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1、高三物理總復(fù)習(xí)電磁學(xué)復(fù)習(xí)內(nèi)容:高二物理(第十三章 電場、第十四章 恒定電流、第十五章 磁場、第十六章 電磁感應(yīng)、第十七章 變交電流、第十八章 電磁場與電磁波)復(fù)習(xí)范圍:第十三章第十八章電磁學(xué)§.1 第十三章 電場 1. (1)電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)物體或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.(2)應(yīng)用起電的三種方式:摩擦起電(前提是兩種不同的物質(zhì)發(fā)生摩擦)、感應(yīng)起電(把電荷移近不帶電的導(dǎo)體(不接觸導(dǎo)體),使導(dǎo)體帶電)、接觸帶電.注意:電荷量e稱為元電荷電荷量 ;電子的電荷量e和電子的質(zhì)量m的比叫做電子的比荷.兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球接觸時(shí)電荷
2、量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分;原帶同種電荷的總電荷量平分.2. 庫侖定律.適用對象:點(diǎn)電荷.注意:帶電球殼可等效點(diǎn)電荷. 當(dāng)帶電球殼均勻帶電時(shí),我們可等效在球心處有一個(gè)點(diǎn)電荷;球殼不均勻帶電荷時(shí),則等效點(diǎn)電荷就靠近電荷多的一側(cè).庫侖力也是電場力,它只是電場力的一種.公式:(k為靜電力常量等于).3.(1)電場:只要有電荷存在,電荷周圍就存在電場(電場是描述自身的物理量),電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有力的作用,這種力叫做電場力.(2). 電場強(qiáng)度(描述自身的物理量): E = F / q這個(gè)公式適用于一切電場,電場強(qiáng)度E是矢量,物理學(xué)中規(guī)定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)的電
3、場力的方向相同,即正電荷受的電場力方向,即E的方向?yàn)樨?fù)電荷受的電場力的方向的反向. 此外F = Eq與不同就在于前者適用任何電場,后者只適用于點(diǎn)電荷.注意:對檢驗(yàn)電荷(可正可負(fù))的要求:一是電荷量應(yīng)當(dāng)充分小;二是體積也要小.E = F / q中F是檢驗(yàn)電荷所受電場力,q為檢驗(yàn)電荷的電量凡是“描述自身的物理量”統(tǒng)統(tǒng)不能說××正此,××反比(下同). 點(diǎn)電荷的電場場強(qiáng)對象就必須是以點(diǎn)電荷Q為場源電荷的電量,因此它只適用于點(diǎn)電荷形成的電場.注意:若兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為,將兩個(gè)點(diǎn)電荷移近至趨近于零,由知,這時(shí)的為無窮大.(×)(這時(shí)的兩個(gè)點(diǎn)電荷不能看作質(zhì)點(diǎn)
4、了,不符和的適用條件)4. 電場線:電場線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致(與電場線的走向方向相同的那一個(gè)方向). 電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小,電場線越密(疏)場強(qiáng)越大(小).電場線的分布情況可用實(shí)驗(yàn)來摸擬,而電場線都是假想的線.在任何一點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同,則此電場為勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)電強(qiáng)是最簡單的電場.勻強(qiáng)電場的電場線是距離相等的平行直線.附:若電場線平行,但間距不等,則這樣的電場不存在.簡證:假設(shè)存在,WAB = qES =UABq,因?yàn)镋不同(由于間距不同造成)且S相同,所以,上式只有在勻強(qiáng)電場中才適用,這與非勻強(qiáng)電場矛盾,故不存在 點(diǎn)電荷的電場線分布是直線型(如圖).電場線不
