电场线、磁感线的理解和应用

电场线、磁感线的理解和应用

孙茂森

（枣庄市第八中学，山东枣庄 277800）

电场线、磁感线是我们认识和研究电场、磁场的重要工具，牢固掌握和灵活运用其典型分布，对定性分析问题可收到事半功倍的效果，故要牢固掌握电场线、磁感线的物理意义及典型电场磁场的电场线、磁感线分布。同时，学习电场线、磁感线等概念时，要感悟建立模型的方法。

一．模型理解

我们知道，建立正确的物理模型可使我们对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。电场线、磁感线的概念在形式上是抽象的，在内容上是具体的，因此，我们可以用模拟式模型来描述。

虽然电场线、磁感线都是为了研究电场和磁场而引入的一系列假想曲线，但是这些曲线并非人们单凭主观愿望臆造出来的。用电场线、磁感线这些模拟式模型能使一些看不见、摸不着的客观事物变得具体化、形象化。但由于电场、磁场的性质不同，因此电场线与磁感线的意义不同：

相似之处：（1）电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线，实际上并不存在；(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向；(3)电场线和磁感线都不能相交．因为如果相交，在相交点就会出现两个切线方向，与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。

电场线和磁感线的显著区别是：静电场的电场线起始于正电荷，终止于负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线。

问题1 关于电场线和磁感线正确的说法是（）

A．它们并不是电场或磁场中真实存在的曲线，只是用来形象化描述电场或磁场的一种方法。

B．带电平行金属板内部（除边缘部分）的电场线彼此平行且疏密均匀，可以看作匀强电场。在通电螺线管内部（除边缘部分）的磁感线互相平行且疏密均匀，可以看作匀强磁场。

C．只有电场线才有起始位置（正电荷或无限远处）和终止位置（负电荷或无限远处）；磁感线都是闭合曲线，没有起始和终止位置。

D．单个点电荷产生的电场的电场线都是放射状直线，单个磁极的磁感线从它出来回到它自己所在位置进去。

答案：根据电场线和磁感线的特点可知A、B、C正确；由于单个磁极到目前为止，还没有证实存在，磁极都是S、N极成对出现的。所以D错误。

二．拓展应用

在研究电场时引入的电场线，在研究磁场时引入的磁感线，都是为了形象地描述出空间各点的电场强度E，磁感应强度B的方向和大小而引入的一些曲线。由于B和E均是描写磁场和电场的力的性质，因而过去将这两种线分别称为电力线和磁力线。

电场线上任何一点处的切线方向即是该点处电场强度的方向，其疏密程度表示电场强度的大小的分布情况，空间中任意两条电场线均不相交；与此相同的是：磁感线上任何一点处的切线方向即是该点处磁感强度的方向，其疏密程度表示磁感应强度的大小的分布，空间中任意两条磁感线均不相交。

但静电场中的电场线则从正电荷出发到负电荷终止；或从正电荷出发到无穷远终止；或从无穷远出发到负电荷终止。即电场线有“发源”地，也有“终止”地，而磁感线总是闭合曲线，电流的磁场的磁感线总是封闭的，而磁体的磁场也是外部的磁场和磁体内部的磁场共同组成封闭曲线，所以在磁场中，穿过任意闭合曲面（比如球面等）的磁通量总为零。

由于电场线和磁感线有联系与区别，因此它们的应用是不同的。在实际做题应用中要注意以下几个问题：问题2：如果给出的一条电场线，要学会分析推断电势和场强的变化情况。

如图1所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离。用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定：

a b

A U a >U b >U c

B U a —U b ＝U b —U c

C E a >E b >E c

D

E a =E b =E c

解题探究：从题中只有一根电场线，无法知道电场线的疏密，故电场强度大小无法判断。根据沿着电场线的方向是电势降低最快的方向，可以判断A 选项正确。有不少同学根据“a 、b 间距离等于b 、c 间距离”推断出“U a —U b ＝U b —U c ”而错选B 。其实只要场强度大小无法判断，电场力做功的大小也就无法判断，因此电势差的大小也就无法判断。

问题3：如果给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，要学会分析推断带电粒子的性质。

图2中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可做

出正确判断的是（ ） A ． 带电粒子所带电荷的符号；

B ． 带电粒子在a 、b 两点的受力方向；

C ． 带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大；

D ． 带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大。 解题探究：由于不清楚电场线的方向，所以在只知道粒子在a 、b 间受力情况是不可能判断其带电情况的。而根据带电粒子做曲线运动的条件可判定，在a 、b

两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左。若粒子在电场中从a 向b 点运动，故在不间断的电场力作用下，动能不断减小，电势能不断增大。故选项B 、C 、D 正确。

问题4：会根据给定电势的分布情况，求作电场线。

如图3所示，A 、B 、C 为匀强电场中的3个点，已知这3点的电势分别

为φA =10V, φB =2V, φC =-6V.试在图上画出过B 点的等势线和场强的方向（可

用三角板画）。

解题探究：用直线连接A 、C 两点，并将线段AC 分作两等分，中点为D

点，因为是匀强电场，故D 点电势为2V ，与B 点电势相等。画出过B 、D 两点的直线,就是过B 点的电势线。因为电场线与等势线垂直，所以过B 作BD 的垂线就是一条电场线。

问题5：要会画常见磁感线、电场线

在磁场的知识中，有关地磁场习题的处理一直是高中物理的难点。内容涉及地磁场、方位等地理知识，有关这方面的题目从高考统计来看得分偏低。造成学生困难主要是三方面能力不够：一是从实际问题转化为理想物理模型的能力；二是学生的空间想象能力；三是地理知识的迁移应用能力。如何能快速解决此类问题,我觉得首先我们应该对地磁场有个全方位立体的了解,仅知道地磁场的南北极和地理的南北极相反是不够的。对于地磁场的磁感线，要会从不同方向和空间去观察和想象磁场的分布特点，并会画图.这就是电磁部分的重点和难点。如：

图4为地磁场磁感线的示意图在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀逐巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼未端处的电势为U 1，右方机翼未端处的电势力U 2，

A.若飞机从西往东飞，U 1比U 2高

B.若飞机从东往西飞，U 2比U 1高

C.若飞机从南往北飞，U 1比U 2高

D.若飞机从北往南飞，U 2比U 1高

解题探究：在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速

巡航时只有竖直向下的磁感线起作用，则飞机从西往东飞的位置图形可

以认为是垂直纸面向里(机翼侧面图形可以等效为垂直与纸面的导体，则

由于电磁感应的作用，用右手定则可以判断u 1 比u 2 高，既选“A ”。若

A

图2

飞机从南往北飞可以认为飞机位置为平行纸面的一导体，如图，同理可以分析得：“C ”项正确。

三．跟踪练习

1．如图5所示，在a 点由静止释放一个质量为m,电荷量为q 的带电粒子，粒子到达b 点时速度恰好为零，设ab 所在的电场线竖直向下，a 、b 间的高度差为h ，则（ ）

A ． 带电粒子带负电；

B ． a 、b 两点间的电势差U ab =mgh/q;

C ． b 点场强大于a 点场强；

D ． a 点场强大于b 点场强.

2．如图6所示，如图13—17所示， MN 是电场中的一条电场线，一电子从a 点运动到b

点速度在不断增大，则下列结论正确的是：

A ．该电场是匀强电场

B ．该电场线的方向由N 指向M

C ．电子在a 处的加速度小于在b 点的加速度

D ．为电子从a 到b 的轨迹跟MN 重合，所以电场线

D 、点电荷q 不一定带负电

3．如图7，A 、B 为带电量分别为+Q 和-Q 的两个等量异种点电荷，c 、d 为A 、B 连线上的两点，且Ac = Bd ，则c 、d 两点间电场强度的情况是 A ．由c 到d 电场强度由大变小

B ．由c 到d 电场强度由小变大

C ．由c 到d 电场强度不变

D ．由 c 到d 电场强度先变小后变大

4．如图8所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力，则下列判断中正确的是

A ．若粒子是从A 运动到

B ，则粒子带正电；若粒子是从B 运动到A ，则粒

子带负电

B ．不论粒子是从A 运动到B ，还是从B 运动到A ，粒子必带负电

C ．若粒子是从B 运动到A ，则其加速度减小

D ．若粒子是从B 运动到A ，则其速度减小

5．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N 极向东偏转，由此可知

A ．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N 极靠近小磁针

B ．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S 极靠近小磁针

C ．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过

D ．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过

6．下列关于磁感线的说法正确的是

A ．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向

B ．磁场中任意两条磁感线均不可相交

C ．铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线

D ．磁感线总是从磁体的N 极出发指向磁体的S 极

7．如图9所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N

极指向右，试判断电源的正负极。

8．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。图10为点电荷

a 、

b 所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是

A 、a 、b 为异种电荷，a 带电量大于b 带电量

图

8

a b 图5 图

9

N 图6

M 图7

B 、a 、b 为异种电荷，a 带电量小于b 带电量

C 、a 、b 为同种电荷，a 带电量大于b 带电量

D 、a 、b 为同种电荷，a 带电量小于b 带电量

参考答案

1．答案ABC 点拨：带电粒子由a 到b 的过程中，重力做正功，而动能没有增大，说明电场力做负功。根据动能定理有：mgh-qU ab =0。解得a 、b 两点间电势差为U ab =mgh/q.因为a 点电势高于b 点电势，U ab >0,所以粒子带负电，选项AB 皆正确。带电粒子由a 到b 运动过程中，在重力和电场力共同作用下，先加速运动后减速运动；因为重力为恒力，所以电场力为变力，且电场力越来越来越大；由此可见b 点场强大于a 点场强。选项C 正确，D 错误。

2．答案B 点拨：仅从一根直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场，因为无法确定电场线的疏密程度，该电场可能是匀强电场，可能是正的点电荷形成的电场，也可能是负的点电荷形成的电场，因此不能比较电子在a 、b 两处所受电场力的大小，即不能比较加速度的大小，但电子从a 到b 做的是加速运动，表明它所受的电场力方向由M 指向N ，由于负电荷所受的电场力方向跟场强方向相反，所以电场线的方向由N 指向M ，电场线是为了形象地描述电场而假想的曲线，带电粒子的运动轨迹是真实存在的曲线，两者的重合是在特定条件下才成立的，在一般情况下两者并不重合。

3．答案 点拨：c 、d 两点处于A 、B 两异种点电荷形成的叠加场中，

各点场强可由E A +E B 表示，但由于是矢量运算，计算起来较为繁杂，因

而，借助电场线来确定. 如图11所示，从电场线分布看，从c → d ： 电场线密 → 疏 → 密，因此电场强度先变小后变大。

4．答案BC 点拨：根据电场线的分布可判断。

5．答案C ．点拨：掌握小磁针的N 极受力方向与磁场方向相同，S

极受力方向与磁场方向相反是解决此类问题的关键．

6．答案AB ．点拨：对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键．

7．小磁针N 极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感

线由a →b ，根据安培定则可判断电流由电源的c 端流出，由d 端流入。故c 端为正极，d 端为负极。

点拨：不要错误认为螺线管b 端吸引小磁针的N 极就相当于条形磁铁的南极，关键要分清螺线管内部磁感线分布。

8答案：B 点拨： 据电场线的方向特征：“始于正电荷，终于负电荷”和电场线疏密分布可知本题应选B 。

图11

电场及其基本性质

电场及其基本性质 基础内容： 1、使物体带电的三种方式：、、。 2、物理学规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带，用毛皮摩擦过的橡胶棒带。 3、电荷守恒定律的内容： 。 4、点电荷是一种模型， 5、库仑定律的表达式：，适用条件：， 6、电场是存在于电荷周围的一种物质，电场线是为了研究方便而假想出来的，并不是实际存在的， 7、电场强度的定义式：，点电荷的电场强度表达式：， 8、电场强度的方向：；电场线上任意一点为该点电场强度的方向， 9、电场线稀疏的地方，；电场线密集的地方，。 10、画出点电荷（正、负）、等量同种电荷、等量异种电荷的电场线分布： 11、什么叫静电平衡：； 12、静电平衡的特点：（1）、导体内部场强，（2）导体表面上任意一点的场强方向与该处表面，（3）导体处处电势， 13、电场强度遵循运算法则， 14、电场力做功的特点：； 15、什么叫电势能：， 16、电场力做功与电势能的关系：，公式表达式； 17、电势能具有相对性，相对零电势能点，通常取为零势能点， 18、电场力做正功，；电场力做负功，电势能。 19、电势的表达式：，单位：； 20、在同一等势面上移动电荷电场力，电场线与等势面，两个不同等势面不相交， 21、沿着电场线，电势， 22、电场力做功与电势差的关系：， 23、电场强度与电势差的关系：，只适用于。 24、电容器电容的定义式：，决定式：，单位：， 一、单选题 1．一个正点电荷的电场线分布如图所示，将电子带负电分别放置于电场中的A、B两点，下列说法中正确的是（） A．A点的电场强度小于B点的电场强度 B．电子在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力 C．电子在A点所受的电场力方向与电场线指向相同

电场线

学科：物理 教学内容：电场线 【基础知识精讲】 1.电场线 定义：在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点电场方向相同，这些曲线就叫电场线. 电场是客观存在的，而电场线是为了形象地描述电场场强大小和方向，而人为地引入(画出)的一簇假想曲线，并非是客观存在的物质. 2.电场线的基本性质 (1)电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向. (2)电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强). (3)静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断. (4)任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切). 3.匀强电场 (1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图 4.常见电场的电场线

【重点难点解析】 重点 用电场线形象地描述电场. 难点 理解电场线的性质，理解电场线是引人的假想的线，并不真实存在. 1.点电荷在电场中只受电场力作用时的运动轨迹即为一条电场线吗? 解析 显然不是.首先，带电粒子在电场中的运动轨迹是带电粒子的位置在空间分布图像，是实际存在的；而电场线是人们为形象地描述电场而引入的假想线，实际上并不存在.其次，运动轨迹的切线方向反映带电粒子的速度方向，而电场线的切线方向即场强方向反映正电荷受力方向，很显然，速度方向与力的方向毫无关系.因此，电场线与运动轨迹是两回事. 但是，当电场线是直线，且带电粒子初速为零或初速方向在这一条直线上时，带电粒子将沿电场线运动，即它们重合，这是一种特例.即使在这种特定的情况下，也不能说运动轨迹就是一条电场线，因为它们是两个完全不同的物理概念. 2.对电场线的疏密的意义的正确理解 (1)电场线的疏密表示场强的大小，但仅有一条电场线是不能判定场强大小的，如图所示为一条水平向右的电场线，由此只能确定三点的场强方向都为水平向右，但不能判断a 、b 、c 三点场强的大小 .设想该电场线是左边某正点电荷发出，则有E a ＞E b ＞E 若该电场线是在右边的一负点电荷所形成，则有E a ＜E b ＜E c ；若该电场线是某匀强电场中的一条，则有E a =E b =E c ，故一条电场线不能判断场强大小. (2)就电场线的疏密而言，必指空间某一范围，因此用电场线的疏密表示某点场强的大小， 应以该点周围一个小面积内的电场线条数来考虑，同时不能错误认为电场线经过点的场强一定大于电场线间不在电场线上点的场强. 【难题巧解点拨】 例1 A 、B 为带异种电量的两点电荷，c 、d 为A 、B 连线上的两点，且Ac=Bd ，如图所示，关于c 、d 两点间电场强度的情况是( ) A.由c 到d 电场强度由大变小 B.由c 到d 电场强度由小变大 C.由c 到d 电场强度不变 D.由c 到d 电场强度先变小后变大 解析 c 、d 间的电场处于A 、B 两异种点电荷所形成的叠加场，各点场强可由E A +E B 表示，但计算起来较繁杂，可借助电场线来描绘，如下图所示，从电场线分布看，c —d 电场线密—疏—密，因此电场强度先变小后变大.

电场能的性质(讲解)

龙文教育学科导学案 教师: 肖武培学生: 年级: 日期:2013. 星期: 时段:: :00— :00 学情分析 课 题 电场能的性质电 学习目标与 考点分析 学习目标： 考点分析： 学习重点 学习方法 讲练说相结合 学习内容与过程 [知识提要] 一．静电力做功 1．静电力做功的特点 在任何静电场中，静电力对运动电荷所做的功只与始点和末点的位置有关，而与电荷运动路径无关。这一点与重力做功的情况很相似。 2．电场力做功的求法 （1） AB W = q AB U —— 适用于一切电场 （2） W = qEd ——适用于匀强电场 （3）AB W = –ΔE = A E –B E （4）电场力W +其他力W = ΔK E 二．电势能 1．定义 电荷在电场中所具有的能叫电势能，用E p 表示，单位为J 。 2．静电力做功与电势能变化的关系 静电力对电荷做正功，电荷的电势能减少，减少的电势能等于静电力所做的功；静电力对电荷做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能等于克服静电力所做的功。 其关系可以表示为：WAB ＝－ΔE p ＝PA E －PB E

如图丁所示。 (5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面如图戊所示(导体表面外侧的电场线跟导体表面垂直，导体是等势体，导体表面是等势面)。 3．等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。 根据 AB W＝q AB U，若A、B是同一个等势面上的点，则 AB U＝0，所以 AB W＝0。 (2)电场线一定处处与等势面垂直。 因为沿等势面移动电荷电场力不做功，一定是力和速度(或位移)的方向垂直，而电场线的方向即是静电力的方向(或反方向)，所以电场线一定和等势面垂直。 (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．两个等势面永远不会相交。 因为如果相交，会出现两个电场方向，这是不可能的。 (4)相邻等势面电势差相等时，其间距越小电场强度越大，即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱。 五．电势差 1．定义 电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。 2．公式 AB U＝ A ?－ B ?或 BA U＝ B ?－ A ?，显然 AB U＝－ BA U 3．矢量性 电势差是标量，但有正负，正或负表示两点电势的高低。 BA U> 0， B ?高于 A ?。 4．电势差与电场力做功的关系 (1)公式 AB AB qU W=或 q W U AB AB = （2）说明：①由 q W U AB AB =可以看出， AB U在数值上等于单位正电荷由A点移到B点电场力所做 的功。②不能认为 AB U与 AB W成正比，与q成反比。电场中两点的电势差仅由电场本身决定。 5．电势φ与电势差 AB U的对比 相同点 说明由此性质，可以由等势面来绘制电场线．实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场。

电场线

单元（片）名称：电场线和电场强度（共用3课时） 一、教学重点 知识点1：电场强度 （一）理解要点： 电场强度的物理意义 电场强度是描述电场强弱及方向的物理量，反映了电场力的特性。 （二）注意事项： 电场强度的定义 在电场中放一个检验电荷，它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度，简称场强。 定义式： 单位：牛／库（N / C） ①矢量性：场强是矢量，其大小按定义式计算即可，其方向规定为正电荷在该点的受力方向。负电荷受电场力方向与该点场强方向相反。 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置。是客观存在的，与放不放检验电荷以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关，既不能认为与成正比，也不能认为与成反比。 （三）应用形式： 选择、填空、计算 知识点2：电场线的意义及规定 （一）理解要点： 电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力的方向（负电荷受力方向相反）。曲线的疏密表示电场的强弱。 （二）注意事项： ①电场线是人们为了研究电场而假想的曲线，不是实际存在的线。

②没有电场线通过的位置不一定就没有电场存在。 ③电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。 带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。电场中的电场线确定以后是不变的，但是电荷在电场中运动时初速度不同，得到的运动轨迹可以有无数种。只有当电场线是直线，而带电粒子又只受电场力作用时运动轨迹才有可能与电场线重合。 1、电场强度的理解 2、电场强度和电场力的比较 ①由电场强度的定义式，可导出电场力F=qE。 只要场源确定，电场中某一点的电场强度的大小和方向就都唯一地确定了。若知道某点的电场强度的大小和方向，就可求出电荷在该点受的电场力的大小和方向。 ②电场力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。 （三）应用形式： 选择、填空、计算 知识点3：常见电场的电场线 （一）理解要点：

磁场与磁感线教案(精)

磁场与磁感线 一、创设情境,引入新课 小实验:将两块磁铁用一本书隔开,用一块控制另一块 教师:大家知道为什么会有这种现象吗? 学生:两块磁铁相互吸引 教师:大家很聪明,磁铁对于大家并不陌生,在初中我们也学习过相关内容,磁与我们的生活息息相关,大家能不能列举生活中应用磁的一些事例呢? 学生:磁悬浮列车,电磁炉,指南针,磁画板,核磁共振,极光…… 教师:大家对生活很留心,我们来看一下老师搜集的一些磁现象及应用的一些图片。播放PPT展示图片 教师:其实对于磁,在我国古代就有了相关认识及应用,大家刚才所说的指南针,它是我国的四大发明之一,对于世界产生了深远的影响,它运用了磁极指示南北的特点;人们还运用磁石来治病,在《神农本草经》《忘怀录》《本草纲目》中都有介绍;除此之外对北极光、太阳黑子、磁偏角等自然现象都有大量记载。 那今天这节课,我们在初中的基础上进一步对磁进行学习。 二、磁场 教师:当两个磁体相互靠近时,它们会发生相互作用,它们遵循什么规律呢? 学生:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 教师:回想一下刚才上课做过的实验,以及刚才展示的磁极间的相互作用,为什么磁体还未接触就产生了力?这与什么比较类似? 学生:电荷之间的相互作用

教师:那么我们类比电荷,电荷周围存在电场,电荷之间的相互作用通过电场传递,我们假设磁体周围也存在类似电场的特殊物质,我们给它起名叫磁场,磁极之间的相互作用通过磁场来传递。 我现在这里有一些大头针,我用木块靠近大头针,大家观察大头针会发生什么现象,我再用磁铁靠近小磁针,大家再来观察大头针会发生什么变化。说明了什么问题? 学生:用木块靠近大头针没有任何现象,用磁铁靠近还未接触就吸引大头针。说明了磁铁周围确实存在着磁场,磁极通过磁场与磁极或者大头针发生相互作用。 教师:通过类比和实验,我们引入了磁场的概念,磁场虽然看不见摸不着,但是它 是一种客观存在的物质。 教师:那大家在思考一个问题,小磁针静止时它会指示南北,我用手将它转到东西方向,它又会转回来,这是为什么? 学生:小磁针收到一个南北方向的力,地球周围存在磁场——地磁场 教师:地球本身就是一个大磁体,他与条形磁铁类似,它的南极在地理北极附近, 磁体与正南北方向的夹角叫做磁偏角。 地球的磁场对于我们非常重要,大家阅读课本103页。 三、电流的磁场 教师:是否只有磁体周围才有磁场呢? 学生:电流周围也存在磁场 教师:我们来验证一下奥斯特实验:电流与磁针相互作用 电流与电流之间可以相互作用么?(实验

电势和电场强度的关系

1．下列说法正确的是( ) A ．在同一等势面上各点的电场强度必定相等 B ．两等势面一定相互平行 C ．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大 D ．沿电场强度的方向，等势面的电势逐渐降低 2．如图1-5-13所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a 、b 两点的电势分别为φa ＝－50 V ，φb ＝－20 V ，则a 、b 连线的中点c 的电势φc 应为( ) A ．φc ＝－35 V B ．φc ＞－35 V C ．φc ＜－35 V D ．无法判定 3．如图9所示，a 、b 是电场线上的两点，将一点电荷q 从a 移到b ，电场力做功为W ，且知a 、b 间的距离为d ，以下说法正确的是( ) A ．a 、b 两点间的电势差为W q B ．a 处的电场强度为E ＝W qd C ．b 处的电场强度为E ＝W qd D ．a 点的电势为W q 4．如图10所示，两个等量异种电荷在真空中相隔一定距离，OO ′ 代表两点电荷连线的中垂面，在两点电荷所在的某一平面上取图示1、2、 3三点，则这三点的电势大小关系是( ) A ．φ1＞φ2＞φ3 B ．φ2＞φ1＞φ3 C ．φ2＞φ3＞φ1 D ．φ3＞φ2＞φ1 5.对于点电荷电场,我们取无穷远处为零势点,无穷远处电场强度也为零.那么( ) A.电势为零的点,场强也为零 B.电势为零的点,场强不一定为零;但场强为零的点电势一定为零 C.场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零 D.场强为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强一定为零 6. 如图13所示，在匀强电场中，有A 、B 两点，它们间的距离为2 cm ，两点的连线与 场强方向成60°角．将一个电荷量为－2×10－5 C 的电荷由A 移到 B ，其电势能增加了0.1 J ．问： (1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？ (2)A 、B 两点的电势差U AB 为多大？ (3)匀强电场的场强为多大？ 7．如图14所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d ，各等势面电势已在图中标出．现有一质量为m 的带电小球以初速度v 0与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问： (1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？ (2)在入射方向上小球最大位移是多少？(电场范围足够大)

高考物理考题一 对电场性质的理解与应用

考题一对电场性质的理解与应用 1.电场的性质

2.电场性质的判断思路 (1)明确电场的电场线与等势面的分布规律. (2)利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱.(由a ＝qE m 判断a 的变化) (3)根据电场力与电场线相切(与等势面垂直)，且指向轨迹的弯曲方向，或轨迹一定夹在力与速度方向之间，分析带电粒子在电场中的运动轨迹问题. (4)根据电场线的方向、电场线的疏密及电势能的大小分析电势的高低. (5)应用电场力做功与电势能改变之间的关系判定电势能的大小或电场力做功情况. 例1 直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图1，M 、N 两点各固定一负点电荷，一电量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点，则H 点处场强的大小和方向分别为( ) 图1 A.3kQ 4a 2，沿y 轴正向 B.3kQ 4a 2，沿y 轴负向 C.5kQ 4a 2，沿y 轴正向 D.5kQ 4a 2，沿y 轴负向 解析 G 点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在G 点产生的合场强与正电荷在G 点产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，正电荷在G 点的场强为 kQ a 2 ，负电荷在G 点的合场强也为kQ a 2，当正点电荷移到G 点时，正电荷与H 点的距离为2a ，正电荷在H 点 产生的场强为kQ 4a 2，方向沿y 轴正向，由于G 点和H 点对称，所以负电荷在G 点和H 点产生 的场强大小相等方向相反，大小为kQ a 2，方向沿y 轴负向，所以H 点处合场强的大小为kQ a 2－kQ 4a 2 ＝ 3kQ 4a 2 ，方向沿y 轴负向，所以B 正确. 答案 B 变式训练 1.在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc ，顶点a 、b 处分别固定一个正点电荷，c 处

磁场和磁感线 例题解析

磁场和磁感线例题解析 例7 一物理教师准备了一个不透明塑料盒，内放一条形磁铁，(盒盖上标有8个数字)和4个小磁针．在做演示实验时，发现其中3个磁针已损坏．物理教师急中生智，用一个小磁针也做完了实验．其方法是，将小磁针分别放在1，3，5，7号位，观察其小磁针静止时的位置如图11－7所示，请你说出条形磁极的位置 [ ] A．N极靠近5，S极靠近1 B．N极靠近1，S极靠近5 C．N极靠近4，S极靠近8 策略解题关键是根据小磁针在磁场中北极所指的方向，准确地画出条形磁铁的磁感线．然后再由磁感线的进出规律确定条形磁铁N、S 极的位置． 解答首先画出1号位和5号位小磁针的磁感线，知道条形磁铁的磁感线是从5号进来，从1号位出去，故可判定：S极靠近5号位，N 极靠近1号位．所以正确答案应选B选项． 总结1．易错分析：错选A选项是常见的，究其原因是磁感线的进出方向未弄清的缘故． 2．同类变式：在一个圆纸盒里有一个条形磁体，圆纸盒外放着一些小磁针，各磁针N极的指向如图11－8所示．你能画出圆纸盒里的磁体并标明它的N、S极吗？ 答案：如图11－8虚线部分所示3．思维延伸： 如图11—9所示，在铁棒的一端放有一枚可以自由转动的小磁针，当条形磁铁的N极由远处逐渐靠近铁棒的另一端时，小磁针 [ ] A．将在原位置左右摆动

B．仍保持原位置不动 C．S极将转向铁棒 D．N极将转向铁棒 (答案：如图11—9所示，选C选项) 本例以较少的实验器材，通过移动而变通，取得了用多种或多个器材所能达到的效果．因地制宜地解决了实验中出现的问题，开拓思路，启迪思维． 例 2 物理实验室往往是将两块完全相同的条形磁铁一起放置在一个塑料盒内，问这两块磁铁应如何放置，才不致使其磁性减弱？ 策略解题的关键在于理解磁化过程，通过运用“换元法”把甲物当作乙物来看待，很容易把复杂问题简单化． 解答我们不妨把甲乙两磁铁作如图11—10放置，把乙磁铁当作“小磁针”将它放在甲的磁场中，凭乙磁铁(“小磁针”)的北极指向，就能判断出乙的左端为S极，右端为N极，只有这样磁体才会加强磁性．本题答案为：两磁体异名极叠放在一起． 本例也可从磁体间的相互作用规律来探求解法．由于磁体间是同名极相斥．异名极相吸．甲磁铁N极将乙磁体S极(“磁分子”)拉至左端，甲磁铁S极被乙磁铁N极(“磁分子”)拉至右端，这样磁性最强就在两磁铁的两端，其磁性更强．既有利于甲磁体也有利于乙磁体，双方磁性都加强． 总结思考问题可以从已知的知识、规律出发，借“换元法”之功能转换角度，把陌生的事物当作熟悉的事物来看待，把微观现象当作宏观现象来处理，使不好研究的问题，便于研究，这种方法在科学上叫做“转换法”． 1．易错分析：本题可能错答“随意放置”，其错误的原因是无法着手分析． 2．同类变式：保存蹄形磁铁时，要在磁铁的两极上放一软铁片，试说明这样做的理由．(答案：软铁片和蹄形磁铁将会互相磁化，而使磁铁的磁性得到较好的保护．) 3．思维延伸：如图11—11所示，用磁体的一端在铁棒上沿同一方

2019高中物理配套课后习题第一章 习题课电场能的性质的理解与应用

习题课:电场能的性质的理解与应用 课后篇巩固提升 基础巩固 1. (多选)等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的试探电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则试探电荷在此全过程中() A.所受电场力的方向不变 B.所受电场力的大小恒定 C.电势能一直减小 D.电势能先不变后减小 解析ab线是等量异种点电荷电场的等势线,而ab和bc上合电场的电场强度方向都是垂直ab线向下的,试探电荷在a→b过程中电场力方向始终竖直向上,与在c点相同,A对;沿ab方向越靠近两点电荷的连线,电场线越密,电场强度越大,所受电场力越大,B错;从a→b电场力不做功,从b→c电场力做正功,电势能先不变后减小,C错,D对。 答案AD 2. (多选)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程,下列表述正确的有() A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小 解析由题图可知,电场方向水平向左,带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同,所以落在左侧;带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反,所以落在右侧,选项A错误。无论矿粉所带电性如何,

矿粉均向所受电场力方向偏转,电场力均做正功,选项B正确。电势能均减少,选项C错误,选项D正确。 答案BD 3. (多选)一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面,且四个等势面的电势关系满足 φa>φb>φc>φd,若不计粒子所受重力,则() A.粒子一定带正电 B.粒子的运动是匀变速运动 C.粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大 D.粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大 解析由于φa>φb>φc>φd,所以电场线垂直于等势面由a指向d,根据电荷运动规律可知其受力由d指向a,即该粒子带负电,从A点到B点的运动过程中,粒子的动能增大,电势能减小。 答案B 4. (多选)如图所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则() A.带电粒子带负电 B.a、b两点间的电势差U ab= C.b点电场强度大于a点电场强度 D.a点电场强度大于b点电场强度 解析带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而粒子运动到b点时动能没有增大,说明电场力做负 功。根据动能定理有:mgh-qU ab=0,解得a、b两点间电势差为U ab=。因为a点电势高于b点电势,U ab>0,所以粒子带负电,选项A、B正确。带电粒子由a运动到b过程中,在重力和电场力的共同作用下,先加速运动后减速运动。因为重力为恒力,所以电场力为变力且b点电场强度大于a点电场强度。选项C正确,D错误。 答案ABC 5.

