专题3.1 电场与磁场的基本性质（Word讲义）-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材，A版）

第一讲　电场与磁场的基本性质 命题角度　高考对本讲知识常考查对场强、电势、电势能、电场力做功、磁感应强度、安培力等基本概念的理解，还有电场的叠加、磁场的叠加、安培定则等规律的理解及应用问题等。 命题形式　高考中本部分内容常联系生产、生活、科技等实际情景命题，常以选择题的形式呈现。 考点一　电场的性质 角度1　场强的计算与叠加问题 (2023·湖南高考)如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为( ) A．Q1＝q，Q2＝q，Q3＝q B．Q1＝－q，Q2＝－q，Q3＝－4q 学生用书↓第45页 C.Q1＝－q，Q2＝q，Q3＝－q D．Q1＝q，Q2＝－q，Q3＝4q 答案：D 解析：若三个点电荷都带正电或负电，则三个点电荷在P点产生的场强叠加后一定不为零，A、B错误；几何关系如图1所示，若Q1＝Q3＝－q，则根据E＝k分析可知E1＝4E3，Q1和Q3在P点产生的电场强度叠加后为E13，如图2所示， 与Q2在P点产生的电场强度不可能在一条直线上，即P点处的电场强度不可能叠加为零，C错误；若4Q1＝Q3＝4q，Q2＝－q，则根据E＝k分析可知E1＝E3＝k，叠加后E13＝k，如图3所示，与Q2在P点产生的电场强度等大反向，叠加为零，D正确。 方法技巧 求解非点电荷带电体的场强问题的四种“巧法” 补偿法 将有缺口的带电圆环补全为完整圆环，或将半球面补全为完整球面 微元法 将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷，再利用公式和电场强度的叠加原理求出合电场强度 对称法 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，可以使复杂电场的叠加计算大为简化 等效法 在保证效果相同的条件下，将复杂的电场情景等效变换为简单的或熟悉的电场情景 角度2　场强大小、电势高低、电势能大小的判断问题 (2023·河南五市第二次联考)如图所示，在平面直角坐标系xOy的坐标轴上固定四个点电荷A、B、C、D，它们到原点O的距离相等，其中A、C的电荷量为＋q，B、D的电荷量为－q。a、b、c、d是坐标轴上到原点距离相等的四个点。则( ) A．a点的场强与c点的场强相同 B．a点的电势与b点的电势相等 C．试探电荷＋q′在a点的电势能等于在c点的电势能 D.试探电荷＋q′沿直线从a点运动到d点电场力不做功 答案：C 解析：根据对称性和电场强度的叠加性可知a点的场强与c点的场强大小相等、方向相反，故A错误；将A、B两点看成一组等量异种电荷，C、D两点看成一组等量异种电荷，A、B两点看成一组等量异种电荷的电场中a点电势大于b点的电势，C、D两点看成一组等量异种电荷的电场中b点电势大于a点电势，由于a、b离A、B距离较近，根据电势的叠加可知a点的电势大于b点的电势，故B错误；根据对称性可知a点的电势等于c点的电势，则试探电荷＋q′在a点的电势能等于在c点的电势能，故C正确；由B选项分析可知a点的电势大于b点的电势，根据对称性可知d点的电势等于b点的电势，即a点的电势大于d点的电势，则试探电荷＋q′在a点的电势能大于在d点的电势能，可知试探电荷＋q′沿直线从a点运动到d点电场力做正功，故D错误。故选C。 方法技巧 场强大小、电势高低、电势能大小的判断方法 判断场强大小 1.根据电场线的疏密判断。 2.根据公式E＝k和场强叠加原理判断。 判断电势高低 1.根据电场线的方向判断。 2.由UAB＝判断。 3.根据电场力做功(或电势能的变化)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。 角度3　电场中“电场线、等势线与轨迹线”的综合问题 分析电场中“三线”综合问题的方法 三个带电粒子从同一点O，以相同的初速度v射入一电场中，在某段时间内的运动轨迹如图中虚线所示，其中a粒子刚好做圆周运动。图中实线为电场线，不计粒子重力，则下列有关粒子在该段时间内的运动以及相关说法正确的是( ) A．粒子a带负电，c带正电 B．c粒子运动过程中电势能增加 C．运动过程中，b、c两粒子的速度均增大 D．运动过程中，a粒子的加速度和动能均不变 答案：C 解析：根据曲线运动的特点，可知a粒子的电场力方向与电场方向一致，c粒子的电场力方向与电场方向相反，因此a粒子带正电，c粒子带负电，故A错误；由题图可知，电场力对c粒子做正功，电势能减少，故B错误；由题图可知，电场力对b、c粒子做正功，由于只受电场力，则速度增加，故C正确；由于a粒子刚好做圆周运动，加速度的方向发生变化，加速度发生变化，故D错误。 学生用书↓第46页 规律总结 判断