5、可能相交,也不可能閉合.(不同于磁感線)電場線不是帶電粒子的在電場中的運(yùn)動軌跡,但可能重合.(例如:勻強(qiáng)電場中粒子沿電場線運(yùn)動).電場線從正電荷出來終止于負(fù)電荷(包括從正電荷出發(fā)終止于無窮遠(yuǎn)處或來自無窮遠(yuǎn)終止于負(fù)電荷).等勢體永遠(yuǎn)不會有電場線(如果有電場線,必定有電勢降低,這與等勢體矛盾).5. 靜電屏敞:導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場的作用下重新分布的現(xiàn)象,叫做靜電感應(yīng).當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再做定向移動時(shí),此時(shí)導(dǎo)體處于靜電平衡.注意:處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,但導(dǎo)體表面的場強(qiáng)不為零,場強(qiáng)方向垂直于外表面(等勢面).6. 電勢差、電勢、電勢能、等勢面.(一) 電勢差(電勢差是標(biāo)量).(電場
6、力做功與路徑無關(guān),只和初未位置的電勢差有關(guān),q的“十,一”一同代入計(jì)算)電勢差跟帶電量q無關(guān),只跟電場中的兩點(diǎn)之間的位置有關(guān). 這表示電勢差是反映電場自身的物理量.電勢差單位:V,1V=1J / c,電勢差的絕對值表示的就是電壓.(只適用于勻強(qiáng)電場,d為等勢面間的距離),E的方向是電勢降低最快的方向.(二)電勢(特殊的電勢差,同樣是標(biāo)量“+,”之分表示的是大小,初電勢減去未電勢).零電勢的選取:大地或大地相連的物體或無窮遠(yuǎn)處.注:大地不能看作電源,大地可當(dāng)作導(dǎo)體處理. 例如:,得A、V表讀數(shù)相同.電勢與零電勢選取有關(guān),電勢差與零電勢選取無關(guān).電勢的高低仍然由電場自身來決定反映電場自身的物理量.
7、沿著電場線的方向,電勢越來越低.電勢為零是人為選取的.例如電場強(qiáng)度為零的區(qū)域電勢一定為零(×)(電場強(qiáng)度為零是客觀的,它一般是在等勢體內(nèi))注意:電荷只在電場力作用下就一定由高電勢向低電勢運(yùn)動.(×)(若初速度不為零,就由低電勢向高電勢運(yùn)動)帶電粒子是在電場力作用下,可以做勻速圓周運(yùn)動.初速度為零的正、負(fù)電荷一定朝著電勢能低的地方運(yùn)動.(因?yàn)槌跛俣葹榱?,所以電荷的運(yùn)動是電場力的方向,如圖. 若不知初速度是否為零,則正、負(fù)電荷不一定朝著電勢能低的地方運(yùn)動,可能向電勢能高的地方運(yùn)動)在正點(diǎn)電荷形成的電場中任意一點(diǎn),電勢總是大于零的(選了無窮遠(yuǎn)為零電勢)同理在負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中任
8、意一點(diǎn),電勢總是小于零的往往就使負(fù)電荷在這個(gè)電場中的電勢能大于正電荷的電勢能.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時(shí),可能出現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)是勻速圓周運(yùn)動或是勻變速曲線運(yùn)動或勻加或勻減速直線運(yùn)動.(三)電勢能. (q的“+,”一同代入計(jì)算,它表大?。┳ⅲ?,和,則,這與重力勢能類似.電勢能由電荷性質(zhì)與電勢差共同決定.電場力做正功,電勢能減??;電場力做負(fù)功,電勢能增大.電勢能與機(jī)械能守恒的形式是:(條件是:只受電場力和重力)注意:放在電場中某一定點(diǎn)的正電荷,其電量越多,只有電勢能不一定越多.例如:把電荷放在零電勢上.(四)等勢面.電場線與等勢面垂直(由得)并且電場線由高電勢的等勢面指向低電勢的等勢面.任意
