2012年高中物理学业水平测试课件专题十四电磁现象与规律

(共30张PPT)
主题 内容 要求
电磁现象
与规律 物质的微观模型、电荷守恒定律、静电现象
点电荷间的相互作用规律
电场、电场线和电场强度
磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量
安培力
洛伦兹力 Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
一、电荷守恒定律
在自然界中，电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一个部分，在转移过程中，电荷的总量不变．
说明：电荷的中和不是被消灭了，而是正负电荷数量相等，整体表现为中性．
二、库仑定律
真空中两个点电荷之间的相互作用力，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．
即：F＝
其中k为静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/c2
1．成立条件：①真空中(空气中也近似成立)，
②点电荷(即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时把带电体看成只有电荷量没有大小的点，它是理想模型，类似质点)．
2．库仑力的方向在两点电荷的连线上，同性相斥、异性相吸．
说明：在使用库仑定律计算库仑力时，q1与q2一般代入电荷量的绝对值，而力的方向由同性相斥，异性相吸来判断．带电体可以看成点电荷的条件：如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷．
三、电场与磁场
电场 磁场
来源 电荷 磁体、电流、运动电荷
场线 电场线不闭合 磁感线闭合
力的性质 对电荷有力的作用 对磁体、电流、运动
电荷有力的作用
四、安培定则(右手)与左手定则
安培定则 左手定则
作用 判断电流产生的磁场(磁感线)方向 判断安培力和
洛伦兹力方向
内容 具体
情况 直线电流 环形电流或
通电螺线管 电流或运动电
荷在磁场中
原因 大拇指指向
电流的方向 四指弯曲方
向指向电流
的环绕方向 磁感线穿过
掌心；四指指
向电流方向
内容 结果 四指弯曲方
向指向磁感
线的方向 大拇指指向轴
线上的磁感线
方向(N极) 大拇指指向
安培力或洛
伦兹力方向
图形
五、电场线与磁感线比较
电场线 磁感线
电场线上任意点的切线方向为该点的磁场强度方向 磁感线上任意点的切线方向为该点的电场强度方向
电场线的疏密程度表示该区域磁场强弱(密→强；疏→弱) 磁感线的疏密程度表示该区域磁场强弱(密→强；疏→弱)
电场线由正电荷指向负电荷或无穷远；或由无穷远指向负电荷．是单向曲线 磁感线在磁体外部是从N极指向S极，内部从S极指向N极．磁感线是闭合曲线
电场线互不相交、不相切 磁感线互不相交、不相切
几种常见的场线分布：
①电场线：
②磁感线：
六、两种方向表示符号
×：表示垂直于平面(纸面)指向里的方向．
●：表示垂直于平面(纸面)指向外的方向．
七、安培力与洛伦兹力
1．奥斯特实验说明电流周围的空间有磁砀，从而发现了电与磁之间的联系．
2．安培在实验中进一步发现磁场对电流有力的作用，只有在导线与磁感线垂直时，通电导线所受的安培力才最大，导线与磁感线平行时导线不受安培力．用左手定则可以判定安培力的方向．
3．安培力的大小F＝BIL只适用于通电导线与磁感应强度垂直的情况．
4．安培力是大量定向运动的电荷受到洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质．两种力的方向都可用左手定则来判断．洛伦兹力对运动电荷不做功，只改变电荷运动的方向，不改变电荷运动的速度大小．安培力的应用：电动机；洛伦兹力的应用：电视机中的显像管(利用磁偏转)．
(单选Ⅱ)两个大小相同，带等量异种电荷的导体小球A和B，彼此之间的引力为F、另一个不带电的与A、B大小相同的导体球C，先与A接触，再与B接触，然后移开，这时A和B之间的作用力为F′，则F与F′之比为(　　)
A．8∶3　　　　　　　　B．8∶1
C．1∶8 D．4∶1
(多选)关于磁感线，下列说法中不正确的是(　　)
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线总是从N极到S极
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
解析：磁感线是为了形象描绘磁场而假想的一组有方向的曲线，曲线上的每一点切线方向表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以C正确，A不正确．在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D不正确．
答案：ABD
