電磁場(chǎng)對(duì)比復(fù)習(xí)

1、 電場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)比復(fù)習(xí)圖表一：概念對(duì)比靜電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)產(chǎn)生：電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生：磁極、電流周?chē)嬖谥艌?chǎng)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁極（如小磁針）、電流（如通電導(dǎo)線(xiàn)）有力的作用方向：規(guī)定正電荷（檢驗(yàn)電荷）在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)方向。方向：規(guī)定在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)小磁針N極受力的方向（或小磁針靜止時(shí)N極的指向）就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。電場(chǎng)強(qiáng)度定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)，它是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線(xiàn)，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L

2、的乘積的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度，它是描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。定義式：E=決定式 E=關(guān)系式 E=（2）定義式： 決定關(guān)系 電流周?chē)艌?chǎng)正比于電流強(qiáng)度， 離電流越近磁感應(yīng)強(qiáng)度越大單位：NC或Vm（3）單位：特斯拉（T） 1T=1N/（A·m）注意電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向與該點(diǎn)正電荷受力方向一致。注意磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向與小磁針靜止時(shí)N極指向一致，并不是磁場(chǎng)中電流所受磁力(安培力或洛侖茲力)方向。電場(chǎng)強(qiáng)度E是由場(chǎng)源電荷的情況和該點(diǎn)的位置決定的，與電場(chǎng)中是否放入檢驗(yàn)電荷q及q的大小、正負(fù)無(wú)關(guān)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)自身性質(zhì)決定的，與磁場(chǎng)中是否存在電流及乘積大小無(wú)關(guān)。特點(diǎn)電場(chǎng)線(xiàn)上任一點(diǎn)的切線(xiàn)

3、方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致。特點(diǎn)磁感線(xiàn)上任一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟該點(diǎn)的磁強(qiáng)方向一致。電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線(xiàn)越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越小。磁感線(xiàn)的密與疏反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)與弱。電場(chǎng)線(xiàn)始于正電荷，終止于負(fù)電荷，在沒(méi)有電荷處，電場(chǎng)線(xiàn)不會(huì)中斷。在磁體外部磁感線(xiàn)從N極出來(lái)，進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)部由S極通向N極，形成一條閉合曲線(xiàn)，不中斷，不相交。電場(chǎng)線(xiàn)實(shí)際并不存在，任意兩電場(chǎng)線(xiàn)都不相交，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)不閉合。磁感線(xiàn)實(shí)際并不存在，任意兩電場(chǎng)線(xiàn)都不相交，圖表二：幾種典型的電場(chǎng)磁場(chǎng)分布圖幾種典型的電場(chǎng)線(xiàn)：幾種典型的磁場(chǎng)磁感線(xiàn)的分布：圖表三：知識(shí)結(jié)構(gòu)圖粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)1.帶電物體在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型：勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)

4、：當(dāng)帶電物體所受的合外力為零時(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電物體所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí)非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)帶電物體所受的合力變化且和速度不在一條直線(xiàn)上時(shí)2.綜合問(wèn)題的處理方法(1)處理力電綜合題的的方法處理力電綜合題與解答力學(xué)綜合題的思維方法基本相同，先確定研究對(duì)象，然后進(jìn)行受力分析（包括重力）、狀態(tài)分析和過(guò)程分析，能量的轉(zhuǎn)化分析，從兩條主要途徑解決問(wèn)題。用力的觀點(diǎn)進(jìn)解答，常用到正交分解的方法將力分解到兩個(gè)垂直的方向上，分別應(yīng)用牛頓第三定律列出運(yùn)動(dòng)方程，然后對(duì)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)進(jìn)分解。可將曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)處理，再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的特點(diǎn)與方法，然后根據(jù)相關(guān)條件找到聯(lián)系方程進(jìn)行求解。用能量的觀點(diǎn)處理問(wèn)題對(duì)于