9、兩個(gè)等勢面不可能相交.初未位置在同一等勢面的電荷所受的電場力對電荷不做功.孤立點(diǎn)電荷周圍的等勢面的分布在平面上是以點(diǎn)電荷為圓心的同心圓,空間上則是一個(gè)球.發(fā)生靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,等勢體無電場線. 等差等勢面間的距離越小的地方,場強(qiáng)越大(如圖). 附:常見的等勢面分布. 等量的異種電荷的等勢面.l線是等勢線,且選無窮遠(yuǎn)處為零電勢,則l的電勢為零. 電場強(qiáng)度E是向兩邊遞減. 電場線分布(越稀疏),放在O點(diǎn)E合為最大(與L線上的E合相比較,若與線上E相比較,0點(diǎn)的電勢是最小的). 等量的同種電荷的等勢面. l線是電場線,l線上的電勢自O(shè)向兩極是逐漸減?。ㄍ瑸樨?fù)電荷,則相反). 在O點(diǎn)E合=0.電
10、場強(qiáng)度是自O(shè)點(diǎn)向兩邊是先增后減,當(dāng)時(shí),E合為最大.(同為負(fù)電荷,則亦一樣)注:在L線上放上負(fù)電荷,則負(fù)電荷是往負(fù)運(yùn)動的;在線上放上正電荷,則正電荷是往負(fù)運(yùn)動的.簡證:令時(shí)取等). 勻強(qiáng)電場的等勢面.7. 電容:描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.i. 使電容器的兩個(gè)極板帶上等量的異種電荷的過程叫做充電,這可以用靈敏電流計(jì)觀察到短暫電流充電穩(wěn)定后,電路中就無電流了,但兩極板的電勢差就等于電源的電動勢.其它形勢的能轉(zhuǎn)化為電場能.ii. 把充電后的極板接通電荷互相中和(電荷沒有消失,只是失去了電量而已),電容器就不再帶電,這個(gè)過程是放電,這可形成短暫的放電電流,電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.共同判斷方法可簡
11、記為充電時(shí),電流從電源正極流向電容器正極板(負(fù)極同理). 放電時(shí),則電流從電源正極流向電容器負(fù)極板(負(fù)極同理).(k為靜電力常量,為介電常數(shù)空氣的介電常數(shù)最小,S為正對面積)電容是電容器本身的性質(zhì),這與電勢差、場強(qiáng)是相同道理. 例如:C-U圖像應(yīng)為圖1,而不是得圖2注:在一個(gè)電容器充電穩(wěn)定后,若突然使極板間距離減小,則極板電勢大于電動勢(CU不變Q電荷返回電源必有電勢差極板電動勢).電容是標(biāo)量,單位是法拉簡稱法符號F. 靜電計(jì)是檢驗(yàn)電勢差的,電勢差越大,靜電計(jì)的偏角越大,那么電容就越?。僭O(shè)Q不變). 驗(yàn)電器是檢驗(yàn)物體是否帶電,原理是庫侖定律. 容器保持與電源連接,則U不變.d增加,Q減?。p
12、小的Q返回電源);d減小,Q增加(繼續(xù)充電). 注:插入原為L且與極板同面積的金屬板A(如圖). 由于靜電平衡A極內(nèi)場強(qiáng)為零相當(dāng)于平行板電容器兩極板縮短L距離,故C是增加(是空氣為最小,故也是增加的)同時(shí)同樣E是增加的. 電容器充電后與電源斷開,則Q不變d增加,E減??;d減小,E增大.無論d怎樣變化,E恒定不變.注:僅插入原為L且與兩極板面積相同的金屬板A,則同樣是d減小c增大,U減小,E同樣不變.電容器的擊穿電壓和工作電壓:擊穿電壓是電容器的極限電壓.額定電壓是電容器最大工作電壓.8.帶電粒子在電場中的運(yùn)動.(一)加速電場(設(shè)q的初速為零). 注:不考慮重力的有電子,質(zhì)子,粒子,粒子();考
13、慮重力的有宏觀帶電粒子(如帶電小球,帶電液滴).(二)偏轉(zhuǎn)電場(既使粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)同時(shí)也被加速).偏轉(zhuǎn)量偏轉(zhuǎn)角 推論:荷質(zhì)比相同的粒子以相同的初速度,以相同的方式進(jìn)入同一電場,則偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角相同動能相同的帶電粒子,電量相同時(shí),以相同方式進(jìn)入同一電場,偏轉(zhuǎn)量偏轉(zhuǎn)角相同(荷質(zhì)比相同)動量相同的粒子,電量與質(zhì)量乘積相同時(shí),以相同方式進(jìn)入同一電場偏轉(zhuǎn)量偏轉(zhuǎn)角相同(荷質(zhì)比相同)(三)加速電場與偏轉(zhuǎn)電場綜合.(由得),則叫示波器的靈敏度.帶同種電荷,但電荷量不同的n個(gè)帶電粒子由靜止先經(jīng)過加速電場,然后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場,則這n個(gè)粒子的軌跡是一樣的(簡證:與電荷量無關(guān)).§.2 第十四章 恒定電流 1.
