专题五 电场和磁场的基本性质
体系构建
考向分析
电场的性质主要涉及电场强度与电场线、电势、电势差、电势能、等势面、电场力做功与电势能变化的关系、电场力做功与电势差的关系等基本概念，题型以选择题为主，如2011年广东理综第21题，2012年广东理综第21题，有关电场与磁场的大型计算题，也涉及这方面的知识。要牢记电场线的分布，有了电场线，电场力、电场力做功、电势均可方便地判断出来。
磁场的性质涉及磁感应强度、安培力、洛伦兹力、左手定则和安培定则等，注意左手定则和安培定则的适用范围，洛伦兹力永不做功，计算题主要是考查通电导线的平衡和加速问题，本质是安培力与其他力结合的力学问题，常常需要把立体图转化为平面图，需要有一定的空间想象能力。
近几年的广东高考主要考查电场的性质，磁场的性质较少涉及。
热点例析
题型一、电场力的性质
Q Q 1．库仑定律：F ＝k k ＝9×109 N·m 2/C2，叫做静电力常量；适用条件：真空中、点电荷。
r －
2．元电荷：电子的电荷量为1.6×1019 C，叫做元电荷，任何带电体的带电荷量都为元电荷的整数倍。
kQ U
3．电场强度：①E ＝F /q ；②E ＝E ＝，分别适用于任何电场、点电荷的电场和匀强电场。
r d
电场强度是反映电场力的性质的物理量，决定于电场自身，与试探电荷无关；电场线的疏密表示电场的弱强；电场线每一点的切线方向都跟该点的电场方向一致；电场线不闭合、不相交、不是运动轨迹。
【例1】（2011·海南单科，3）三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电荷量为q ，球2的带电荷量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F 。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小
仍为F ，方向不变。由此可知（ ） A ．n ＝3 B ．n ＝4 C ．n ＝5 D ．n ＝6
规律总结相同的金属球接触后再分开，平均分配总电荷量，每个球带电荷量为总电荷量的一半。
【例2】如图所示，Q 为固定的正点电荷，A 、B 两点位于Q 的正上方和Q 相距分别为h 和0.25h ，将另一点电荷从A 点由静止释放，运动到B 点时速度刚好又变为零。若此电荷在A 点处的加速度大小为3g /4，则此电荷在B 点处的加速度a 为（ ）
A ．a ＝4g ，方向竖直向上 B ．a ＝4g ，方向竖直向下 C ．a ＝3g ，加速度方向竖直向上 D ．a ＝3g ，方向竖直向下
【例3】（2011·山东理综，21）（双选）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连
线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（ ）
A ．b 点场强大于d 点场强 B ．b 点场强小于d 点场强
C ．a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差 D ．试探电荷＋q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能 规律总结要牢记以下6种常见的电场的电场线
拓展练习1（2012·江苏单科，1）真空中，A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ，则A 、B 两点的电场强度大小之比为（ ）
A ．3∶1 B ．1∶3 C ．9∶1 D ．1∶9
题型二、电场能的性质
1．电势与电场线：沿电场线方向电势降低，且是电势降落最快的方向。 2．电场力做功：W ＝qU ，电场力对某电荷做的功与路径无关，只与初、末位置的电势差和移动电荷的电荷量有关。
3．电场中的功能关系
（1）若只有电场力做功，电场力做的功等于电势能的减小，这时电势能与动能之和保持不变； （2）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； （3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 4．电势差与电场强度
W AB
（1）电势差定义式：U AB ＝ q
（2）匀强电场中电势差与电场强度的关系：U ＝Ed （式中的d 指的是沿场强方向上的两点间的距离）。 【例4】（2012·福建理综，15）如图，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q 1、q 2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（ ）