电场线电场强度的理解及计算

1．考点及要求：(1)静电场(Ⅰ)；(2)电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)；(3)电场线(Ⅰ).2.方法与技巧：(1)分清是平面上场强的叠加还是立体空间中场强的叠加，再

利用几何知识求解；(2)利用带电体或电场的对称性求合场强；(3)利用整体法与隔离法处理平衡问题． 1．(点电荷场强的计算与场强的合成)如图1所示，A、B、C、D为真空中矩形图形的4个顶点，AB长为3cm，BC长为4cm，在矩形顶点A、B、C三处各放置一个点电荷qA、qB、qC，其中qA、qC为负电荷，qB为正电荷．已知它们的电荷量大小之比为qA∶qB∶qC＝64∶125∶27，点电荷qA产生的电场在D处的场强大小为E.则D处的合场强大小应为( ) A．1.25E C．0 B．2E D．2.5E 2．(应用整体法与隔离法分析电场内的平衡问题)a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是( ) 3．已知表面电荷均匀分布的带电球壳，其内部电场强度处处为零．现有表面电荷均匀分布的带电半球壳，如图2所示，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线．P、Q为CD轴上关于O点对称的两点．则( ) A．P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等，方向相同 B．P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等，方向相反 C．P点的电场强度比Q点的电场强度强 D．P点的电场强度比Q点的电场强度弱 4．(多选)如图3所示，有一正方体空间ABCDEFGH，则下列说法正确的是A．若A点放置一正点电荷，则B、H两点的电场强度大小相等 B．若A点放置一正点电荷，则电势差UBC>UHG C．若在A、E两点处放置等量异种点电荷，则C、G两点的电势相等 D．若在A、E两点处放置等量异种点电荷，则D、F两点的电场强度大小相等5．(多选)如图4所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是( ) A．A、B两处电势、场强均相同 B．C、D两处电势、场强均相同 C．在虚线AB上O点的场强最大 D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能

研究电场的能的性质(学)

2.2研究电场的能的性质(一) 课标解 读重点难点 1.通过探究电场力对带电粒子做功的特点知道电场 力做功和路径无关． 2.将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做 功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性． 3.理解电势差的概念，会用U AB＝ W AB q进行有关计算. 1.电场力做功的特点和电势能的概念．(重点) 2.电势差的概念．(重点) 3.电势能的相对性．(难点) 4.电势差的正、负．(难点) 电场力做功的特点和功能关系 1.基本知识 (1)电场力做功的特点 如图2－2－1所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB运动，静电力做功，即静电力做功与电荷的和有关，但与无关． (2)电势能的概念 ①定义：电荷在电场中具有的势能叫做电势能． ②大小：电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移动到选定的参考点的过程中． ③相对性：电荷在电场中具有的电势能具有，规定了(也就是电势能零点)才有具体值．通常取或的电势为零． (3)电场力做功与电势能的关系 电荷在电场中从A点移动到B点的过程中，电场力所做的功等于电势能的减少量，用公式表示为W E = ，若电场力对电荷做正功，则电势能一定，电场力做负功时，电势能一定．2．思考判断 图2－2－1

(1)由电场力做功与路径无关可以推知，电荷在电场中具有电势能．( ) (2)规定不同的零势能点，电荷在电场中某点的电势能都是相同的．( ) (3)负电荷沿着电场线方向移动时，电势能减小．( ) 3．探究交流 重力做功与重力势能的变化有什么关系？你能通过类比，得出电场力做功与电势能变化的关系吗？ 重力做功 电场力做功 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 电场力做正功，电势能减少 电场力做负功，电势能增多 电势差 1.基本知识 (1)定义：物理学中，把电荷从A 点移动到B 点的过程中 与 叫做A 、B 两点间的电势差． (2)公式：U AB ＝ W AB q .或 (3)单位：在国际单位制中电势差的单位是 ，符号为V,1 V ＝1 J/C. (4)电势差是只有大小的物理量，是标量． (5)物理意义：在电场中如果移动1库仑正电荷从一点到另一点，电场力所做的功是1焦耳，这两点间的电势差就是1伏特． 2．思考判断 (1)电势差U AB 等于将电荷q 从A 点移到B 点时电场力所做的功．( ) (2)电势差具有相对性．( ) (3)电场力做正功，电势差一定为正，电场力做负功，电势差一定为负．( ) 3．探究交流 在某电场中把带电量q ＝－5×10－9 C 的点电荷由A 点移动到B 点，电场力做功为1×10－7 J ，那么A 、 B 间的电势差U AB 是多大？B 、A 间的电势差U BA 是多大？

电场线在电场中的作用

电场线在电场中的作用 江西省都昌县第一中学李一新 电场线是为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱和方向而引入的假想的曲线。她在解决带电粒子在电场中有关问题时所起的作用是很大的，主要表现在以下几个方面。 一、利用电场线的稀密能判断电场强度的大小 电场线的稀密表示电场强度的大小，电场线越密的地方电场强度越大，电场线越稀的地方电场强度越小。 例1两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是如图1所示中的（） 解析：根据题意画出等量异种点电荷的电场线分布图，如图2所示，两电荷连线上场强大小E与x关系是关于两点电荷连线的中垂线对称，靠近两点电荷附近电场线越密电场强度较大，中央最稀电场强度最小，但不是零，因此正确的选项为A。 二、利用电场线的方向来判断电场力的方向 电场线在某点的切线方向为电场强度的方向。正电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反。根据电场力的方向和电场强度的方向可判断带电体的电性，根据电场力的方向和电荷移动情况还可以判断电场力做功情况。 例2如图3所示，初速度为v的带电粒子，从A点射入电场，只受电场力作用沿虚线运动到B点，试判断： （1）粒子带电性质；