14、 (一)電源、電流、電阻.電荷的定向移動形成電流,正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较颍娏鲝?qiáng)度是標(biāo)量)電源的正極電勢高,負(fù)極的電勢低.因此電源的電壓叫做電動勢.電動勢E(標(biāo)量)是由電源本身性質(zhì)決定的,表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化電能本領(lǐng)大小的物理量.若是理想電源即內(nèi)阻為零E=U內(nèi)+U路. 在外電路中電流是從高電勢流向低電勢.在內(nèi)電路中,電流是從低電勢(負(fù)極)流向高電勢(正極)(與通過導(dǎo)體橫截面積的大小無關(guān)),I=nqSv(S橫截面積,v定向移動速率,n單位體積的自由電荷個(gè)數(shù))注:自由電子定向移動的速率自由電子熱運(yùn)動的平均速率電流速率.如果正、負(fù)兩種電荷往相反方向定向通過橫截面積而形成電流,這時(shí)對應(yīng)q
15、為兩種電荷的電荷量之和(負(fù)電荷等效反方向過來的正電荷)若是同種電荷,則是電荷量之差歐姆定律:適用對象:金屬,電解質(zhì)溶液(對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體不適用)或者是伏安特性曲是直線即純電阻.電阻定律:,R是反映自身的物理量,是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,稱為材料電阻率.純金屬的電阻率小,而合金的電阻率大.各種材料的電阻率都是隨溫度變化,有的隨溫度增高而增大.有的隨溫度增高而減小,而有的隨溫度增高而不變化. 例如:在燈泡(“220,100W”)工作時(shí)電阻為484,則不工作時(shí)的電阻是小于484(隨工作而升高的溫度使R變大).附:半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性受溫度、光照、摻入微量雜質(zhì)影響.大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時(shí),都
16、會出現(xiàn)電阻突然為的現(xiàn)象,這個(gè)現(xiàn)象叫做超導(dǎo),共溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(或臨界溫度)零.(只適用于純電阻電路)EI= U路I+ U內(nèi)I,,U路I 叫做外電路的消耗功率或者電源輸出功率, U內(nèi)I 叫做內(nèi)電路的發(fā)熱功率.U路=EIr(適用于一切電路),EI叫做電源功率或者電路總功率.注:當(dāng)電源兩端短路時(shí),R外=0,此時(shí)路端電壓為零.路端電壓與電流的圖象:(二)電功和電功率.電功率單位:瓦特w, 電功單位:J 常用單位:kwh千瓦時(shí)又稱“度“1kwh = 3.6×JW=UIt(適用于一切電路) (適用于純電阻電路)(適用于一切電路) (只適用于純電阻電路)焦耳定律:(適用于一切電路) W總=(只
17、適用于純電阻電路電功等于電熱) W總=W機(jī)+W熱=UIt=W機(jī)=UIt (適用于非純電阻電路)熱功率P=(適用于一切電路) P=UI=P熱+P機(jī)=+P機(jī)(適用于非純電阻電路)注:電動機(jī)在正常工作的情況下,W總=W機(jī)+W熱 而在電動機(jī)被卡住的情況下,W總= W熱等效于純電阻電路,電動機(jī)在因電壓不足而不能轉(zhuǎn)時(shí),也同樣可等效純電阻電路,亦可用歐姆定律.在純電路電路中,電路上消耗的總功率等于各個(gè)電阻上消耗的功率之和(無論是串聯(lián),還是并聯(lián)).電源輸出功率曲線:當(dāng)R外= r 時(shí),此時(shí)電源輸出功率為最大.簡證:P輸=P輸有最大值,則+R = r. 滑動變阻器的最大功率的條件同樣是R+r =時(shí),這時(shí)采用R與r