5、受變力作用的帶電體的運(yùn)動(dòng)，必須借助于能量觀點(diǎn)來(lái)處理。即使都是恒力作用的問(wèn)題，用能量觀點(diǎn)處理也常常顯得簡(jiǎn)潔，具體方法有兩種：用動(dòng)能定理處理，思維順序一般為：a.弄清研究對(duì)象，明確所研究的物理過(guò)程b.分析物體在所研究過(guò)程中的受力情況，弄清哪些力做功，做正功還是負(fù)功c.弄清所研究過(guò)程的始、末狀態(tài)（主要指動(dòng)能）用包括靜電勢(shì)能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理，列式的方法常有兩種：a從初、末狀態(tài)的能量相等（即）列方程b從某些能量的減少等于另一些能量的增加（即）列方程c若受重力、電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力作用，由于洛侖茲力不做功，而重力與電場(chǎng)力做功都與路徑無(wú)關(guān)，只取決于始末位置。因此它們的機(jī)械能與電勢(shì)能的總和保持不變。(2

6、)處理復(fù)合場(chǎng)用等效方法：各種性質(zhì)的場(chǎng)與實(shí)物（由分子和原子構(gòu)成的物質(zhì)）的根本區(qū)別之一是場(chǎng)具有疊加性。即幾個(gè)場(chǎng)可以同時(shí)占據(jù)同一空間，從而形成疊加場(chǎng)，對(duì)于疊加場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題，可以根據(jù)力的獨(dú)立作用原理分別研究每一種場(chǎng)力對(duì)物體的作用效果；也可以同時(shí)研究幾種場(chǎng)力共同作用的效果，將疊加緊場(chǎng)等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng)，然后與重力場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行類(lèi)比，利用力學(xué)的規(guī)律和方法進(jìn)行分析與解答。·ABPMN··+Q【典例分析】【例1】如圖所示，AB是一個(gè)接地的很大的薄金屬板，其右側(cè)P點(diǎn)有帶量為Q的正電荷，N為金屬板外表面上的一點(diǎn)，P到金屬板的垂直距離，M為PN連線(xiàn)的中點(diǎn)，關(guān)于M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)

7、，有如下說(shuō)法：M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)高，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為N點(diǎn)的電勢(shì)為零，場(chǎng)強(qiáng)不為零N點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都為零上述說(shuō)法中正確的是（ ） A. B. C. D.【例2】如果空間某一區(qū)域中存在有電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的一種，則下列說(shuō)法正確的是(設(shè)放人的電荷質(zhì)量很小) ( )A如果存在的是電場(chǎng)，則在某處放入電荷，該電荷不一定會(huì)運(yùn)動(dòng)B如果存在的是磁場(chǎng)，則放人電荷時(shí)，該電荷不會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)C如果存在磁場(chǎng)，則放入通電直導(dǎo)體后，該直導(dǎo)體一定受到安培力的作用D如果存在電場(chǎng)，在某處放入一電荷后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，該電荷的電勢(shì)能會(huì)增加【例3】帶電量為q的粒子，不計(jì)重力的作用，當(dāng)它以初速度v分別自電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的A點(diǎn)

8、往寬度為L(zhǎng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)中射入，最后都從相應(yīng)高度的B處射出。下列說(shuō)法正確的是()A電荷從兩個(gè)場(chǎng)中出來(lái)的速度大小一樣大B電荷在電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的速度要變大C電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線(xiàn)D從A到B過(guò)程中，電場(chǎng)對(duì)電荷做功為qEL【例4】在如圖中虛線(xiàn)所圍的矩形區(qū)域內(nèi)，同時(shí)存在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知從左方水平射入的電子，穿過(guò)該區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)重力可忽略不計(jì)則在這個(gè)區(qū)域中的E和B的方向不可能的是 E，BvA.E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同B.E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反C.E豎直向上，B垂直于紙面向外D.E豎直向上，B垂直于紙面向里【例5】?jī)善叫薪饘侔宓拈g距恰好

9、等于極板的長(zhǎng)度?，F(xiàn)有重力不計(jì)的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓，建立起場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出；第二次撤去電場(chǎng)，在兩板間建立起磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是 A.1.25v0 B.0.5v0 C.0.25v0 D.v0OO´ab【例6】圖中為一“濾速器”裝置的示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方

10、向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能夠沿水平直線(xiàn)OO´運(yùn)動(dòng)，由O´射出。不計(jì)重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是 A.只能是a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.只能是a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C.可以是a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外D.可以是a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外JMNQPIK+【例7】如圖所示，水平放置的兩個(gè)平行金屬板MN、PQ間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。MN板帶正電，PQ板帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電微粒只在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下，從I點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿曲線(xiàn)IJK運(yùn)動(dòng)，到達(dá)K點(diǎn)時(shí)速度為零，J是曲線(xiàn)上離MN板最遠(yuǎn)的點(diǎn)。有以下幾種說(shuō)法：微

11、粒在I點(diǎn)和K點(diǎn)的加速度大小相等，方向相同；在I點(diǎn)和K點(diǎn)的加速度大小相等，方向相反；在J點(diǎn)微粒受到的電場(chǎng)力小于洛倫茲力；在J點(diǎn)微粒受到的電場(chǎng)力等于洛倫茲力。其中正確的是 A B C D 【例8】如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的區(qū)域里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)。如果讓這一些不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束，對(duì)這些進(jìn)入后一磁場(chǎng)的離子，可得出結(jié)論A、它們的動(dòng)能一定各不相同 B、它們的電量一定各不相同C、它們的質(zhì)量一定各不相同 D、它們的電量與質(zhì)量之比一定各不相同【例9】如圖所示，在S點(diǎn)的電量為q，質(zhì)量為m

12、的靜止帶電粒子，被加速電壓為U，極板間距離為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，從正中央垂直射入電壓為U的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)度和極板距離均為L(zhǎng)，帶電粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后即進(jìn)入一個(gè)垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若不計(jì)重力影響，欲使帶電粒子通過(guò)某路徑返回S點(diǎn)，求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度D至少為多少？（2）該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T是多少？偏轉(zhuǎn)電壓正負(fù)極多長(zhǎng)時(shí)間變換一次方向？LLUSdUBD 【例10】如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有場(chǎng)強(qiáng)E=12N/C，方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向垂直xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)質(zhì)量m=4×10-5kg，電量q=2.5

13、5;10-5C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)求：（1）P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離；（2）帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間 xyBEPO【例11】如圖所示，x軸上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示，下方有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E。今有電量為q，質(zhì)量為m的粒子位于y軸N點(diǎn)坐標(biāo)（0，b）。不計(jì)粒子所受重力。在x軸上有一點(diǎn)M（L，0）。若使上述粒子在y軸上的N點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放在電磁場(chǎng)中往返運(yùn)動(dòng)，剛好能通過(guò)M點(diǎn)。已知OML。求：(1) 粒子帶什么電?(2) 釋放點(diǎn)N離O點(diǎn)的距離須滿(mǎn)足什么條件?(3) 從N到M點(diǎn)粒子所用最短時(shí)間

14、為多少?yxM、N、0,-bL,0O幾個(gè)易混的應(yīng)用模型1.電磁流量計(jì)與磁流體發(fā)電是一回事:1.電磁流量計(jì)是對(duì)管道內(nèi)部流體流動(dòng)沒(méi)有任何阻礙的儀器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量高粘度及強(qiáng)腐蝕性流體的流量（在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積）。假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c。流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線(xiàn)），流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料。現(xiàn)在流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面，當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面與串接了電阻R的電流表的兩端連接，I為測(cè)得的電流值。已知液體的電阻率為，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為（ ）A、B、C、D、2. 電磁泵實(shí)際是安培力應(yīng)用（不過(guò)電路相當(dāng)復(fù)雜，實(shí)際是電動(dòng)機(jī)電路）2.在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動(dòng)血液等導(dǎo)電液體時(shí)，由于不允許傳動(dòng)的機(jī)械部分與這些液體相關(guān)接觸，常使用一種電磁泵，圖為這種電磁泵的結(jié)構(gòu)。將導(dǎo)管放在磁場(chǎng)中，當(dāng)電流穿過(guò)導(dǎo)電液體時(shí)，這種液體即被驅(qū)動(dòng)。問(wèn)：這種電磁泵的原理是怎樣的？若導(dǎo)管內(nèi)截面積S = bh，磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)