高考物理复习手册（下）

Iffil目录:

第一章静电场

第一单元电场力的性质...................................................6

第二单元电场能的性质...................................................8

第三单元电容器带电粒子在电场中运动.................................10

第二章恒定电流

第一单元电阻定律欧姆定律电功率及焦耳定律........................18

第二单元闭合电路的欧姆定律...........................................21

第三章磁场

第一单元磁场的描述及磁场对电流的作用................................28

第二单元磁场对运动电荷的作用.........................................30

第三单元粒子在磁场运动临界及多解问题................................32

第四单元带电粒子在复合场中的运动.....................................34

第四章电磁感应

第一单元电磁感应现象..................................................42

第二单元法拉第电磁感应定律自感与涡流...............................45

第三单元电磁感应中的电路和图像问题...................................49

第四单元电磁感应中的动力学和能量问题................................51

第五章交变电流

第一单元交变电流的产生和描述.........................................61

第二单元变压器........................................................64

第三单元远距离输电....................................................66

第六章选修3-3

第一单元分子动理论内能..............................................73

第二单元固体、液体和气体..............................................76

第三单元热力学定律与能量守恒定律.....................................81

第七章选修3-4

第一单元机械振动......................................................87

第二单元机械波........................................................90

第三单元光学...........................................................94

第四单元电磁波与相对论................................................99

第八章选修3-5

第一单元动量..........................................................106

第二单元波粒二象性...................................................109

第三单元原子结构.....................................................112

静电场

☆知识体系:

电容号带电匐子在电场中运动

Tara

。章节概述:

高考命题实况

考点内容2020202020192019命题热点

I卷II卷I卷II卷

1电.场强度的求解、电场强度与带电

库仑定律6

粒子运动轨迹的综合问题；

电场强度2.电容器动态变化的问题，电容器与

66

与电势平衡条件的综合问题；

3以.点电荷、等量异种电荷及等量同

电容6

种电荷模型为载体进行综合考查；

带点粒子4牛.顿运动定律、动能定理及功能关

在电场运2061212系在静电场中的综合应用问题；

动5带.电粒子在电场中的加速、偏转

昌知识清单:

第一单元电场力的性质

一、电荷及电荷守恒定律

1.元电荷、点电荷

⑴元电荷：e=1.6xlO-9C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质

子、正电子的电荷量与元电荷相同。

(2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电

体视为点电荷。

2.静电场

定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。

3.电荷守恒定律

(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。

(2)带电实质：物体带电的实质是得失电子。

二、库仑定律

].尸=警1,式中々=9.0x1()9N.m2/C2,叫静电力常量。

r

2.适用条件：真空中的点电荷。

三、电场强度

1.定义式：E=—o单位：N/C或V/m

q

2.点电荷的电场强度：E=心。

r

3.方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向。

4.叠加性：各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

四、电场线

1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一

些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密

表示电场的强弱。

2.电场线的特点

(1)不闭合：起始于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)。

(2)不相交，不相切：任意两条电场线不相交，不相切。

⑶同一电场，电场线越密(等差等势面越密)的地方场强越大。

(4)沿着电场线方向电势降低最快。

【考点一】库仑力作用下的平衡问题

1.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题

(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两

个库仑力必须大小相等，方向相反。

(2)规律

“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上;

