P、Q 中电流在 a 点产生的磁感应强度大小相等，设为 B1，由几何关系有 10 3BB，如果让P 中的电流反向、其他条件不变，如图2 所示，由几何关系可知， a 点处磁感应 强度的大小为 22 010 2 3 3 BBBB，故 选 C。 6 3 【答案 】B 【解析】 根据题意知 N=P，且 MN， 故直线 c、d 分别位于
12、两不同的等势面 上，电场方向由MN，选项 A 错误， B 正确；由上述分析知 M=Q，电子由 M 点运动到 Q 点，电场力不做功，选 项 C 错误；电子从 P 点运动到 Q 点， 电场力做正功，选项D 错误。 4 【答案】 A D 【解析】因为M、N 电势相等， P、F 电势相等， M、N 处在同一个圆上，同 理 P、F 处在同一个圆上，连接M、N 和 P、F 分别作他们的垂直平分线，必 交于一点，则由几何关系得到交于PM 上，选项 A 正确；因是点电荷电场， 不是匀强电场，选项B 错误；因场源 电荷为正电荷， 距离点电荷越远， 电势 越小，正试探电荷的电势能越小， 选项 C 错误，选项 D
13、正确。 5 【答案】 B 【解析】根据场强的叠加， ba EEE盘， 可得圆盘在b 点产生的电场强度与点 电荷在 b 点产生的电场强度等大反向： 2 kq E r 盘 ，方向向左；根据对称性可知 圆盘在 d 点处产生的场强为 2 kq E r 盘 ， d 点处的合场强为 222 10 (3 )9 d kqkqkq E rrr ， 故 B 选项对， A、C、D 选项错误。 6 【答案】 D 【解析】若保持下极板不动， 上极板向 下移动一小段距离后， 由 C rS 4 kd可知 电容器的电容变大， 由于 Q 不变，由 C Q U可知 U 减小，故静电计的指针偏角 变小；电场强度 EU d Q Cd 4 kQ rS 不变； 由于下极板不动， 电场强度 E 不变，所 以 P 点的电势没有发生改变， 故点电荷 7 在 P 点的电势能不变，因此，选项A、 B、C 错误， D 正确。