18、等效為一個(gè)新的電源內(nèi)阻. 簡證:P滑=(當(dāng)時(shí)取等)關(guān)于并聯(lián)電路的最大電阻電路問題.推導(dǎo):當(dāng)R1 = R2, R有最大值.處于開路的用電器相當(dāng)于一根導(dǎo)線(如圖). (R1相當(dāng)于一根導(dǎo)線)串聯(lián),并聯(lián),混聯(lián)特點(diǎn)是:其中任何一個(gè)阻值增大,則總電阻增大.2.(一)電流表的改裝.電流表G改裝電壓表V. 電流表G改裝電流表A.(“量程”指通過電流表、電壓表的滿偏電流、滿偏電壓、電流表、電壓表本身就是用電器)(二)伏安法測電阻.伏安法測電阻原理:部份電路的歐姆定律.伏安法測電阻的兩種接法.電流表外接法:在電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R時(shí),使用(此時(shí)I00).電流表內(nèi)接法:在電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R時(shí),使用(此時(shí)V00)
19、.附:如果不知道Rx,Rv,RA的阻值,可用試觸法,即通過不同的電表連接方式的電路,看電壓表電流變化情況.如果電流表變化明顯,說明電壓表內(nèi)阻對電路影響大,應(yīng)選用電流表內(nèi)接法同理,若電壓表變化明顯選用電流表外接法(簡記為電流內(nèi)接,電流表變化大.電壓外接電壓表變化大).用百分比來判斷變化大小. 例如:用內(nèi)接法,A表為1mA,V為2V;用外接法,A表為2mA,V表為3V,則=(2-1)/2=(3-2)/3,故A表變化大,選內(nèi)接法.§.3 第十五章 磁場 1. 磁場、磁感線.(1)磁場的產(chǎn)生. 磁極磁場磁極; 磁極磁場電流;電流磁場電流.(2)磁場的作用:磁場法對放入其中的磁極有力的作用(同
20、各磁極互相排斥,異各磁極互相吸引).磁場對放入其中的通電導(dǎo)線亦有力的作用,相向電流,相互吸引,異向電流互相排斥.(3)磁場的方向性,在磁場中的任一點(diǎn),小磁針北極受力的方向,亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向,就是那一點(diǎn)的磁場方向(兩處有著重點(diǎn)符號文字等價(jià)).(4)磁感線:假想的一族曲線,在磁體外部從北極出發(fā)同到南極在內(nèi)部從南極到北極閉合的曲線(電場線是非閉合曲線,其相同點(diǎn)都是不相交的曲線). 但是磁感線從磁體N極出發(fā),終止于磁體S極是錯誤的,那是因?yàn)榇鸥芯€是回到S極. 此外,通電螺線管內(nèi)部的磁場是勻強(qiáng)磁場.注:磁感線走勢的方向上的切線方向?yàn)榇艌龇较? 特別的,在磁場內(nèi)部(如圖)則不能等效小磁針了.
21、磁感線雖然是假想的線但可用實(shí)驗(yàn)摸擬.磁感線的疏密表磁場或磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.(5)地磁場:地球本身就是一個(gè)磁場,是地球北極是地磁場的南極,地球南極是地磁場的北極,兩極的磁感線是垂直地球兩極. 在赤道,磁感線是與地球表面平行的.2. 安培力、洛倫磁力.(1)安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到磁場對它的安培力.F安=IBL(L為有效長度,如圖有效長度,L平行于B時(shí),F(xiàn)安為0,L垂直于B時(shí),F(xiàn)安為最大).注:用B = F/IL來測量B=F安/IL,非勻強(qiáng)磁場時(shí)需要L足夠短.B叫磁感應(yīng)強(qiáng)度,是描述磁場自身的物理量,用它可表示磁場強(qiáng)弱單位是特斯拉,簡稱特,符號T.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向某點(diǎn)磁場的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的
22、方向(B為矢量).安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面.注:一小段通電導(dǎo)體放在磁場中A處受磁場力比放在B處大,則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處磁感應(yīng)強(qiáng)度大.(×)不知放入方式,即F安=BIL中L是有效長度不知. 又如同一通電導(dǎo)體在a、b受力情況,不能判斷(2)洛倫磁力:磁場對運(yùn)動電荷能夠有洛倫磁力. F洛 = qvB(v為有效速度,如圖有效速度,v0平行于B時(shí),F(xiàn)洛 = 0,v0垂直于 B時(shí),F(xiàn)洛為最大)F洛與v有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,即v瞬對應(yīng)瞬時(shí)洛倫磁力.洛倫磁力對運(yùn)動電荷不做功(f洛垂直于v與B確定的平面,故fv由微元法知Wf =0)安培力不同于洛倫磁力,安培力可以做功. (若電荷沿