(2010年广东学业水平测试)如图所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是(　　)
A．向上
B．向下
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
解析：由左手定则，导线受安培力方向垂直纸面向里．
答案：C
点评：左手定则判断安培力的方向，要注意哪个表示电流，哪个是磁场，手怎么放，要多加练习，多动手，才能领会．
(2010年福建学业水平测试)下列各图为电流产生的磁场分布图，正确的分布图是(　　)
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析：由右手螺旋定则，①④中电流的磁场方向正确．
答案：C
点评：磁场的方向即小磁针静止时北极的指向，小磁针北极受力的方向，磁感应强度的方向，这几种说法都是一致的．另外要掌握几种电流周围产生的磁场的特点，会用安培定则判断．
(2010年广东学业水平测试)下列正确描述正点电荷电场线的图示是(　　)
解析：正点电荷电场线是由正点电荷向外指出去．
答案：A
点评：描述电场有两种方法：电场线和电场强度．电场线较形象、直观，疏密程度反映电场的强弱，方向为过电场线该点作切线．
1．(单选Ⅱ)(2010年广东学业水平考试)真空中两个静止点电荷间的相互作用力为F，若电量不变，间距变为原来的2倍，则两点电荷间的作用力大小变为(　　)
2．(单选Ⅱ)(2010年广东学业水平考试)如图所示的电场中，关于a、b两点的电场强度，下列判断正确的是(　　)
A．方向相同，大小相等
B．方向不同，大小不等
C．方向不同，大小相等
D．方向相同，大小不等
解析：b点电场线较密集，电场强度较大，a、b两点的电场线切线方向不同，场强方向也不同，故选B.
答案：B
3．(单选Ⅱ)(2010年广东学业水平考试)如图所示，带正电的粒子q(不计重力)，水平向左进入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，该粒子将(　　)
A．向下偏转
B．向上偏转
C．垂直纸面向里偏转
D．垂直纸面向外偏转
解析：据左手定则，粒子受洛伦兹力方向向上，故选B.
答案：B
4．(单选Ⅰ)(2010年天津学业水平测试)把一条通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，若导线长为0.5 m，电流为4 A，磁场的磁感应强度为1×10－2 T，该导线受到安培力大小为(　　)
A．2×10－3 N B．5×10－2 N
C．2×10－2 N D．4×10－3 N
解析：由F＝BIL知，F＝1×10－2×4×0.5 N＝2×10－2 N，故选C.
答案：C
5．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平测试)电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到(　　)
A．库仑力的作用 B．万有引力的作用
C．洛伦兹力的作用 D．安培力的作用
解析：带电粒子(电子)在磁场中受到洛仑兹力作用而发生偏转，故选C.
答案：C
一、单项选择题(Ⅰ)(1－10)
1．不带电的导体A与带正电的导体B接触之后也带正电，其原因是(　　)
A．B有部分质子转移到A上
B．A有部分质子转移到B上
C．A有部分电子转移到B上
D．B的质子与A的电子互相转移
解析：接触起电的本质是发生电子的转移，故选C.
答案：C
二、单项选择题(Ⅱ)(11－16)
11．(2010年江门学业水平模拟)对于库仑定律，下列说法中正确的是(　　)
A．凡计算两个点电荷间的作用力，都可以使用公式
F＝
B．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等
C．两个带电小球距离非常近时，也能使用库仑定律
D．两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力减为原来的一半
解析：库仑定律的适用条件：(1)真空中；(2)点电荷，所以A选项错误．任何两个物体间的力的作用都是相互的，且大小一定是相等的，故B对．两个带电小球距离非常近时，已经不能被看作点电荷，所以C选项错误．两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力应该减为原来的 .
答案：B
三、多项选择题(17－20)
17．(2011年广东广州学业水平模拟)关于磁感线，下列说法正确的是(　　)
A．磁感线总是从N极出发，到S极结束
B．磁感线是闭合的
C．磁感线越密的地方，磁场越强；反之，磁场越弱
D．磁感线不相交
解析：磁感线在磁体外部从磁体的北极指向南极(内部从南极指向北极)；磁感线是闭合的曲线，且任意两条磁感线不能相交；磁感线的疏密程度表示磁场强弱．故选BCD.
答案：BCD