高二物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、電場(chǎng)庫侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)中的導(dǎo)體、導(dǎo)體知識(shí)要點(diǎn)81、電荷及電荷守恒定律(1) 自然界中只存在正、負(fù)兩中電荷，電荷在它的同圍空間形成電場(chǎng)，電荷間 的相互作用力就是通過電場(chǎng)發(fā)生的。電荷的多少叫電量?；倦姾蒭 = 1.6xlO_19C使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種：摩擦起電接觸帶 電感應(yīng)起電。電荷既不能創(chuàng)造.也不能被消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體， 或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分，這叫做電荷守恒定律。2、庫侖定律在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距 離的平方成反比.作用力的方向在它們的連線上.數(shù)學(xué)表達(dá)式為F= K警.

2、其中比例常數(shù)K叫靜電力常量，=9.0x109N - nr/c2 o庫侖定律的適用條件是(a)真空.(b)點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是物理 中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí). 可以使用庫侖定律.否則不能使用。例如半徑均為廣的金屬球 如圖91所示放置.使兩球邊緣相距為廠，今使兩球帶上等量的異種電荷Q設(shè)兩電荷0間的庫侖力大小為比較F與的大小關(guān)系，顯然.如果電 丁荷能全部集中在球心處.則兩者相等依題設(shè)條件.球心間距離3廠不是遠(yuǎn)大于八故不能把兩帶電體當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上.由于異種電荷的相互吸引.使電荷 分布在兩球較靠近的球面處.這樣電荷間距離小于趴故爲(wèi).同理， 若兩球帶同種電荷3、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)

3、的最基本的性質(zhì)之一，是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。電場(chǎng)的 這種性質(zhì)用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述。在電場(chǎng)中放入一個(gè)檢驗(yàn)電荷g ,它所受到的電場(chǎng)力F跟它所帶電量的比值%叫做這個(gè)位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度.定義式是E = t場(chǎng)強(qiáng) 是矢量.規(guī)定正電荷受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向 與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反。由場(chǎng)強(qiáng)度E的大小.方向是由電場(chǎng)本身決定的，是客觀存在的.與放不放檢 驗(yàn)電荷.以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān).既不能認(rèn)為E與F成 正比，也不能認(rèn)為E與g成反比。要區(qū)別場(chǎng)強(qiáng)的定義式=-與點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式E=,前者適用于任 Q廠何電場(chǎng).后者只適用于真空（或空氣）中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。4、電場(chǎng)線為

4、了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向.在電場(chǎng)中畫出一系列曲線. 曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。電場(chǎng)線的特點(diǎn):（a）始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)）終止負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)）； （b）任意兩條電場(chǎng)線都不相交。電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱.并不是帶電粒子在電 場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度 共同決定。5、勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同.場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場(chǎng).勻強(qiáng)電場(chǎng)中的 電場(chǎng)線是等距的平行線.平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電荷后.在兩極之間除 邊緣外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。6、電勢(shì)能由電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能戢叫電

5、勢(shì)能。電勢(shì)能具有相對(duì)性.通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能和零點(diǎn)。由于電勢(shì)能具有相對(duì)性.所以實(shí)際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢(shì) 能的變化。電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電荷的電勢(shì)能減速少.電荷克服電場(chǎng)力做功.電 荷的電勢(shì)能增加.電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值.這常是判斷 電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)。7、電勢(shì)、電勢(shì)差電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量在電場(chǎng)中某位置放一個(gè)檢驗(yàn)電荷g若它具有的電勢(shì)能為則比值%叫做 該位置的電勢(shì)。電勢(shì)也具有相對(duì)性.通常取離電場(chǎng)無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電勢(shì)（對(duì)同一 電場(chǎng).電勢(shì)能及電勢(shì)的零點(diǎn)選取是一致的）這樣選取零電勢(shì)點(diǎn)之后.可以得出正 電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為正值負(fù)電