23、等勢面移動,安培力不做功)注: F洛 = qVB可由F安 = (nqSv)LB是nLS個(gè)運(yùn)動電荷所受的合力.3. 電荷在洛倫磁力作用下的圓周運(yùn)動:qVB = mv2 / r,而. 由此可見,荷質(zhì)比相同的粒子以相同速度進(jìn)入同一磁場,其軌道半徑相同;帶電量相同的粒子以相同的動量進(jìn)入同一磁場,其軌道半徑相同,荷質(zhì)比相同的粒子,進(jìn)入同一磁場,其周期相同.注:電場或磁場都會使運(yùn)動帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn).利用質(zhì)譜儀對某種元素進(jìn)行測量,可以準(zhǔn)確測出各種同位素的原子量.帶電粒子的初速度v0與B成角進(jìn)入磁場:粒子做螺旋運(yùn)動,將粒子的速度v0分解為兩個(gè)方向,一個(gè)與B垂直分量,另一個(gè)與B平行的分量,粒子由于v0而做勻速圓
24、周運(yùn)動,其軌道半徑為另一方面,v11在其方向上做勻速直線運(yùn)動,這樣的合運(yùn)動就叫做螺旋運(yùn)動,其螺距(粒子運(yùn)轉(zhuǎn)一周前進(jìn)的距離). 附:推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的功量變化問題關(guān)系式原理特點(diǎn)各物理量間的方向關(guān)系動量定理矢量式體現(xiàn)絡(luò)倫磁力不做功的特點(diǎn)動能定理標(biāo)量式E、d在同一直線上,體現(xiàn)了電場力做功的特點(diǎn)附:(1)推導(dǎo)由f=qBV得注意:與d必須垂直. 在方向除有絡(luò)倫磁力(或絡(luò)倫磁力分力)外不能在有其他力或者其它力的合力為零.(2)應(yīng)用舉例.如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶電粒子(重力不能忽略),以速度V0從上豎直進(jìn)入一寬度為d的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,試求粒子飛出磁場的方向?很明顯,在X方
25、向除洛侖磁力外無其他力的作用,所以,而粒子在下落過程中只有重力作功,所以有代入上式則得. 電荷在電場和磁場中運(yùn)動速度選擇器.即滿足V0的粒子到達(dá)右端,值得一提的是,若粒子從右端射入,由于V的方向與從左端射入v的方向發(fā)生了變化,則還需將電壓變化.§4. 第十六章 電磁感應(yīng) 1. 磁通量、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流.(1)磁通量:= BS(B為勻強(qiáng)磁場,S為有效面積)是標(biāo)量,但有正負(fù)(不表大小)“+”表示給定的一個(gè)平面來講,是穿入(穿出)比如穿過某面的磁通量是,將面轉(zhuǎn)過180°穿過該面的磁通量為 磁通量單位是韋,單位Wb.特別地當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度反向時(shí):.產(chǎn)生感應(yīng)電流圖象:(互余關(guān)系)(2)
26、感應(yīng)電流.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:一是電路閉合,二是穿過閉合電路的磁通量有變化.(3)法拉第電磁感應(yīng)定律:E = n或E=BLv(L為有效長度垂直于磁場的長度,v為有效速度垂直于磁場的切割速度可歸納為“三垂線”- B、L、v三者相互垂直)附:兩種常見的有效長度.回路構(gòu)造法:可將A、B兩端用直線相連,構(gòu)成閉合回路,該閉合回路沒有感生電流,說明直線AB上的感應(yīng)電動勢與弧上的感應(yīng)電動勢大小相等,方向相反而抵消,所以弧上的感應(yīng)電動勢就等于AB線上的感應(yīng)電動勢,AB線長就是 弧長的等效長度,所以對這樣一類非直線導(dǎo)體,它的等效長度可用“回路構(gòu)造”法,與安培力中等效長度用“回路構(gòu)造法”類似.對于上式,常用E