“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；

“两大夹小''----中间电荷的电荷量最小；

，，近小远大”—中间电荷靠近电荷量较小的电荷。

【考点二】电场线的理解与应用

1.分析带电粒子运动的轨迹类问题的技巧

判断速度方向带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向

判断电场力(或场强)仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹

的方向曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向

若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能

判断电场力做功的正

减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，

负及电势能的增减

电势能增加

2.两种等量点电荷的电场线

电场电场线电场强度特点

①在点电荷的连线上，连

线中点。处的场强最小，

指向负电荷一方

等量异种点电荷②连线上的场强大小沿连

的电场线先变小，再变大

③在点电荷连线的中垂线

1

i

上，0点场强最大，向外

逐渐减小

①连线中点。处的场强大

小为零

②连线上的场强大小沿连

等量同种点电荷

线先变小到零，再变大

的电场

长③在点电荷连线的中垂线

上，0点场强最小，沿中

垂线向外先变大后变小

第二单元电场能的性质

一、电势能、电势

1.电势能

(1)电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。

⑵电场力做的功等于电势能的减少量，即MB=4-纥出=。

2.电势

E

(1)定义式：(p=上。

q

(2)电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。

(3)电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。

3.等势面

(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。

(2)四个特点

①等势面一定与电场线垂直。

②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。

二、电势差

1.定义式：UAB=^-O

q

2.电势差与电势的关系：UAB=_UBA。

三、电势差与电场强度的关系

1.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘

积。即。=&/,也可以写作

2.公式U=Ed的适用范围：匀强电场。

【考点一】电场线、电势、电势能、等势面之间的关系

1.电势高、低常用的两种判断方法

⑴依据电场线的方向一沿电场线方向电势逐渐降低。

⑵依据心8=内一%-力8>0，%>如，0.<°，%<%。

2.电势能增、减的判断方法

⑴做功判断法-电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。

(2)公式法一＞由与=q°,将q、s的大小、正负号一起代入公式，若心的正值

越大，电势能越大，若多为负值，其绝对值越小，电势能越大。

(3)能量守恒法一在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转

化，动能增大，电势能减小，反之，电势能增大。

【考点二】电场中的功能关系

1.求电场力做功的几种方法

(1)由公式W=F/cosa计算，此公式只适用于匀强电场，变形为W=Eqlcosa。

⑵由吗计算，此公式适用于任何电场。

(3)由电势能的变化计算：WA8^EpA-EpB.

(4)由动能定理计算：％场力+%「较。

2.电场中的功能关系

⑴若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。

⑵若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。

⑶除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。

(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

第三单元电容器带电粒子在电场中运动

一、电容

1常.见电容器

(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。

(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。

2电.容

⑴定义式：C*

(2)单位：法拉(F)1F=106gF=1012pF

3平.行板电容器

决定式：。=型-,%为静电力常量。

4兀kd

二、带电粒子在匀强电场中运动

一

非

匀「I宜线运动：电场力始终与速度藤］

强

一

带曲线运动：电场力指向轨迹凹棚］

电1

电

场

22

粒-变速运动：qU=mv-^mv0

子

的

运-

匀不直线运动

a强I——

电

场

一T类平抛运动月祭

三、示波管

1.构造及功能

(1)电子枪：发射并加速电子。

(2)偏转电极丫『：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极X*：使电子束水

平偏转(加扫描电压)。

2.工作原理

偏转电极xx'和yp不加电压，电子打到屏幕中心；若只在xx之间加电压，电

子只在x方向偏转；若只在yv之间加电压，电子只在丫方向偏转；若xx加扫

描电压，yp加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图像。

【考点一】平行板电容器的动态分析

1.平行板电容器的动态分析思路

⑴确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。

Pq

⑵根据决定式c=向分析平行板电容器电容的变化。

（3）根据定义式C=£分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。

（4）根据E=另分析电容器极板间场强的变化。

2.两类典型的动态变化分析

Q

不变》［"一»£不变

QifN

Q+—E不变

【考点二】带电体重力是否计入的判断

1.微观粒子（如电子、质子、离子等）和无特别说明的带电粒子，一般都不计重力

（并不是忽略质量）；

2.带电微粒（如油滴、液滴、尘埃、小球等）除有特别说明或暗示外，一般要考虑

重力；

3.原则上，所有未明确交代的带电体，都应根据题设运动状态和过程，反推是

否计重力（即隐含条件）。

【考点三】带电粒子在匀强电场中的偏转

1.偏转问题

⑴条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。

(2)运动形式：类平抛运动。

(3)处理方法：应用运动的合成与分解。

(4)运动规律：

①加速度：。=£=延=%

mmmd

②在电场中的运动时间：t=—

%

③离开电场时的偏移量yf心黑

④离开电场时的偏转角tane=A=W

匕

2.两个结论

(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的

偏转角度总是相同的。

(2)粒子经电场偏转后，末速度的反向延长线与初速度延长线的交点0为粒子水

平位移的中点，即。到电场边缘的距离为5。

©专属练习：

一、单项选择题

1.关于电场强度的概念，下列说法正确的是（）

A.由可知，某电场的场强E与q成反比，与尸成正比

q

B.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点

场强方向与放入试探电荷的正负有关

C.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D.电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