6、荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù) 值。（2）電場(chǎng)屮兩點(diǎn)的電勢(shì)Z差叫電勢(shì)差，依教材妄求.電勢(shì)差都取絕對(duì)值.知道 了電勢(shì)差的絕對(duì)值.要比較哪個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)高.需根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的正負(fù)判 斷.或者是由這兩點(diǎn)在電場(chǎng)線上的位置判斷。（3）電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的面叫等勢(shì)面。等勢(shì)面的特點(diǎn)：（町等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等.在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。（b）等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直而且電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì) 較低的等勢(shì)面。（c）規(guī)定，畫等勢(shì)面（或線）時(shí).相鄰的兩等勢(shì)面（或線）間的電勢(shì)差相等。 這樣，在等勢(shì)面（線）密處場(chǎng)強(qiáng)較大.等勢(shì)面（線）疏處場(chǎng)強(qiáng)小。電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的計(jì)算公式：W=qU此公式適用于任何電場(chǎng)

7、。電場(chǎng) 力做功與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢(shì)差決定.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系是U=Ed 公式中的d是沿場(chǎng)強(qiáng)方 向上的距離。8、電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)E中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力 作用而定向移動(dòng)使導(dǎo)體的兩個(gè)端面出現(xiàn)等量的異種電荷這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。靜電平衡：發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電 場(chǎng)&當(dāng)附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)完全抵消時(shí)，自由電子的定向移動(dòng)停止，這時(shí)的導(dǎo) 體處于靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：（a）導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)處處為零.電場(chǎng)線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。（b）導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體.表面是一個(gè)等勢(shì)面。（c）導(dǎo)體表面上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向

8、跟該點(diǎn)的表面垂直。（導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。第九章電場(chǎng)電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)要點(diǎn)*、基礎(chǔ)知識(shí)1、電容（1）兩個(gè)彼此絕緣.而又互相靠近的導(dǎo)體.就組成了一個(gè)電容器。（2）電容，表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a定義式：O=菁匸等），即電容C等于0與U的比值，不能理解為電容 C與0成正比.與U成反比。一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決 定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。b決定因素式：如平行板電容器c=-（不要求應(yīng)用此式計(jì)算）4鈕（3）對(duì)于平行板電容器有關(guān)的0、E、U、C的討論時(shí)要注意兩種情況：a保持兩板與電源相連.則電容器兩極板間的電壓U不變b充電后斷開電源.則帶電

9、量Q不變（4）電容的定義式：C=2 （定義式）U（5）C由電容器本身決定。對(duì)平行板電容器來說C取決于：C=-（決4開Kd 定式）（6）電容器所帶電最和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況：第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開則表示電容器的電量Q為一定. 此時(shí)電容器兩極的電勢(shì)差將隨電容的變化而變化。第二種情況：若電容器始終和電源接通.則表示電容器兩極板的電壓/為一 定.此時(shí)電容器的電量將隨電容的變化而變化2、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí).分析方法和 力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況.再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程（平衡、 加速或減速，是直線還是

10、曲線）然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。（2）在對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)要注意兩點(diǎn)：a要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)。如電場(chǎng)力的大小和方向不僅跟場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向有 關(guān).還與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子所受電場(chǎng)力處處 是恒力；在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一帶電粒子在不同位置所受電場(chǎng)力的大小和方向都 可能不同。b是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、 離子等除有要說明或明確的暗示以外.一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。 帶電顆粒，如液滴、油滴、塵埃、小球等.除有說明或明確的暗示以外.一般都 不能忽略重力。3、帶電粒子的加速（含偏轉(zhuǎn)過程中速度大小的變化）過程是其他形式的能 和功能之間

11、的轉(zhuǎn)化過程。解決這類問題.可以用動(dòng)能定理.也可以用能量守恒定 律。如選用動(dòng)能定理.則要分清哪些力做功？做正功還是負(fù)功？是恒力功還是變 力功？若電場(chǎng)力是變力則電場(chǎng)力的功必須表達(dá)成% = qj還要確定初態(tài)動(dòng) 能和末態(tài)動(dòng)能（或初、末態(tài)間的動(dòng)能增量）如選用能量守恒定律.則要分清有哪些形式的能在變化？怎樣變化（是增加 還是減少）？能量守恒的表達(dá)形式有，a初態(tài)和末態(tài)的總能量（代數(shù)和）相等.即；b某種形式的能最減少一定等于其它形式能量的增加.即E十&E博c各種形式的能量的増量的代數(shù)和+ AF2 +=0；4、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中類平拋的偏轉(zhuǎn)問題。如果帶電粒子以初速度比垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，不計(jì)重力，電場(chǎng)

