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高二物理電磁場考綱及知識點

2017-06-18 07:19:01  來源:網絡整理

 知識網絡

 

單元切塊:

  按照考綱的要求,本章內容可以分成三部分,即:電場的力的性質;電場的能的性質;帶電粒子在電場中的運動。其中重點是對電場基本性質的理解、熟練運用電場的基本概念和基本規(guī)律分析解決實際問題。難點是帶電粒子在電場中的運動。

  電場的力的性質

  教學目標:

  1.兩種電荷,電荷守恒,真空中的庫侖定律,電荷量。

  2.電場,電場強度,電場線,點電荷的場強,勻強電場,電場強度的迭加。

  教學重點:庫侖定律,電場強度

  教學難點:對電場強度的理解

  教學方法:講練結合,機輔助教學

  教學過程:

  一、庫侖定律

  真空中兩個點電荷之間相互作用的電力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。即:

  其中k為靜電力常量,k=9.0×109Nm2/c2

  1.成立條件

  ①真空中(空氣中也近似成立),②點電荷。即帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計。(這一點與萬有引力很相似,但又有不同:對質量均勻分布的球,無論兩球相距多近,r都等于球心距;而對帶電導體球,距離近了以后,電荷會重新分布,不能再用球心距代替r)。

  2.同一條直線上的三個點電荷的問題

  二、電場的力的性質

  電場的較基本的性質是對放入其中的電荷有力的作用,電荷放入電場后就具有電勢能。

  1.電場強度

  電場強度E是描述電場的力的性質的物理量。

  (1)定義:放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度,簡稱場強。

 、龠@是電場強度的定義式,適用于任何電場。

 、谄渲械膓為試探電荷(以前稱為檢驗電荷),是電荷量很小的點電荷(可正可負)。

 、垭妶鰪姸仁鞘噶,規(guī)定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。

 。2)點電荷周圍的場強公式是:,其中Q是產生該電場的電荷,叫場電荷。

 。3)勻強電場的場強公式是:,其中d是沿電場線方向上的距離。

  【例5】圖中邊長為a的正三角形ABC的三點頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q,求該三角形中心O點處的場強大小和方向。

  【例6】如圖,在x軸上的x=-1和x=1兩點分別固定電荷量為-4Q和+9Q的點電荷。求:x軸上合場強為零的點的坐標。并求在x=-3點處的合場強方向。

  2.電場線

  要牢記以下6種常見的電場的電場線

  注意電場線的特點和電場線與等勢面間的關系:

 、匐妶鼍的方向為該點的場強方向,電場線的疏密表示場強的大小。

 、陔妶鼍互不相交。
  一、大綱解讀

  電場和磁場是電磁學的兩大基石,與電路共同構建出完整的電磁學知識框架.作為基礎,電場和磁場的性質是大綱要求掌握的重點之一,是建立力、電綜合試題的切入點.由此建立的力、電綜合問題是歷屆高考考查的熱點,縱觀近三年高診斷題,這部分內容每年至少1題,如僅帶電粒子在電場、磁場中的運動,在2008年全國高考中分值約占總分的19%.這類問題從“場對電荷(物質)的作用”的特殊視角,產生與電、磁場的性質相結合的綜合考點,涉及運動與力的關系、功和能量的關系、動量和沖量的關系、能量守恒定律和動量守恒定律等重要力學規(guī)律,是每年高考可能會考內容.知識覆蓋面廣,功課題材新穎豐富,注重與科技背景的結合,綜合性強,對孩子的空間想象能力、分析綜合能力、應用數(shù)學知識處理物理問題的能力有較高的要求,是考查考生多項能力的極好載體.除基礎題外,試題多是題甚至是壓軸題,有較高的難度和區(qū)分度.

  二、重點剖析

  “場”的本質源自電荷,電荷的周圍存在電場,運動電荷產生磁場,因此知識鏈條的頂端是電荷;同時電場或磁場又反過來對電荷或運動電荷施加力的作用,體現(xiàn)了知識體系的完整,因果輪回.知識結構如圖7-1.分“場”的產生、場對物質(電荷或導體)的作用和能量關系三個版塊.

  1.靜止電荷、運動電荷和變化的磁場,在周圍空間都產生電場;運動電荷、電流和變化的電場在周圍空間產生磁場.

  2.電場對靜止電荷和運動電荷都有電場力的作用;磁場只對運動電荷和電流有磁場力作用,對靜止電荷沒有作用力.這與“場”的產生嚴格對應.由于場力的作用,電荷或導體會有不同形式的運動,因此分析場力是判斷電荷或導體運動性質的關鍵.

  3.場力可能對電荷或導體做功,實現(xiàn)能量轉化.當點電荷繞另一點電荷做勻速圓周運動時,電場力不做功;洛倫茲力不做功.要對帶電粒子加速就要對其做功,因此電場即可以加速帶電粒子,也可以使帶電粒子偏轉,而穩(wěn)定磁場則只能使粒子偏轉卻不能加速.變化的磁場產生電場,所以變化的磁場則可以改變帶電粒子速度的大。

  三、考點透視

  考點1、“場”的性質

  從力和能兩個角度去描述場的性質.電場強度E和磁感應強度B分別描述電場和磁場對放入其中的物質(電荷、通電導體)力的作用;電勢就是從電場能的角度引入的物理量,雖然中學物理沒有直接對磁場的能給出量度,但安培力做功則反映了放入磁場中的通電導體與磁場共同具有能量.

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