（2）粒子加速度大小如何变化； （3）粒子的速度大小如何变化。 解析：（1）带电粒子只受电场力作用沿虚线运动到B点，则所受电场力的方向指向弯曲的内侧，与电场线的方向相同，所以粒子带正电。 （2）粒子向电场线密的地方运动，所受的电场力不断增大，则加速度不断增大。 （3）粒子速度方向为轨迹的切线方向，与电场力方向的夹角小于900，电场力做正功，粒子的速度大小不断增大。 例3在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图4所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中（） A．先作匀加速运动，后作匀减速运动 B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C．电势能与机械能之和先增大，后减小 D．电势能先减小，后增大

磁场和磁感线 能力测试

磁场和磁感线能力测试 基础能力测试 1．磁体的周围存在着________，它可以通过________来认识．磁体对磁体的作用是通过________来实现的，人们规定小磁针静止时北极所指的方向就是________的方向． 2．为了研究磁场的性质引入了________来形象地描述．磁体周围空间的磁感线都是从________极回到磁体的________极，磁体内的磁感线是从________极回到________极． 3．下列说法正确的是： [ ] A．磁感线是由小铁屑组成的 B．磁场中存在着许许多多的曲线叫磁感线 C．小磁针在磁感线上受到力的作用，不在磁感线上就一定不受到力的作用 D．磁场是看不见也摸不着，但它是真实存在的 4．下列说法正确的是 [ ] A．小磁针放在磁场中受到力说明先有力的作用后产生磁场 B．磁感线是一条条曲线，它摸不着，但它看得见 C．磁感线只能是曲线，而不能是直线 D．磁场中画出一条条有方向的虚线可用来表示磁感线 5．画出下列五种基本磁铁的磁感线 应用创新 6．依小磁针静止的指向，画出磁感线的方向，并标明磁体的南北极．

7．将一根磁铁锯成了A、B两段，请在缺口处画出它们的磁感线．8．指出下列四种情况，哪个正确 [ ] 9．根据下图所示，画出在A、B、C三点的小磁针静止时的方向，并画出相应的磁感线． 10．如图11—17所示，请根据题目提供的条件画出相应的磁感线．11．你如何使一根小钢针磁化？又如何能使它磁性退去？ 12．如图11—18所示，A是磁铁，B是软铁棒，试画出B的磁感线． 参考答案 1．磁场，磁体间的作用；磁场，磁场 2．磁感线，北极，南极，南极，北极 3．D 4．D． 5．见图17

电场性质的理解及应用(附详细答案)

电场性质的理解及应用 基础巩固 1．经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场(如图1甲所示)与等量异种点电荷之间的电场分布(如图乙所示)完全相同．图丙中正点电荷q 到MN 的距离OA 为L ，AB 是以电荷q 为圆心、L 为半径的圆上的一条直径，则B 点电场强度的大小是( ) 图1 A.10kq 9L 2B.kq L 2C.8kq 9L 2D.3kq 4L 2 答案 C 解析 乙图上＋q 右侧L 处的场强大小为：E ＝k q L 2－k q 9L 2＝k 8q 9L 2 根据题意可知，B 点的电场强度大小与乙图上＋q 右侧L 处的场强大小相等，即为k 8q 9L 2，故A 、B 、D 错误，C 正确． 2.如图2所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷＋Q 和－Q .直线MN 是两点电荷连线的中垂线，O 是两点电荷连线与直线MN 的交点．a 、b 是两点电荷连线上关于O 的对称点，c 、d 是直线MN 上的两个点．下列说法中正确的是( ) 图2 A ．a 点的场强大于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先增大后减小 B ．a 点的场强小于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先减小后增大 C ．a 点的场强等于b 点的场强；将一试探电荷沿MN 由c 移动到d ，所受电场力先增大后减小

D．a点的场强等于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大 答案 C 3.如图3所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线，AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C三点的电势分别为φA＝14V、φB＝3V、φC＝－7V，由此可得D点的电势为() 图3 A．8VB．6VC．4VD．2V 答案 C 解析A、B、C、D顺次相连将组成菱形，由公式U＝Ed可知，φA－φB＝φD－φC或φA－φD ＝φB－φC，解得φD＝4V，选项C正确． 4.如图4是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是() 图4 A．O点电势与Q点电势相等 B．O、M间的电势差小于N、Q间的电势差 C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加 D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 答案 C 解析由电场线的方向可知φM>φO>φN，再作出此电场中过O点的等势线，可知φO>φQ，A 错误；MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度，故U MO>U ON，B错误；因U MQ>0，负电荷从M到Q电场力做负功，电势能增加，C正确；正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，D错误． 5．(多选)如图5，O是一固定的点电荷，虚线a、b、c是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c

电场强度和电势的关系

电势差与电场强度的关系 非匀强电场的定性分析 【典例1】某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、b两点的等势面电势分别为40 V和10 V，则a、b连线的中点c 处的电势应为( ) A.一定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V 【通型通法】 1.题型特征：非匀强电场中电势差与电场强度的定性分析。 2.思维导引： 【解析】选C。因为电场线与等势面垂直，根据等势面的形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到c，电场强度逐渐减弱，而且电场线方向从a→b。ac段电场线比bc段电场线密，ac段场强较大，根据公式U=Ed可知，a、c间电势差U ac大于c、b间电势差U cb，即φa-φc>φc-φb，得到： φc<= V=25 V。 如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线,一个电子只在电场力作用

下沿着直线由A→C运动的速度越来越小,B为线段AC的中点,则下列说法正确的是( ) A.电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B.电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大 C.电势差U AB=U BC D.电势φA<φB<φC 【解析】选B。该电场为负点电荷产生的电场,电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大,选项A错误;根据电子只在电场力作用下沿直线由A→C运动时的速度越来越小,它具有的电势能越来越大,选项B正确;由于电场为非匀强电场,由U=Ed可以定性判断电势差U ABφB>φC,选项D错误。 匀强电场的定量计算 如图所示的匀强电场中,有A、B、C三点,AB=5cm, BC=12cm, 其中AB沿电场方向,BC和电场方向成60°角。一个电荷量为 q=4×10-8C的正电荷从A移到B,电场力做功为W1=1.2×10-7J。 求： (1)匀强电场的电场强度E的大小。 (2)电荷从B到C,电荷的电势能改变多少? 【解析】(1)由W1= qE·AB得,该电场的电场强度大小为： E==N/C=60 N/C (2)电荷从B到C,电场力做功为：

