第二轮专题三：电场和磁场.doc

2008届物理第二轮复习专题三：电场和磁场
一、知识网络

二、思维方法
1．带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况：
半径公式：周期公式：
带电粒子在电场磁场中的运动
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在磁场中的运动
带电粒子在复合场中的运动
直线运动：如用电场加速或减速粒子
偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解
圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动
直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时）
圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时）
直线运动：垂直运动方向的力必定平衡
圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提供向心力
一般的曲线运动

.带电粒子在匀强电场、匀强磁场中运动的比较
在场强为E的匀强电场中在磁感应强度为B的匀强磁场中初速度为零做初速度为零的匀加速直线运动保持静止初速度∥场线做匀变速直线运动做匀速直线运动初速度⊥场线做匀变速曲线运动(类平抛运动)做匀速圆周运动共同规律受恒力作用，做匀变速运动洛伦兹力不做功，动能不变(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。这类题的解题关键是画出示意图。
运动特点分析：在垂直电场方向做匀速直线运动
在平行电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动
通过电场区的时间：粒子通过电场区的侧移距离：
粒子通过电场区偏转角：
带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离也可表示为：
(2)不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。这类题的解题关键是画好示意图，画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系。
用几何知识确定圆心并求半径：画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系；确定轨迹所对的圆心角，求运动时间：先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=T/3600(或T/2)可求出运动时间。
向心力公式：运动轨道半径公式：；运动周期公式：
T或、的两个特点：T、和的大小与轨道半径（R）和运行速率（）无关，只与磁场的磁感应强度（B）和粒子的荷质比（）有关。
(3)处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。
2．带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动这类问题综合性强，有明显的力学特征，一般要先从受力、运动、能量、动量的角度分析，再运用牛顿定律、运动学规律、运动的合成和分解、动能定理、能量守恒定律、动量守恒等来解决。
①受力图景：复合场指在空间中同时存在重力场、匀强电场和匀强磁场，带电粒子在复合场中运动时，会同时受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，其受力的特点是：重力、电场力是恒力（这里指匀强电场），洛伦兹力通常是变力。还可以同时存在其他外力作用。
②运动图景：带电粒子在复合场中的运动可以是多种多样的，这取决于它的受力和初始条件，较常见的有匀速直线运动、匀速圆周运动和匀变速曲线运动，也可以是一般的曲线运动。
③能量图景：重力、电场力会对带电粒子做功，而洛伦兹力不做功，粒子的动能、重力势能和电势能都会发生变化。从能量的观点来研究粒子的运动，是解题的重要途径。
带电粒子在复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要。由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力学理论公式求解。粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质：
当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或静止。
当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动。
当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动，且恒力的合力一定为零。
当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。
实际应用模型有：质谱仪、回旋加速器、速度选择器、、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等等。
3、电容器的动态分析
区分两种基本情况：一是电容器两极间与电源相连接，则电容器两极间的电势差U不变；二是电容器充电后与电源断开，则电容器所带的电量Q保持不变。
解此类问题的关键是：先由电容定义式、平行板电容器电容的