第七天 (5月31日)電場和磁場.ppt

第七天 5月31日 電場和磁場 1 請回答庫侖定律的內(nèi)容 公式和適用條件分別是什么 答案 1 內(nèi)容 真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷間的相互作用力跟它們所帶電荷量的乘積成正比 跟它們之間的距離平方成反比 作用力的方向在兩點(diǎn)電荷的連線上 2 公式 f 式中的k 9 109n m2 c2叫靜電力常量 3 適用條件 點(diǎn)電荷 真空中 2 電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量 它有三個(gè)表達(dá)式 e e 和e 這三個(gè)公式有何區(qū)別 如果空間某點(diǎn)存在多個(gè)電場 如何求該點(diǎn)的場強(qiáng) 電場的方向如何確定 答案 1 區(qū)別 電場強(qiáng)度的定義式e 適用于任何電場 e由場源電荷和點(diǎn)的位置決定 與f q無關(guān) 真空中點(diǎn)電荷所形成的電場e 其中q為場源電荷 r為某點(diǎn)到場源電荷的距離 勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系式e 其中d為兩點(diǎn)沿電場方向的距離 2 疊加原理 若空間的電場是由幾個(gè) 場源 共同激發(fā)的 則空間中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個(gè) 場源 單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和 疊加原理 3 幾個(gè)方向 電場的反方向 正電荷的受力方向 負(fù)電荷受力的反方向 電場線的切線方向 電勢降低最快的方向 3 電場力做功有什么特點(diǎn) 電場力做功與電荷電勢能變化之間有什么關(guān)系 如何求解電場力的功 答案 1 電場力做功與電荷電勢能的變化的關(guān)系電場力對電荷做正功時(shí) 電荷電勢能減少 電場力對電荷做負(fù)功時(shí) 電荷電勢能增加 電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值 2 電場力做功的特點(diǎn) 電荷在電場中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí) 它的電勢能的變化量是確定的 因而移動(dòng)電荷做功的值也是確定的 所以 電場力移動(dòng)電荷所做的功 與電荷移動(dòng)的路徑無關(guān) 僅與始末位置的電勢差有關(guān) 這與重力做功十分相似 3 電場力做功的計(jì)算及應(yīng)用 w f lcos 常用于勻強(qiáng)電場 即f qe恒定 wab quab 適用于任何電場 q uab帶正負(fù)號運(yùn)算時(shí) 結(jié)果的正負(fù)可反映功的正負(fù) 也可只帶數(shù)值運(yùn)算 但功的正負(fù)需結(jié)合移動(dòng)電荷的正負(fù) a b兩點(diǎn)電勢的高低另行判斷 功能關(guān)系 電場力做功的過程就是電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程 如圖 且w e其他 4 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中分別滿足什么條件可以做加速直線運(yùn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 處理帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的方法有哪些 答案 1 加速 勻強(qiáng)電場中 帶電粒子的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向共線 處理方法 牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程相結(jié)合 功能觀點(diǎn) qu 2 偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場 3 處理方法 類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法 沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng) x v0t 沿電場力方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) y 偏轉(zhuǎn)角tan 5 磁場的基本性質(zhì)是什么 安培定則和左手定則有何區(qū)別 答案 1 磁場是一種物質(zhì) 存在于磁體 電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍 產(chǎn)生于電荷的運(yùn)動(dòng) 并通過磁場而相互作用 2 兩個(gè)定則 安培定則 判斷電流周圍的磁場方向 左手定則 判斷電流或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中的受力方向 6 帶電粒子在磁場中的受力情況有何特點(diǎn) 洛倫茲力的大小與哪些物理量有關(guān) 它的方向如何判定 答案 1 磁場只對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用 對靜止電荷無力的作用 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力 2 洛倫茲力的大小和方向 其大小為f qvbsin 注意 為v與b的夾角 f的方向仍由左手定則判定 但四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向 7 如何分析帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題 其基本思路和方法是怎樣的 洛倫茲力做功有什么特點(diǎn) 答案 1 思路和方法 圓心的確定 因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心 根據(jù)f v 畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上任意兩點(diǎn)的 一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn) f的方向 沿兩個(gè)洛倫茲力f的方向畫其延長線 兩延長線的交點(diǎn)即為圓心 或利用圓心位置必定在圓中任意一根弦的中垂線上 作出圓心位置 半徑的確定和計(jì)算 利用平面幾何關(guān)系 求出該圓的可能半徑 或圓心角 粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定 利用回旋角 即圓心角 與弦切角的關(guān)系 或者利用四邊形內(nèi)角和等于360 計(jì)算出圓心角 的大小 由公式t 可求出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)的對稱規(guī)律 如從同一邊界射入的粒子 從同一邊界射出時(shí) 速度與邊界的夾角相等 在圓形磁場區(qū)域內(nèi) 沿徑向射入的粒子 必沿徑向射出 2 洛倫茲力做功特點(diǎn) 由于洛倫茲力始終和速度方向垂直 所以洛倫茲力永不做功 但洛倫茲力的分力可以做功 8 當(dāng)帶電粒子在電場中分別做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 類平拋運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 通常用什么方法來處理 答案 1 當(dāng)帶電粒子在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 一般用力的觀點(diǎn)來處理 即用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 2 當(dāng)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí) 用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法來處理 3 當(dāng)帶電粒子在電場中做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 一般用動(dòng)能定理或能量的觀點(diǎn)來處理 9 復(fù)合場通常指哪幾種場 大體可以分為哪幾種類型 處理帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的思路和方法是怎樣的 答案 1 復(fù)合場及其分類 復(fù)合場是指重力場 電場 磁場并存的場 在力學(xué)中常有四種組合形式 電場與磁場的復(fù)合場 磁場與重力場的復(fù)合場 電場與重力場的復(fù)合場 電場 磁場與重力場的復(fù)合場 2 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的處理方法 正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特征是解決問題的前提 靈活選用力學(xué)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 應(yīng)根據(jù)平衡條件列方程求解 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 應(yīng)選用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解 如果涉及兩個(gè)帶電粒子的碰撞問題 還要根據(jù)動(dòng)量