12、力 使帶電粒子產(chǎn)生加速度，作類平拋運(yùn)動(dòng)，分析時(shí).仍采用力學(xué)中分析平拋運(yùn)動(dòng)的 方法：把運(yùn)動(dòng)分解為垂直于電場(chǎng)方向上的一個(gè)分運(yùn)動(dòng)一一勻速直線運(yùn)動(dòng)： V. = v0 , X = vof ；另1個(gè)是平行于場(chǎng)強(qiáng)方向上的分運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)，vv = at,a = , y 二丄 -（）2.粒子的偏轉(zhuǎn)角為 tg（p= =ma2 ma v0v0 mvja經(jīng)一定加速電壓（5）加速后的帶電粒子，垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入確定的平行 板偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中.粒子對(duì)入射方向的偏移），二丄坐霧二繆1.它只跟加在偏轉(zhuǎn)電2 mdv 4dl極上的電壓5有關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的大小極性發(fā)生變化時(shí)粒子的偏移也隨之變 化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子穿越

13、電場(chǎng)的時(shí)間（T 土 ）則在 Vo粒子穿越電場(chǎng)的過程中，仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng)處理。應(yīng)注意的問題，1、電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)U僅僅由場(chǎng)本身決定，與是否在場(chǎng)中放入電荷，以及 放入什么樣的檢驗(yàn)電荷無關(guān)。而電場(chǎng)力F和電勢(shì)能F兩個(gè)量，不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與放入場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷 有關(guān)。所以E和U屬于電場(chǎng).而F電和屬于場(chǎng)和場(chǎng)中的電荷。2、一般情況下.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線并不重合，運(yùn)動(dòng)軌 跡上的一點(diǎn)的切線方向表示速度方向，電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向反映正電荷的受 力方向。物體的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向是有區(qū)別的。如圖所示：只有在電場(chǎng)線為直線的電場(chǎng)中.且電荷由靜止開始或初速度方向和電場(chǎng)方向 一致并只受電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)在這種

14、特殊情況下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡才是沿電力線 的。3、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)(1) 點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度EsQ淞ocl/r3當(dāng)源電荷 00時(shí).場(chǎng)強(qiáng)方向背離源電荷.當(dāng)源電荷為負(fù)時(shí).場(chǎng)強(qiáng)方向指向源電荷。但不 論源電荷正負(fù)距源電荷越近場(chǎng)強(qiáng)越大。(2) 當(dāng)取時(shí).正的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為正.距場(chǎng)源電荷越近.電勢(shì)越高。負(fù)的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)距場(chǎng)源電荷越近.電勢(shì)越低。(3) 若有n個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相迭加，形成合電場(chǎng)，這 時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和而某點(diǎn)的電勢(shì) 就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。第十章恒定電流電路基本規(guī)律串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)

15、要點(diǎn)，1. 部分電路基本規(guī)律(1) 形成電流的條件：一是要有自由電荷.二是導(dǎo)體內(nèi)部存在電場(chǎng).即導(dǎo) 體兩端存在電壓。(2) 電流強(qiáng)度:通過導(dǎo)體橫截面的電量g跟通過這些電量所用時(shí)間r的比值. 叫電流強(qiáng)度：纟。t(3) 電阻及電阻定律：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì).定義式 =-;在溫度不變時(shí).導(dǎo)體的電阻與其長度成正比，與導(dǎo)體的長度成正比.與 I導(dǎo)體的橫截面S成反比，跟導(dǎo)體的材料有關(guān)，即由導(dǎo)體本身的因素決定，決定式 R = pg 公式中厶、S是導(dǎo)體的幾何特征量.p叫材料的電阻率.反映了材料的 導(dǎo)電性能。按電阻率的大小將材料分成導(dǎo)體和絕緣體.對(duì)于金屬導(dǎo)體.它們的電阻率一般都與溫度有關(guān).溫度升高對(duì)電

