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高二物理电磁场考纲及知识点

2017-06-18 07:19:01  来源:网络整理

 知识网络

 

单元切块:

  按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:电场的力的性质;电场的能的性质;带电粒子在电场中的运动。其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电场中的运动。

  电场的力的性质

  教学目标:

  1.两种电荷,电荷守恒,真空中的库仑定律,电荷量。

  2.电场,电场强度,电场线,点电荷的场强,匀强电场,电场强度的迭加。

  教学重点:库仑定律,电场强度

  教学难点:对电场强度的理解

  教学方法:讲练结合,机辅助教学

  教学过程:

  一、库仑定律

  真空中两个点电荷之间相互作用的电力,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。即:

  其中k为静电力常量,k=9.0×109Nm2/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。(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。

  2.同一条直线上的三个点电荷的问题

  二、电场的力的性质

  电场的较基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电势能。

  1.电场强度

  电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。

  (1)定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。

  ①这是电场强度的定义式,适用于任何电场。

  ②其中的q为试探电荷(以前称为检验电荷),是电荷量很小的点电荷(可正可负)。

  ③电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。

  (2)点电荷周围的场强公式是:,其中Q是产生该电场的电荷,叫场电荷。

  (3)匀强电场的场强公式是:,其中d是沿电场线方向上的距离。

  【例5】图中边长为a的正三角形ABC的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,求该三角形中心O点处的场强大小和方向。

  【例6】如图,在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求:x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。

  2.电场线

  要牢记以下6种常见的电场的电场线

  注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系:

  ①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。

  ②电场线互不相交。
  一、大纲解读

  电场和磁场是电磁学的两大基石,与电路共同构建出完整的电磁学知识框架.作为基础,电场和磁场的性质是大纲要求掌握的重点之一,是建立力、电综合试题的切入点.由此建立的力、电综合问题是历届高考考查的热点,纵观近三年高诊断题,这部分内容每年至少1题,如仅带电粒子在电场、磁场中的运动,在2008年全国高考中分值约占总分的19%.这类问题从“场对电荷(物质)的作用”的特殊视角,产生与电、磁场的性质相结合的综合考点,涉及运动与力的关系、功和能量的关系、动量和冲量的关系、能量守恒定律和动量守恒定律等重要力学规律,是每年高考可能会考内容.知识覆盖面广,功课题材新颖丰富,注重与科技背景的结合,综合性强,对孩子的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求,是考查考生多项能力的极好载体.除基础题外,试题多是题甚至是压轴题,有较高的难度和区分度.

  二、重点剖析

  “场”的本质源自电荷,电荷的周围存在电场,运动电荷产生磁场,因此知识链条的顶端是电荷;同时电场或磁场又反过来对电荷或运动电荷施加力的作用,体现了知识体系的完整,因果轮回.知识结构如图7-1.分“场”的产生、场对物质(电荷或导体)的作用和能量关系三个版块.

  1.静止电荷、运动电荷和变化的磁场,在周围空间都产生电场;运动电荷、电流和变化的电场在周围空间产生磁场.

  2.电场对静止电荷和运动电荷都有电场力的作用;磁场只对运动电荷和电流有磁场力作用,对静止电荷没有作用力.这与“场”的产生严格对应.由于场力的作用,电荷或导体会有不同形式的运动,因此分析场力是判断电荷或导体运动性质的关键.

  3.场力可能对电荷或导体做功,实现能量转化.当点电荷绕另一点电荷做匀速圆周运动时,电场力不做功;洛伦兹力不做功.要对带电粒子加速就要对其做功,因此电场即可以加速带电粒子,也可以使带电粒子偏转,而稳定磁场则只能使粒子偏转却不能加速.变化的磁场产生电场,所以变化的磁场则可以改变带电粒子速度的大小.

  三、考点透视

  考点1、“场”的性质

  从力和能两个角度去描述场的性质.电场强度E和磁感应强度B分别描述电场和磁场对放入其中的物质(电荷、通电导体)力的作用;电势就是从电场能的角度引入的物理量,虽然中学物理没有直接对磁场的能给出量度,但安培力做功则反映了放入磁场中的通电导体与磁场共同具有能量.

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