2.使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上一3。和+5。的电荷

后，将它们固定在相距为。的两点，它们之间库仑力的大小为耳。现用绝缘工

具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的

大小为K。则耳与鸟之比为（）

A.2：1B.4：1C.16：1D.60：1

3.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚

线对称，。点为A、8点电荷连接的中点，匕为其连线的中垂线上对称的两

点，则下列说法正确的是（）

A.A、8可能带等量异号的正、负电荷

B.A、8可能带不等量的正电荷

C.久万两点处无电场线，故其电场强度为零

D.同一试探电荷在。、匕两点处所受电场力大小相等，方向相反

4.如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm,则该匀

强电场的场强大小和方向分别为（）

02V4V6V8V

A.E=100V/m,竖直向下

B.E=100V/m,竖直向上

C.£=100V/m,水平向左

D.E=100V/m,水平向右

5.如图，在M、N处固定两个等量同种点电荷，两电荷均带正电。。点是MN

连线的中点，直线PQ是MN的中垂线。现有一带正电的试探电荷g自。点以

大小是%的初速度沿直线向Q点运动。若试探电荷q只受M、N处两电荷的电

场力作用，则下列说法正确的是（）

I

I

1%

p----------------------------Q

I

6N

A.q将做匀速直线运动B.q的加速度将逐渐减小

C.q的动能将逐渐减小D.q的电势能将逐渐减小

6.如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为S,两极板的问

距为"，电容器所带电荷量为Q,电容为C,静电计指针的偏转角为a,平行板

中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为仇下列说法正确的是

（）

A.若增大d,则a减小，。减小

B.若增大Q,则a减小，。不变

C.将A板向上提一些，a增大，。增大

D.在两板间插入云母片，则a减小，。不变

二、多项选择题

7.如图所示，点电荷。固定，虚线是带电荷量为4的微粒仅在电场力作用下

的运动轨迹，微粒的重力不计，八。是轨迹上的两个点，。点离。较近，则下

列判断正确的是()

-----

✓

a/Q

/

A.。一定带正电荷，夕一定带负电荷

B.不管。带何种电荷，微粒在。点受到的电场力一定比在。点的小

C.微粒通过久匕两点时，加速度方向都指向。

D.微粒通过a点时的速率比通过b点时的速率大

8.如图4所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬

挂到水平板的M、N两点，A上带有。=3Qxl(F6c的正电荷。两线夹角为

120°,两线上的拉力大小分别为耳和巴。A的正下方0.3m处放有一带等量异

种电荷的小球8,8与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2；静

电力常量2=9.0x1()9N.m2/c2,A、8球可视为点电荷)，则()

吊吊

A

B

A.支架对地面的压力大小为2.0N

B.两线上的拉力大小耳=6=L9N

C.将3水平右移，使M、A、8在同一直线上，此时两线上的拉力大小B

=1.225N,尸2=1.0N

D.将8移到无穷远处，两线上的拉力大小£=g=0.866N

9.如图所示，真空中M、N点处固定有两等量异种点电荷，a、8、c表示两点

电荷形成的电场中的3条等势线，b是M、N连线的中垂线，交M、N于。

点，。、c关于对称。点d、e、/、g是以。为圆心的圆与a、c的交点。已知

一带正电的试探电荷从d点移动到e点时，试探电荷的电势能增加，则以下判

断正确的是（）

A.M点处固定的是正电荷

B.d点的电势低于7点的电势

C.d点的场强与一点的场强相同

D.将带正电的试探电荷沿直线由4点移动到了点，电势能先增大后减小

三、非选择题

10.如图所示，一质量为小电荷量为q的带正电小球（可看作质点）从y轴上的

A点以初速度%水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方

向间的夹角为8=37。。（sin37°=0.6）

（1）若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔8进入两板间，试求带电小

球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度%;

（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度

大小与小球质量之间的关系满足E=邂，试计算两平行金属板M、N之间的

5q

垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。

恒定电流

☆知识体系:

电阻定律

电阻.欧姆.焦耳定律及电功率

电功率焦H定愫

恒定电流

电酶电动妙和内用

闭合电81的欧19定律

优出电186用网定律

。章节概述:

高考命题实况

考点内容2020202020192019命题热点

I卷n卷I卷II卷

1应.用串、并联电路规律、闭合电路

欧姆定律及部分电路欧姆定律进行

电路动态分析；

2.非纯电阻电路的分析与计算，将结

电学实验4101010合实际问题考查电功和电热的关

系。多以选择题的形式出现；

3电.功、电热的计算及闭合电路欧姆

定律与电磁感应、交变电流相联系

的电功、电热的计算。

国知识清单：

第一单元电阻定律欧姆定律电功率及焦耳定律

一、电阻定律

1.电阻

(1)定义式：

(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作

用越大。

2.电阻定律

上述表达式是电阻的决定式一一适用于金属导体及均匀的电解液。

3.电阻率

(1)计算式：p=

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。

(3)电阻率与温度的关系

金属：电阻率随温度升高而增大；

半导体：电阻率随温度升高而减小。

二、欧姆定律

1.表达式：/=冬

A

2.适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。

三、电功率、焦耳定律

1.电功

(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电

功。

(2)公式：W=qU=IUto

(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。

2.电功率

(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。

(2)公式：P=—=IU0

3.焦耳定律

(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。

2

(2)计算式：Q=IRto

4.热功率

⑴定义：单位时间内的发热量。

(2)表达式：P=，=/2R。

【考点一】对欧姆定律和电阻定律的理解与应用

电阻的决定式和定义式的比较

公式R=PsR=7

电阻的决定式电阻的定义式

说明了导体的电阻由哪些因素决提供了一种测电阻的方法——伏安

区别定，R由2、L、S共同决定法，R与U、I均无关

只适用于粗细均匀的金属导体和浓

适用于任何纯电阻导体

度均匀的电解液

【考点二】对伏安特性曲线的理解

1.图甲中，图线久。表示线性元件，图乙中图线C、△表示非线性元件。

2.图线久人的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故(<4(如图甲

所示)。

3.图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d的电阻随电压的增大而增大(如图

乙所示)。

4.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下电阻。

【考点三】电功、电热、电功率和热功率

电功、电热、电功率和热功率的区别

意义公式联系

电流在一段电路中对纯电阻电路，电功等于电热，w=

电功W=UIt

所做的功Q=UIt=I2Rt；

电流通过导体产生对非纯电阻电路，电功大于电热，

电热Q=l2Rt

的热量W>Q

单位时间内电流所对纯电阻电路，电功率等于热功率，

电功率P=UI

做的功

PH—R；

单位时间内导体产对非纯电阻电路，电功率大于热功

热功率P=I2R

生的热量

率，4>4

第二单元闭合电路的欧姆定律

一、电源的电动势和内阻

1.电动势

(1)电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。

W

(2)电动势：非静电力搬运电荷所做功与搬运的电荷量比值，£=71单位：V。

(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大

小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r,叫做电源的内阻，它是电源

的另一重要参数。

二、闭合电路的欧姆定律

1.闭合电路的欧姆定律

(1)内容

闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。

(2)公式

E

①/=1与：(只适用于纯电阻电路)；

②E=U外+〃(适用于所有电路)。

2.路端电压与夕卜电阻的关系

UTR_«R_,，当火增大时，U增大

一般情况R+r1+上

(1)当外电路断路时，/=0,U=E

特殊情况E

(2)当外电路短路时，/短=i，U=0

【考点一】电路的动态分析

1.电路动态分析的方法

⑴程序法：遵循“局部一整体一部分”的思路，按以下步骤分析：

网＜增减大\小；I匹E:增r:―大I减小、iIT；

rTnx减小n；.r7~i/增大、最后确定/[互

匹K增大F&也K减小

⑵极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的

滑动端分别滑至两个极端去讨论。

（3）串反并同法：“串反”是指某一电阻增大（或减小）时，与它串联或间接串联的

电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小（或增大）。“并同''是指某一电阻增大

（或减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增

大（或减小）。

2.电路稳定时电容器的处理方法

电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即

电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端的电

压为与之并联的电阻两端的电压。

【考点二】电源的功率和效率

1.电源的总功率

⑴任意电路：舄,=E/=（。外+U内）/=&+品。

下2

（2）纯电阻电路：P&=/2（R+/）=__。

2.电源内部消耗的功率：%=/2/="内/=七一场。

3.电源的输出功率

2

（1）任意电路：P,[.=UI=EI-Ir=P&-P]kiO

2

⑵纯电阻电路：Pti.=lR=-^-=--^一0

出（R+4（R—r）\.