16、阻率增大. 導(dǎo)體的電阻也隨之增大.電阻定律是在溫度不變的條件下總結(jié)出的物理規(guī)律因 此也只有在溫度不變的條件下才能使用.將公式R =匕錯(cuò)誤地認(rèn)為R與U成正比或尺與/成反比。對(duì)這一錯(cuò)誤推論， I可以從兩個(gè)方面來分析：第一，電阻是導(dǎo)體的自身結(jié)構(gòu)特性決定的，與導(dǎo)體兩端 是否加電壓，加多大的電壓，導(dǎo)體中是否有電流通過，有多大電流通過沒有直接 關(guān)系；加在導(dǎo)體上的電壓大.通過的電流也大，導(dǎo)體的溫度會(huì)升高，導(dǎo)體的電阻 會(huì)有所變化，但這只是間接影響，而沒有直接關(guān)系。第二伏安法測(cè)電阻是根據(jù) 電阻的定義式用伏特表測(cè)出電阻兩端的電壓.用安培表測(cè)出通過電阻的 電流.從而計(jì)算出電阻值.這是測(cè)量電阻的一種方法.（4）歐姆定

17、律通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度.跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比.跟導(dǎo)體的電阻成反比.即7 = -,要注意：Ra：公式中的Z、U、尺三個(gè)量必須是屬于同一段電路的具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。b：適用范圍：適用于金屬導(dǎo)體和電解丿頁的溶液.不適用于氣體。在電動(dòng)機(jī) 中.導(dǎo)電的物質(zhì)雖然也是金屬.但由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這時(shí) 通過電動(dòng)機(jī)的電流也不能簡單地由加棄電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和電動(dòng)機(jī)電樞的電阻 來決定。（5）電功和電功率：電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電場(chǎng)力對(duì)電荷 做功電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt 這是計(jì)算電功普遍適用的公式。單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率p=ui 這是計(jì)算電功率

18、普遍適用的公式.（6）電熱和焦耳定律：電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱叫電熱。Q = I2Rt這是普 遍適用的電熱的計(jì)算公式。電熱和電功的區(qū)別：a：純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的.例如電爐、電熨斗、白 熾燈等。b：非純電阻用電群：電流通過用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的. 發(fā)熱是不可避免的熱能損失.例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蒂電池充電等。在純電阻電路中.電能全部轉(zhuǎn)化為熱能.電功等于電熱.即W=UIt = PRtrj2rj2=t是通用的.沒有區(qū)別。同理p=ui=i2r = 也無區(qū)別。在非純電阻電 RR路中，電路消耗的電能.即w=uit分為兩部分：一大部分轉(zhuǎn)化為熱能以外的其 他形式的能(例如電流

19、通過電動(dòng)機(jī).電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能)；另一小 部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q = PR九這里“ =Ult不再等于Q = PRt.而是IV Q應(yīng)該是+Q電功只能用W=UIt.電熱只能用Q = PRt計(jì)算。2. 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路(1) 串聯(lián)電路及分壓作用a：串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：電路中各處的電流都相等；電路兩端的總電壓等 于電路各部分電壓之和。b：串聯(lián)電路重要性質(zhì)：總電阻等于各串聯(lián)電阻之和.即尺息=尺+丘+ 凡；串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律：串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與各 個(gè)電阻消耗的電功率跟各個(gè)電阻的阻值成正比.即：6盡 u電R忠P? R?R總c：給電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻.就可以擴(kuò)大它的

