第8讲 电场和磁场的基本性质-【领跑高中】2026年高考物理二轮专题复习学生用书Word

第8讲　电场和磁场的基本性质 1.（2025·广西高考4题）用带电玻璃棒接触验电器的金属球，移走玻璃棒，验电器内的两片金属箔张开，稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是（　　） A.a点　　B.b点　　C.c点　　D.d点 2.（2025·甘肃高考5题）如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是（　　） A.M点的电势比P点的低 B.M点的电场强度比N点的小 C.负电荷从M点运动到P点，速度增大 D.负电荷从M点运动到P点，电场力做负功 3.（2025·湖北高考4题）如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（　　） A.0　　　B.B　　　C.2B　　　D.3B 4.（2025·河南高考4题）如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为6 V、4 V、2 V；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） 考情分析：本讲内容在高考中多以选择题的形式出现，中等难度，重点考查电场的性质、磁场的性质。常用方法有：对称法、等效法、微元法等解题方法。 考点一　电场的性质 【例1】　〔多选〕（2025·湖北高考10题）如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R，在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（　　） A.方向沿x轴负方向 B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下 C.大小为（cos 54°＋cos 18°） D.大小为（2cos 54°＋cos 18°） 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 方法技巧 “微元法”和“对称法”的巧妙组合 将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据点电荷场强公式求出每个电荷元的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强 【例2】　〔多选〕（2025·福建厦门三模）现代农业通过“空间电场”技术优化大气与地表间形成的自然电场。如图所示，高压电源与悬挂电极连接，电极与土壤间形成空间电场，带负电的病原孢子在空间电场的作用下向悬挂电极移动，从而达到防病害的效果。M、N、P为电场中的三点，则（　　） A.悬挂电极连接电源正极 B.M、N两处电场强度相同 C.M点电势低于P点电势 D.病原孢子向悬挂电极移动过程中，电势能减小 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 规律总结 电场强弱、电势高低、电势能大小的判断方法 物理量 判断方法 电场强弱 （1）根据电场线的疏密判断 （2）根据公式E＝k和电场强度叠加原理判断 电势高低 （1）根据电场线的方向判断 （2）由UAB＝判断 （3）根据静电力做功（或电势能）判断 电势能大小 （1）根据Ep＝qφ判断 （2）根据ΔEp＝－W电，由静电力做功判断 （3）根据能量守恒定律判断 【例3】　（2025·山东济宁二模）预计2025年底，济宁光伏装机总量可达700万千瓦左右，光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示，取O点的电势为零，则该电场中N点到P点的电势φ随位置x变化的图像可能为（　　） 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 方法技巧 电场中图像问题的分析方法 φ-x图像 （1）切线斜率的绝对值表示电场强度的大小； （2）由图像可判断电场是否变化 E-x图像 E＞0表示电场强度沿x轴正方向； E＜0表示电场强度沿x轴负方向 Ep-x图像 图像Ep-x切线的斜率为电场力 （2025·江苏南京联考）某平面内存在未知的电场，一正点电荷（电荷量不变）在外力作用下沿＋x方向移动时，其电势能Ep随位置x变化的关系如图所示。则下列说法正确的是（　　） A.x＝0处的电场强度为零 B.从x＝0到x＝x2处过程中，外力做功为2Ep0 C.x＝x1和x＝x2处的电场方向一定相反 D.x＝x1和x＝x2处的电场方向可能相反 考点二　磁场的性质 1.掌握“两个力” （1）安培力：F＝ILB（I⊥L）。 （2）洛伦兹力：F＝qvB（v⊥B），永不做功。 2.用准“两个定则” （1）对电流的磁场用安培定则（右手螺旋定则），并注意磁场的叠加。 （2）对通电导线在磁场中所受的安培力用左手定则。 3.熟悉“两个等效模型” （1）图甲所示的通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流。 （2）环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁体，如图乙所示。 【例4】　（2025·福建高考3题）如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等，方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称且OM＝ON，初始时，M处的磁感应强度大小为B1，O点的磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，N点的磁感应强度大小为（　　） A.B2－B1 B.B1－B2 C.B2－B1 D.B1－B2 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　 【例5】　（2025·浙江杭州联考）电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长7.5 m，宽1.5 m，发射的炮弹质量为50 g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为20 A，轨道间匀强磁场B＝1.0×103 T时，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　） A.磁场方向为竖直向下 B.炮弹的加速度大小为3×106 m/s2 C.炮弹在轨道中加速的时间为5×10－3 s D.炮弹发射过程中安培力的最大功率为4.5×108 W 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 【例6】　（2025·河北保定联考）如图甲所示，一带电荷量为q的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的v-t图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，圆环的质量为（　　） A. B. C. D. 