R

（3）输出功率随R的变化关系：

①当R=z•时，电源的输出功率最大，为匕,=匕。

②当时，随着火的增大输出功率越来越小。

③当RVr时，随着R的增大输出功率越来越大。

④当/时，每个输出功率对应两个可能的外电阻尺和鸟，且RR=/。

⑤P出与R的关系如图所示。

4.电源的效率

⑴任意电路：〃=*xl00%=9100%。

(2)纯电阻电路：〃=喘丁＜100%=」：义100%,因此在纯电阻电路中R越大，〃

越大；当R=r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。

【考点三】电源的U—/图像的应用

1.纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流,

即金=E"

2.图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r=也=且，斜率的绝对值越大,

X/短

表明电源的内阻越大。

3.图线上任一点对应的U、/的比值为此时外电路的电阻，即/?=与。

4.图中阴影面积U/为电源的输出功率(注意不是图像和横轴围成的面积),而

电源的总功率七=E/,七一格=E/-U/为电源的发热功率。

©专属练习：

一、单项选择题

1.如图所示，电源电动势为E,内阻为「，合上开关S后各电灯恰能正常发

光。如果某一时刻电灯L1的灯丝烧断，贝1]()

L.

------凶------

__________

9

___________1.__________

1

3SEr

A.L3变亮，L2、L4变暗B.L2、L3变亮，L4变暗

C.L4变亮，L2、L3变暗D.L3、L4变亮，L2变暗

2.如图所示，两平行金属板间带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电

压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向。端移动时，贝1()

A.电压表读数减小B.电流表读数减小

C.质点尸将向上运动D.以上消耗的功率逐渐增大

3.在如图所示的电路中，Ri=UQ,『1Q,&=&=6Q,当开关S闭合且电路

稳定时，电容器C的带电荷量为。|；当开关S断开且电路稳定时，电容器C

的带电荷量为。2,则()

A.Q:Q=1：3B.。|：02=3：1

C.Qi：。2=1:5D.Qi：Q=5：1

4.一根长为L横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为。，棒内单位体积

自由电子数为〃，电子的质量为加，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，

棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为也则金属棒内的电场强度大

小为（）

m\rm^Snpev

A.B.~~~C.pnevD.

二、多项选择题

5.下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机

械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，贝M）

自重40kg额定电压48V

载重75kg额定电流12A

最大行驶速度20km/h额定输出功率350W

A.电动机的输入功率为576W

B.电动机的内电阻为4Q

C.该车获得的牵引力为104N

D.该车受到的阻力为63N

6.如图所示电路中，L】、L2、L3、L4是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑片

向下滑动时，下列说法正确的是（）

A.Li变亮B.L2变亮C.L3变亮D.Lt变亮

7.如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特

性图线，曲线ni是一个小灯泡的优安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源

1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（）

A.电源1与电源2的内阻之比是11：7

B.电源1与电源2的电动势之比是1：1

C.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2

D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2

8.如图甲所示，电源电动势E=6V,闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从A

端滑至3端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示。

其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系

曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的

影响。则下列关于图中久从c、4点的坐标值正确的是（）

甲

A.<7(4V,4.5W)B.0(4.8V,2.88W)

C.c(0.6A,4.5V)D.d(8Q,80%)

9.用如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，根据测得的数据作出如图乙

所示的U—/图线，由图可知下列判断正确的是（）

A.电源电动势的测量值为1.40V

B.电源内阻的测量值为3.50C

C.外电路发生短路时的电流为0.40A

D.电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为0.20A

磁场

☆知识体系:

的I•述及磁爆对电i*的作用

磁场

—帚电12子在■会场中的运动《^：帝加于在0台短动

。章节概述:

高考命题实况

考点内容2020202020192019命题热点

I卷n卷倦II卷

安培力6

1.磁感应强度的理解和计算；

洛伦兹力662安.培力、洛伦兹力的特点；

3.有界磁场中的临界问题；

圆形磁场64带.电粒子在匀强磁场中的多解问

题；

复合场65.带电粒子在组合场和复合场中的运

平行边界动

12

磁场

昌知识清单：

第一单元磁场的描述及磁场对电流的作用

一、磁场、磁感应强度

1.磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。

(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。

2.磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

(2)大小：B=£(通电导线垂直于磁场)。

IL

(3)方向：小磁针静止时N极的指向。

(4)单位：特斯拉(T)。

3.匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。

(2)表示：磁感线平行同向且等间距。

二、碳感线安培定则

1.磁感线

在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强

度方向一致。

2.几种常见的磁场

(1)常见磁体的磁场

甲条形磁铁乙蹄形磁铁丙地磁场

(2)电流的磁场

通电直导线通电螺线管环形电流

叭B乂

安培定则<4」

三、安培力

1.安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时：F=BIL.