20、電壓量程.從而將電流表 改裝成一個(gè)伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為&允許通過的最大電流為&用這樣 的電流表測(cè)量的最大電壓只能是總切 如果給這個(gè)電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻.該 電阻可由U- 皿=打或= (n - 1)計(jì)算.其中斤=旦為電壓量程擴(kuò)大R 申I gRg的倍數(shù)。(2) 并聯(lián)電路及分流作用a：并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：各并聯(lián)支路的電壓相等.且等于并聯(lián)支路的總電 壓；并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。b：并聯(lián)電路的重要性質(zhì)：并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和.即人=(+-+)-1;并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律：并 聯(lián)電路中通過各個(gè)支路電阻的電流、各個(gè)支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻 的

21、阻值成反比.即，互=冬或厶=電；勺=冬或空=魚_；I? R】忠?guī)?P】R P息盡IC:給電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻，就可以擴(kuò)大它的電流量程，從而將電流表 改裝成一個(gè)安培表。如果電流表的內(nèi)阻是&允許通過的最大電流是用這樣 的電流表可以測(cè)量的最大電流顯然只能是將電流表改裝成安培表.需要給電 流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻.該電阻可由IgRg = (I-Ig)RR=-Rg計(jì)算.其R 1中17 = 為電流最程擴(kuò)大的借數(shù).閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)要點(diǎn)，1、電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。w定義式為：=上。要注意理解：(1)是由電源本身所決定的跟外電路的 Q情況無關(guān)。(2) 的物理

22、意義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過1庫侖電量時(shí)電源所提供的電能或 理解為在把1庫侖正電荷從負(fù)極(經(jīng)電源內(nèi)部)搬送到正極的過程中.非靜電 力所做的功。(3)注意區(qū)別電動(dòng)勢(shì)和電壓的概念。電動(dòng)勢(shì)是描述其他形式的能 轉(zhuǎn)化成電能的物理量.是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他 形式的能的物理量.是反映電場(chǎng)力做功的特性。2、閉合電路的歐姆定律：(1) 意義：描述了包括電源在內(nèi)的全電路中.電流強(qiáng)度與電動(dòng)勢(shì)及電路總 電阻之間的關(guān)系。(2) 公式：1=-常用表達(dá)式還有：r= IR+ Ir = U+U,； U = -力R + r3、路端電壓U內(nèi)電壓U隨外電阻尺變化的討論:外電阻尺總電流/-*R + r

23、內(nèi)電壓U = Ir路端電壓U = IR= -Uf增大減小減小增大S (斷路)OO等于減小增大增大減小O (短路)(短路電流)O閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定，對(duì)一定的電源，廠視為不變，因此， A U、S的變化總是由外電路的電阻變化引起 的。根據(jù)U=-畫出U一尺圖像.能清楚1 + 二R看岀路端電壓隨外電阻變化的情形。還可將路端電壓表達(dá)為U=-Ir以為參 量.畫出U/圖像。這是一條直線.縱坐標(biāo)上的截距對(duì)應(yīng)于電源電動(dòng) 勢(shì).橫坐標(biāo)上的截距為電源短路時(shí)的短路電流.直線 的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻，即4、在電源負(fù)載為純電阻時(shí).電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系是：P=IU= I-R=- R =-二

24、R.由此(尺+ 丁|(尺_(dá)廠)+4Q式可以看出：當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻.即R = r時(shí).電源 的輸出功率最大，最大輸出功率為凡杖電源輸Ar出功率與外電阻的關(guān)系可用p_R圖像表示。 電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是：P = IU = /() = Si 廠廣=7J I| o 顯4r k lr)然.當(dāng)/ =時(shí).電源輸出功率最大.且最大輸岀功 2r*率為：P)。P一Z圖像如圖所示。4r選擇路端電壓為自變量，電源輸出功率與路端電壓 的關(guān)系是：P =-u = -U-U v J r rPU圖像如圖顯然當(dāng)/尹.冷所示。綜上所述，恒定電源輸出最大功率的三個(gè)等效條件是：(1)外電阻等于內(nèi) 電阻即R 十 (2)路端電壓

25、等于電源電動(dòng)勢(shì)的一半即U=2 (3)輸岀2電流等于短路電流的一半，即/= O除去最大輸出功率外，同一個(gè)輸出2 lr功率值對(duì)應(yīng)著兩種負(fù)載的情況。一種情況是負(fù)載電阻大于內(nèi)電阻，另一種情況是 負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻。顯然.負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻時(shí)，電路中的能量主要消耗在 內(nèi)電阻上，輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量.電源的電能利用效率低，電源 因發(fā)熱容易燒壞，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該避免.5、同種電池的串聯(lián)：n個(gè)相同的電池同向串聯(lián)時(shí).設(shè)每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)為內(nèi)電阻為廠.則串聯(lián) 電池組的總電動(dòng)勢(shì)SS 總內(nèi)電阻心=這樣閉合電路歐姆定律可表示n為=串聯(lián)電池組可以提高輸出的電壓.但應(yīng)注意電流不要超過每個(gè)電R + nr池能承受的最大

26、電流。6、電阻的測(cè)量：（1）伏安法：伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律R=*，測(cè)量電路冇安培表內(nèi)接或外接兩種接法.RaR如圖甲.乙：r甲乙兩種接法都有系統(tǒng)誤差，測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為：當(dāng)采用安培表內(nèi)接電路 （甲）時(shí)，由于安培表內(nèi)阻的分壓作用，電阻的測(cè)量值 RN=+f=R,+RAR,；當(dāng)采用安培表外接電路（乙）時(shí)由于伏特 表的內(nèi)阻有分流作用，電阻的測(cè)量值尺外=-=TTU TT- 可以卜I u U R、+念瓦+瓦看岀：當(dāng)Rx Ra和念 尺,時(shí).電阻的測(cè)量值認(rèn)為是真實(shí)值.即系統(tǒng)誤差可 以忽略不計(jì)。所以為了確定實(shí)驗(yàn)電路一般有兩種方法：一是比值法若邑 空時(shí).通常認(rèn)為待測(cè)電阻的阻值較大.安培表的分壓作

27、用可忽略.應(yīng)采用安培表內(nèi) 接電路；若字字時(shí).通常認(rèn)為待測(cè)電阻的阻值較小.伏特表的分流作用可忽J R、略，應(yīng)采用安培表外接電路。若電=空時(shí)，兩種電路可任意選擇.這種情況 下的電阻鳥叫臨界電阻.他=阿示，待測(cè)電阻農(nóng)和凡比較：若比比時(shí). 則待測(cè)電阻阻值較大；若時(shí).則待測(cè)電阻的阻值較小。二是試接法：在尺4、易未知時(shí).若要確定實(shí) b a J驗(yàn)電路.可以采用試接法.如圖所示：如先采用安 r 培表外接電路然后將接頭p由a點(diǎn)改接到b點(diǎn)，p卩同時(shí)觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示數(shù)變化比較顯著.表明伏特表分流作用較大.安培表分壓作用較小.待測(cè)電阻阻 值較大.應(yīng)采用安培表內(nèi)按電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著.

28、表明安培表分壓 作用較大.伏特表分流作用較小.待測(cè)電阻阻值較小.應(yīng)采用安培表外接電路.（2）歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律 制成的。a. 歐姆表的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖.虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電 阻R. = R + y待測(cè)電阻為&則Ix =-. 可以看岀.人隨 &按R + R+r + R R.+Rx雙曲線規(guī)律變化.因此歐姆表的刻度不均勻。當(dāng)久=0時(shí)，Ix=Ig一一指針滿偏.停 R. s在0刻度；當(dāng)r, = 6時(shí)./, =0 一一指針不動(dòng)，停在電阻S刻度；當(dāng)R廣R.時(shí)，一一指針半偏停在R.刻度.2R.2 g因此尺又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。b. 中值電阻尺的計(jì)算方法：當(dāng)用Rxl

29、檔時(shí)，R.=亙,即表盤中心的刻度值，當(dāng)用7? x /?檔時(shí)，R. = oc. 歐姆表的刻度不均勻，在“S”附近，刻度線太密，在“0”附近，刻度 線太稀.在“&”附近，刻度線疏密道中，所以為了減少讀數(shù)誤差，可以通過 換歐姆倍率檔.盡可能使指針停在中值電阻兩次附近-R-3R,范圍內(nèi).由于待3 -測(cè)電阻雖未知.但為定值.故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近.就得 調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中 值電阻兩側(cè)附近.就得調(diào)至歐姆高倍率檔。Eh-（3）用安培表和伏特表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電 阻。如圖所示電路.用伏特表測(cè)岀路端電壓同時(shí) 用安培表測(cè)出路端電壓“時(shí)流過電流的電流小 改變解之.求

30、得電路中的可變電阻.測(cè)出第二組數(shù)據(jù)A；根據(jù)閉合電路歐姆定律.列方程組:上述通過兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法. 由于偶然誤差的原因.誤差往往比較大.為了減小偶 然因素造成的偶然誤差.比較好的方法是通過調(diào)節(jié)變 阻器的阻值，測(cè)量5組8組對(duì)應(yīng)的U、/值并列成表 格.然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在u-/坐標(biāo)系中標(biāo)出各組數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn).作一條直 線使它通過盡可能多的坐標(biāo)點(diǎn)而不在直線上的坐標(biāo)點(diǎn)能均等分布在直線兩側(cè). 如圖所示：這條直線就是閉合電路的U一/圖像.根據(jù)U=-IrU是的一 次函數(shù).圖像與縱軸的交點(diǎn)即電動(dòng)勢(shì).圖像斜率tg= r oAZ磁場(chǎng)的主要概念 磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力知識(shí)要點(diǎn)*

31、安培定則1、磁場(chǎng)破場(chǎng)是存存于破體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周闈空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)(1) 磁場(chǎng)的基本特性一一磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力的作用。(2) 磁現(xiàn)象的電本質(zhì)一一磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)都產(chǎn)生于電荷的運(yùn)動(dòng).并通過磁場(chǎng)而相互作用。(3) 最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的假說和實(shí)驗(yàn)一一安培分子環(huán)流假說和羅蘭實(shí)驗(yàn)。2、磁感應(yīng)強(qiáng)度為了定量描述磁場(chǎng)的大小和方向.引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念.在磁場(chǎng)中垂直于 磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線.受到磁場(chǎng)力F跟電流強(qiáng)度/和導(dǎo)線長度厶的乘積IL的比 值，叫通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。用公式表示是磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量.它的方向就是小磁針極在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向。公式是定義式.磁

32、場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極或電流有關(guān).和 該點(diǎn)在磁場(chǎng)中的位置有關(guān).與該點(diǎn)是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)。3、磁感線磁感線是為了形象描繪磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度情況而假想出來的曲線.在磁 場(chǎng)中畫岀一組有方向的曲線。在這些曲線上每一點(diǎn)的切線方向.都和該點(diǎn)的磁場(chǎng) 方向相同.這組曲線就叫磁感線。磁感線的特點(diǎn)是：磁感線上每點(diǎn)的切線方向.都表示該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng).疏的地方磁場(chǎng)弱。在磁體外部.磁感線由N極到S極.在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極.形成 閉合曲線。磁感線不能相交。對(duì)于條形、蹄形磁鐵、直線電流、壞形電流和通電螺線管的磁感線畫法必須 掌握。4、磁通量（0）和磁通密度（）（1）磁通量

33、（0）一穿過某一面積（S）的磁感線的條數(shù)。（2）磁通密度一一垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)，也即磁感應(yīng)強(qiáng)度的大 小。B =S（3）0與的關(guān)系 0 =BScos弒中ScosO為面積S在中性面上投影的大小。5、公式0 =BScos&及其應(yīng)用破通量的定義式。=RSczB.是一個(gè)重要的公式它不僅定義了。的物理意 義.而且還表明改變磁通量有三種基本方法.即改變B、S或&在使用此公式 時(shí).應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）公式的適用條件一一一般只適用于計(jì)算平面在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁通量。（2）溜的物理意義一一表示平面法線（n）方向與磁場(chǎng)圖1（）的夾角或平面（S）與磁場(chǎng)中性面（OO0的夾角（圖1） 而不是平面（S）與磁場(chǎng)（3）