磁场和磁感线教学设计

磁场和磁感线教学设计 教案是每个老师上课必备的讲课材料，但一份好的教案，也能决定一堂课的质量。如何备好教案呢?以下文章“磁场和磁感线教学设计”由出国留学网为您提供，希望对您有所帮助!磁场和磁感线教学设计(一)教学目的 1.知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性; 2.知道磁感线可用来形象地表示磁场及其方向。(二)教具条形磁体，蹄形磁体，小磁针，玻璃板，铁屑。(三)教学过程 1.复习提问，引入新课复习提问：什么是力?(力是物体对物体的作用) 当两磁极相互靠近时，其相互作用是怎样的? (同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引) 进一步提问引入新课：两磁极相互靠近并未接触时，它们是怎样发生作用的呢?放在磁体附近的大头针并未接触磁体却能被磁体所吸引，磁体又是怎样作用于大头针的?这节课我们就来研究探索这类问题。2.进行新课(1)引导学生通过实验认识磁场的存在请同学们将小磁针、条形磁体摆放在桌子上，然后进行下列实验：学生实验：首先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向;然后将条形磁体放到小磁针中间，观察小磁针的指向有什么变化;再拿开磁体，观察小磁针的指向。提问：同学们刚才观察到什么现象? (当条形磁体放到小磁针中间时，小磁针的指向都发生了偏转，不再指南北了，拿开磁体，小磁针又恢复了原来的指向) 教师进一步提问：当条形磁体放到小磁针中间时，磁体周围的小磁针都发生了偏转，说明小磁针都受到了磁力作用，这个力是磁体直接作用于小磁针的吗?为什么? (不是。因为小磁针没有直接接触磁体) 教师指出：由上述现象我们可以推断出磁体周围的空间一定存在着一种物质，磁体是通过这种物质对小磁针发生了磁力的作用，使它发生了偏转。科学家把这种物质叫做磁场。板书：一、实验表明：磁体周围的空间存在着磁场。讲述：同学们也许会问：我们并没有看见磁场周围的磁场啊?看不见、摸不着的东西，我们可以根据它所表现出来的性质来研究它、认识它，这正是科学的力量所在，也是我们应该学习和掌握的科学研究方法。紧接着提问：空气看不见、摸不着，我们可以根据什么来认识它? (根据空气流动形成的风所产生的作用来认识它) 电流看不见、摸不着，我们可以根据什么来认识它? (根据电流所产生的效应来认识它) 教师指出：同样，磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所表现出来的性质来认识它。提问：磁场的基本性质是什么呢? 引导学生分析：从上面的实验可以看出，把小磁针放入磁体周围的磁场中时，要受到磁场的磁力作用;当两个磁极靠近时，它们之间的相互排斥或相互吸引也是磁场作用的结果。由此我们可以得出下列结论：板书：二、磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。(2)研究磁场的方向提问：我们知道，力是有方向的。既然磁场对放入其中的磁体都产生磁力的作用，那么磁场有没有方向呢?它的方向又是怎样的呢? 让学生再观察一次前面的实验，提问：小磁针在磁场中是保持一定方向，还是上下、左右摆动，没有一定方向?这说明什么?(保持一定的方向，说明磁场是有方向的。) 教师讲解并板书：三、在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。(3)通过实验研究磁感线提问：磁场看不见、摸不着，有没有办法把磁场及其方向更形象、更直观地显示出来呢?讲述：我们知道，小磁针在磁场中要受到磁场的作用，小磁针的北极所指的方向就是该点的磁场方向。那么，我们可以在磁场中放上许许多多的小磁针，它们的分布情况和北极所指的方向就可以形象直观地显示出磁场的分布情况和方向。进一步提问：小磁场在磁场中的分布情况是怎样的呢?下面我们用铁屑代替小磁针来做实验：(铁屑放入磁场中被磁化，每粒铁屑都变成了小磁针) 学生实验：在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体上，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布有什么变化?换用蹄形磁体再做一次，观察蹄形磁体周围的铁屑分布有什么变化? 提问：同学们观察到了什么现象? (观察到铁屑在磁场的作用下转动，最后有规则地排列成一条条曲线。) 进一步提问：这个现象对我们直观地显示磁场的分布情况有什么启示呢?师生讨论得出：因为铁屑的分布情况可以显示磁场的分布情况，所以我们可以仿照铁屑的分布情况，在磁体的周围画一些曲线，使任一点的曲线方向都跟该点小磁针北

浅谈电场强度与电势的关系

浅谈电场强度与电势的关系 贠锦鹏 摘要：运用电势梯度法和矢量代数法两种方法证明了电场强度与电势的关系，归纳出已知电场 强度求电势和已知电势求电场强度的方法． 关键词：电场强度； 电势；关系 引言 电场强度和电势是物理知识中的重要内容，是理解、掌握电磁学知识的基础。在国内比较经典的几种电磁学教材中，对电场强度和电势关系的推导由于对等电势面法线方向规定的不一致，证明方法也有明显的差异[]21- ,这使得在具体教学中学生对推导过程的理解产生困难。为此，我们运用电电势梯度法和矢量代数法两种方法给出了电场强度和电势关系的推导过程，这对实际教学有指导意义。 1．电场强度与电势的关系 1.1 电势梯度法 设在电场中，取两个十分临近的等势面1和2（如图1所示），其电势为V 和V+dV （dV ＞0）。设1p 为等势面1上的一点，过1p 点 作等势面1的法线n ，规定其指向电势增加方向，它 与等势面2交于2p 点，场强E 与n 的方向相反。再由1p 点向等势面2任作一条直线交于3p 点。 从1p 向3p 引一位移矢量l d ，根据电势差的定 义，并考虑到两个等势面非常接近，因此：≈E 常矢 量，则有：dl E l d E dV V V θcos )(=?=+- 即：dl E dV θcos =-，令θcos E E l =为场强在l d 方 向上的投影，则有：dl dV E l -= （图1） 电场中某点的场强沿任意l d 方向的投影等于沿该方向电势函数的空间变化率（电势函数的方向导数）的负值。 两个特殊方向： （1）当πθ=时，l d 沿n 方向，与E 方向相反，dl dV 有最大值，则该点电场强 度的大小为： dn dV E E n = = （2）当2/πθ=时，l d 沿τ 方向，与E 方向相垂直， dl dV 有最小值，则该点电 场强度的大小零，即： 0=x E 定义电势梯度(gradient ）矢量： n dn dV V gradV = ?=