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 立体空间中的电场问题 常考情境 将点电荷、等量的同种电荷、异种电荷放在立体图形（如三棱锥、正四面体、正六棱锥等）的顶点，求解立体空间内电场的电场强度及电势分布情况 常用方法 利用对称性和叠加规律确定各点的电场强度、电势等，进而比较不同点的电场强度大小、电势高低及移动电荷时静电力做功、电势能变化等情况 【典例】　（2025·重庆双桥区二模）如图所示，边长为L的正四面体ABCD①的中心为O，A、B两点分别固定等量异种点电荷－q、＋q②，已知O点到A、B两点的距离均为L④，下列说法正确的是（　　） A.C点电势小于D点电势 B.将一试探电荷＋Q从C点沿直线移到D点③，电势能先增大后减小 C.C、D两点电场强度大小相等，方向不同 D.O点场强大小为 审题指导： 信息提取 信息加工 边长为L的正四面体ABCD① A、B两点分别固定等量异种点电荷－q、＋q② CD连线是一条等势线，C点电势等于D点电势，C、D两点电场强度大小相等，方向相同 将一试探电荷＋Q从C点沿直线移到D点③ 正电荷在电势高的地方，电势能大 O点到A、B两点的距离均为L④ 根据几何关系计算得出OA、OB与AB的夹角，进而利用场强叠加得出O点的场强 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 提示：完成课后作业　第一部分　专题三　第8讲 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8讲　电场和磁场的基本性质 【体验·高考真题】 1.D　带电玻璃棒与金属球接触后，金属球带电，金属箔与金属球通过导体棒连接，金属箔与金属球带同种电荷；净电荷在尖锐的地方聚集，因此d点的电荷聚集最多，电场强度最强，A、B、C错误，D正确。 2.D　M、N两点电势相等，电场线由上指向下，N、P在同一电场线上，沿电场线方向电势逐渐降低，可知N点电势高于P点电势，M点电势高于P点电势，选项A错误；M点电场线分布比N点密集，可知M点电场强度比N点的大，选项B错误；负电荷从M点运动到P点，电势能增加，则电场力做负功，动能减小，速度减小，选项C错误，D正确。 3.A　根据安培定则可知线圈在M、N两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，由于M点的总磁感应强度大小为零，则匀强磁场的磁感应强度与线圈在M点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则线圈在N点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即N点的总磁感应强度大小为0，A正确。 4.C　取ac边的中点d，则在匀强电场中有φd＝＝4 V＝φb，所以bd连线为该电场的等势线，又电场方向垂直于等势线，且由高电势指向低电势，可知a点的电场方向从a指向c，C正确。 【精研·高频考点】 考点一 典例精析 【例1】　AD　由题意可知，如图甲所示，将五个点电荷等效并画出电场强度的矢量图，如图乙所示。 五个点电荷与O点距离为R，设E0＝，根据对称性得O点电场强度大小为E＝2×2E0cos 54°＋2E0cos 18°，代入可得E＝2（2cos 54°＋cos 18°），方向沿x轴负方向；故选A、D。 【例2】　AD　根据带负电的病原孢子在空间电场的作用下向悬挂电极移动，可知悬挂电极带正电，则悬挂电极连接电源正极，故A正确；根据电场线的分布可知M、N两处电场强度方向不相同，故B错误；根据沿着电场线方向电势降低，结合A选项分析可知M点电势高于P点电势，故C错误；根据题意可知病原孢子向悬挂电极移动过程中，电场力做正功，其电势能减小，故D正确。 【例3】　C　由E-x图像可知从N点到P点电场强度先增大后减小，根据E＝＝可知，电势φ随位置x变化的图像切线的斜率表示电场强度，可知φ-x图像切线的斜率从N点到P点先变大后变小。O点电场强度最大，则φ-x图像在O点切线的斜率最大，只有C选项的图像符合此规律。 强化训练 　D　根据ΔEp＝－W电＝－qEΔx可得E＝－·，由题图可知，在x＝0处Ep-x图像切线斜率不为0，所以电场强度不为0，故A错误；从x＝0到x＝x2处，电势能从－0.5Ep0变为－Ep0，电势能变化量为ΔEp＝－Ep0－（－0.5Ep0）＝－0.5Ep0，根据功能关系可知，该过程电场力做功为0.5Ep0，由于不清楚该过程点电荷的动能变化量，所以无法求出外力所做的功，故B错误；由E＝－·，可知Ep-x图像切线斜率的正负反映电场强度的方向；在x＝x1处图像切线斜率为0，在x＝x2处图像切线斜率也为0，这说明此两处沿x方向电场强度为零，但是与x轴方向垂直的方向的电场强度不确定，这两处电场强度方向可能相反，故C错误，D正确。 考点二 典例精析 【例4】　A　根据题意，作出L1、L2中电流的某种情况，如图所示，设L1在M点产生的磁感应强度大小为B1M，L2在M点产生的磁感应强度大小为B2M，L1在O点产生的磁感应强度大小为B1O，L2在O点产生的磁感应强度大小为B2O，则由右手螺旋定则可知L1和L2在M点产生的磁感应强度方向相反，L1和L2在O点产生的磁感应强度方向相同，则有B1M－B2M＝B1、B1O＋B2O＝B2，由于L1、L2中电流大小相等，且O、M两点距L1的距离与O点距L2的距离相等，则在大小关系上有B1M＝B1O＝B2O，B2M＝B1N，联立可得B2M＝B1N＝B2－B1，故保持L1中电流不变，仅将L2撤去，N点的磁感应强度大小为B1N＝B2－B1，A正确。 【例5】　C　根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故A错误；根据牛顿第二定律有BIL＝ma，解得a＝6×105 m/s2，故B错误；根据位移公式有x＝at2，结合上述解得t＝5×10－3 s，故C正确；炮弹发射过程中的最大速度v＝at，炮弹发射过程中安培力的最大功率P＝BILv，结合上述解得P＝9×107 W，故D错误。 【例6】　A　当圆环达到最大速度时，则有mg＝μN，N＝qvmB，解得m＝，故选A。 【培优·提能加餐】 【典例】　D　根据几何关系可知，CD连线上任取一点，该点到A、B两点距离相等，则CD连线是一条等势线，C点电势等于D点电势，将一试探电荷＋Q从C点沿直线移到D点，电势能不变，故A、B错误；根据题意，由对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向相同，均平行于AB向上，故C错误；A、B两点的点电荷在O点产生的场强大小均为E＝＝，设OA、OB与AB的夹角为θ，则有cos θ＝＝，O点场强大小为EO＝2Ecos θ＝，故D正确。 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $