《备战2021年高考物理二轮复习题型专练》专题07 电场和磁场的基本性质（原卷版）

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专题 07　电场和磁场的基本性质

【要点提炼】

一、电场的性质

二、磁场对通电导体或运动电荷的作用

1.“两个磁场力”

(1)安培力：F＝BIL(I⊥B)。

(2)洛伦兹力：F＝qvB(v⊥B)。

2.“两个定则”

(1)对电流的磁场用安培定则。

(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定

则。

【方法指导】

一、三个物理量的判断方法

判断场强强弱 ① 根据电场线或等势面的疏密判断

② 根据公式 E＝k和场强叠加原理判断

判断电势的高低

① 根据电场线的方向判断

②由UAB＝和 UAB＝φA－φB判断

③ 根据电场力做功(或电势能)判断

判断电势能大小

①根据Ep＝qφ 判断

② 根据 ΔEp＝－W电，由电场力做功判

断

二、研究电场的思想方法——对称法

三、解决磁场中导体运动问题的一般思路

1.正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培

力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直。

2.画出辅助图(如导轨、斜面等)，并标明辅助方向(磁感应强度 B、电流 I的方向)。

3.将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力

分析图。

命题点一：　电场的基本性质

考向一　库仑定律的应用及库仑力的合成

【典例 1】如图 1，三个固定的带电小球 a、b和c，相互间的距离分别为 ab＝5

cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球 c所受库仑力的合力的方向平行于 a、b的连线。设小球

a、b所带电荷量的比值的绝对值为 k，则(　　)

A.a、b的电荷同号，k＝

B.a、b的电荷异号，k＝

C.a、b的电荷同号，k＝

D.a、b的电荷异号，k＝

（图 1）

考向二　根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化

【典例 2】如图 2所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的

粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设 M点和 N点的电势分别为 φM、φN，粒子在 M和N

时加速度大小分别为 aM、aN，速度大小分别为 vM、vN，电势能分别为 EpM、EpN。下列判断

正确的是(　　)

A.vM<vN，aM<aN

B.vM<vN，φM<φN

C.φM<φN，EpM<EpN

D.aM<aN，EpM<EpN （图 2）

考向三　电场线、等势面的应用

【典例 3】 (多选)如图 3，电荷量分别为 q和－q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶

点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则(　　)

A.a点和 b点的电势相等

B.a点和 b点的电场强度大小相等

C.a点和 b点的电场强度方向相同

D.将负电荷从 a点移到 b点，电势能增加（图 3）

考向四　电场中的图象问题

【典例 4】 (多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 φ与该点到点电荷的距离 r

的关系如图 4所示。电场中四个点 a、b、c和d的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec和Ed。

点a到点电荷的距离 ra与点 a的电势 φa已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推。现将一带

正电的试探电荷由 a点依次经 b、c点移动到 d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所

做的功分别为 Wab、Wbc 和Wcd。下列选项正确的是(　　)

A.Ea∶Eb＝4∶1

B.Ec∶Ed＝2∶1

C.Wab∶Wbc＝3∶1

D.Wbc∶Wcd＝1∶3 （图 4）

考向五　与平行板电容器有关的电场问题

【典例 5】研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图 5所示。下列说法正确

的是(　　)

A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a板接触，能使电容器带电

B.实验中，只将电容器 b板向上平移，静电计指针的张角变小

C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大

D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大（图 5）

【拓展练习】

1.如图 6甲所示，半径为 R的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为 σ，其轴线上任

意一点 P(坐标为 x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E＝2πkσ，方

向沿 x轴。现考虑单位面积带电荷量为 σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为 r

的圆板，如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点 Q(坐标为 x)的电场强度为(　　)

A.2πkσ0

B.2πkσ0

C.2πkσ0

D.2πkσ0 （图 6）

2.(多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子

运动轨迹上的另外一点，则(　　)

A.运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小

B.在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合

C.粒子在 M点的电势能不低于其在 N点的电势能

D.粒子在 N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行

3.(多选)一带正电的粒子只在电场力作用下沿 x轴正向运动，其电势能 Ep随位移 x变化

的关系如图 7所示，其中 0～x2段是对称的曲线，x2～x3 段是直线段，则正确的是(　　)

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