27、= n,計(jì)算一般時(shí)間E感的平均值,而E=BLV常用于計(jì)算瞬時(shí)電動勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢不同于感應(yīng)電流,其電路是否閉合對是否產(chǎn)生感應(yīng)電動勢沒有影響.兩種切割公式:(一)平動切割.(二)轉(zhuǎn)動切割. =適用于電流沒有反向的前提下.若線框在磁場中運(yùn)動,由于沒有變化,則不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,也無電流,但是當(dāng)視AD、BC為導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,則有,只是加起來就為零而已.(4)楞次定律:感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)應(yīng)電流的磁通量的變化,可歸納為是增加的,B感與B原反向;是減小的,B感與B原同向.注意:當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電流.(×)例如:線框上下平動,總之,磁通
28、量是否發(fā)生變化是判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件I感的方向是內(nèi)電路的方向常用判斷感應(yīng)電動勢的正負(fù)極,但要得注意的是電源內(nèi)部的電勢高低,是由低電勢(負(fù)極)流向高電勢(正極).整個(gè)閉合回路在磁場中出來時(shí),閉合電路中一定產(chǎn)生電磁感應(yīng)電流.(×)線框在磁場中與磁感線平行時(shí)2. 自感.(1)自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,它是由于通電線圈中自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(2)作用:阻礙原電流的增加,起延遲時(shí)間的作用(3)I自的方向:是增加的,的方向與相反;是減小的,的方向與方向相同(4)(L為自感系數(shù),描述線圈產(chǎn)生自感電動勢大小本領(lǐng)的物理量其單位為享,用H表示,它的大小是由線圈本身決定)注:決定自
29、感系數(shù)的因數(shù)-線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定的,與通不通電流,電流的大小無關(guān).線圈的橫截面積越大,線圈越長,匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越大.實(shí)際上它與線圈上單位長度的匝數(shù)n成正比,與線圈的體積成正比.除此外,線圈內(nèi)有無鐵芯起相當(dāng)大的作用,有鐵芯比沒有鐵芯,自感系數(shù)要大得多.附:至于燈泡中的電流是突然變大還是變?。ㄒ簿褪钦f燈泡是否突然變得更亮一下),就取決于與誰大誰小,也就是取決于R和r誰大誰小的問題:如果Rr,燈泡會先更亮一下才熄滅;如果R = r,燈泡會由原亮度漸漸熄滅;如果Rr,燈泡會先立即暗一些,然后漸漸熄滅.當(dāng)Rr,則I1I2 當(dāng)S斷開,則燈泡的電流為I2 變亮;當(dāng)R = r,則I1=I
30、2,當(dāng)S斷開,則燈泡電流為I1,保持原亮;當(dāng)Rr,則I1I2,當(dāng)S斷開,則燈泡電流為I2,變暗.可見燈泡的這種瞬間變化,取決于燈泡電阻R與線圈直流電阻r,而不是線圈的自感系數(shù),線圈的自感系數(shù)決定了這種緩慢熄滅持續(xù)的時(shí)間,L越大,持續(xù)的時(shí)間越長. 自感總是阻礙原電流的變化,即盡可能的維持原電流的大小,但是最后燈泡還是要熄滅.(5)線圈L的3種等效狀態(tài)1°通電瞬間相當(dāng)于一個(gè)無窮大的電阻2°通電穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于一根導(dǎo)線3°斷電時(shí),相當(dāng)于一個(gè)電源(6)自感的防止:用雙線繞法產(chǎn)生反向電流,使磁場相互抵消.3. 日光燈.(1)電路圖. (2)起動器和鎮(zhèn)流器作用:起動器實(shí)際上就是一個(gè)自動開關(guān),一通一斷,使通過鎮(zhèn)流器的電流急劇變化,如果一直接通,則不能使水銀導(dǎo)電.鎮(zhèn)流器在日光燈起動時(shí)提供瞬時(shí)高壓,而在日光燈正常工作時(shí)起降壓限流的作用.§5. 第十七章 交變電流 1. 直流電,交流電(1)直
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