(2)磁场和电流平行时：F=0o

2.安培力的方向

左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

⑵让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。

(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

【考点一】安培力的分析与计算

1.安培力的大小：

计算安培力常用公式尸=8"，应用时要满足：

(1)8与L垂直。

(2)L是有效长度。例如，如图所示通电导线，在判断和计算安培力的方向和大

小时均可等效为计算和判断ac直导线的安培力的大小和方向。

••••XXXX••c••

B^\BB

an

••x(6<\xx•/•\••

・、，•・xfxx.

•c•XXXb

第二单元磁场对运动电荷的作用

一、洛伦兹力

1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。

2.洛伦兹力的方向

(1)判定方法：左手定则：

掌心——磁感线垂直穿入掌心；

四指---指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；

拇指——指向洛伦兹力的方向。

(2)方向特点：FIB,F±v,即/垂直于8和u决定的平面。

3.洛伦兹力的大小

(1>〃B时，洛伦兹力F=0。(8=0。或180°)

(2»_1_8时,洛伦兹力F=qvB°(夕=90。)

(3)/0时，洛伦兹力尸=0。

二、带电粒子在匀强磁场中的运动

1.若丫〃3,带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。

2.若带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度

v做匀速圆周运动。

3.半径和周期公式：

【考点一】洛伦兹力的特点与应用

1.洛伦兹力的特点

(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。

(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。

(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。

(4)根据左手定则判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。

(5)洛伦兹力一定不做功。

2.洛伦兹力与安培力的联系及区别

(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力。

⑵安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。

2.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法

确定圆心

「①轨道半径与磁感应强度、运动速度相联

系，即氐器

②由几何方法----般由数学知识（勾股定

找联系

理、三角函数等）计算来确定半径.

③偏转角度与圆心角、运动时间相联系.

〔④粒子在磁场中运动时间与周期相联系.

牛顿第二定律和圆周运动的规律等，特别是

周期公式、半径公式.

【考点二】带电粒子在有界匀强磁场中的运动

情形一直线边界（进出磁场具有对称性，如图所示）

情形二平行边界（存在临界条件，如图所示）

情形三圆形边界（沿径向射入必沿径向射出，如图所示）

/XX

第三单元粒子在磁场运动临界及多解问题

一、带电粒子在匀强磁场中运动的临界极值问题

1.分析方法

(1)数学方法和物理方法的结合：如利用“矢量图"''边界条件”等求临界值,

利用“三角函数”“不等式的性质”“二次方程的判别式”等求极值。

(2)一个“解题流程”，突破临界问题

(3)从关键词找突破口：许多临界问题，题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、

“不相撞”、"不脱离'’等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特

定的词语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件。

2.四个结论

(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。

⑵当速率丫一定时，瓠长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的

时间越长。

(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和

运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心,根据几何关系求出半径及圆心角

等。

(4)在圆形匀强磁场中，当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时，则入射点和出射

点为磁场直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最

长)。

二带电粒子在磁场中运动的多解问题

1.带电粒子电性不确定形成多解

受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度条

件下，正、负粒子在磁场中的运动轨迹不同，因而形成多解。如图所示。

2.磁场方向不确定形成多解

有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时

必须考虑由磁感应强度方向不确定而形成的多解。如图所示：

3.临界状态不唯一形成多解

如图所示，带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是

圆弧状，因此，它可能直接穿过去了，也可能转过180。从入射界面反向飞出，

于是形成了多解。如图所示：

4.运动的往复性形成多解

带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，往往具有往复性，因而形

成多解。如图所示：

第四单元带电粒子在复合场中的运动

一、回旋加速器和质谱仪

1.质谱仪

(1)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。

iEJ

7674737270U|矫

III1口IT一回

\V•「师.

(2)原理：粒子由静止被加速电场加速：

粒子在磁场中