34、的夾角（z）。因?yàn)?+a=90n ,所以磁通量公式還可表示為0 =ESsina（3）0是雙向標(biāo)量，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向（如平面 法線的方向）是相同還是相反.當(dāng)磁感線沿相反向穿過同一平 面時(shí).磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)一一磁通量的代 數(shù)和.即 e =如仍6、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，叫做安培力.如圖2所示.一根 長為厶的直導(dǎo)線.處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.且與 B的夾角為&當(dāng)通以電流/時(shí)安培力的大小可以表示為F = BH sin 0式中勸與或“的夾角，Esin勸B垂直于I的分量。 在 B、I、L 一定時(shí)，F(xiàn)oc sin0.當(dāng)0= 90時(shí)，安培力最大為：Fm = BI

35、L 當(dāng)0=0或180時(shí).安培力為零：F=0 應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題 第一、安培力的方向，總是垂直B. I所決定的平面.定垂直3和人但3與/不一定垂直（圖3）.（如圖4所示）第二、彎曲導(dǎo)線的有效長度厶等于兩端點(diǎn)連接直線的長度 相應(yīng)的電流方向.沿厶由始端流向末端。所以.任何形狀的閉合平面線圈.通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)受到的安培力的 矢量和一定為零.因?yàn)橛行чL度Z = 0o公式的運(yùn)動(dòng)條件般只運(yùn)用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。7、安培力矩公式da、丿-、Cb在磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈.當(dāng) 通以電流J時(shí)，受到的安培力矩為M= Nfad sin= NBIab ad sin （圖5所示）， 即

36、皿=NB IS sin 0在使用安培力矩公式時(shí).應(yīng)注意下列問題。（1）&角與側(cè)區(qū)別與聯(lián)系公式中的&角，表示線圈平面（S）與磁場(chǎng)中性面（/）的夾角或線圈平面法 線（/?）與B方向的夾角，而不是線圈平面與B的夾角（Q）。因?yàn)?+a=90“，所以安培力矩公式還可以表示為M=NBIScosa一般.規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定.即與環(huán)形電流中 心的磁場(chǎng)方向一致。（2）公式的適用條件勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且轉(zhuǎn)軸（OO）與B垂直；相對(duì)平行于月的任意轉(zhuǎn)軸.安培力矩 均為零。任意形狀的平面線圈.如三角形、圓形和梯形等。因?yàn)槿我庑螤畹钠矫婢€圈. 都可以通過微分法.視為無數(shù)矩形元組成。8、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用在

37、不計(jì)帶電粒子（如電子、質(zhì)子、a粒子等基本粒子）的重力的條件下.帶 電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)有三種典型的運(yùn)動(dòng).它們決定于粒子的速度（v）方向與磁場(chǎng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度（）方向的夾角（8）。（1） 當(dāng)v與占平彳亍.即0=0或180時(shí)落侖茲力f = Bqvsin&= 0帶 電粒子以入射速度（v）作勻速直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為：s =（2）當(dāng)v與3垂直.即0=90時(shí)一一帶電粒子以入射速度（v）作勻速圓 周運(yùn)動(dòng).四個(gè)基本公式:y2向心力公式，BqV = mR軌道半徑公式：R= Bq Bq周期、頻率和角頻率公式：T=V Bq_ Bq八亍面In Bqco=27 = Tm動(dòng)能公式：eJe 宀匚L22m 2mT、/和血勺兩個(gè)特

38、點(diǎn)第一、T、/的涮大小與軌道半徑（尺）和運(yùn)行速率（卩）無關(guān)，而只與磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）和粒子的荷質(zhì)比（q/2 有關(guān)。第二、荷質(zhì)比（q/2相同的帶電粒子.在同樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，和血相同。（3）帶電粒子的軌道圓心（O）、速度偏向角（0）、回旋角（Q）和弦切角（8）o在分析和解答帶電粒子作勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，除了應(yīng)熟悉上述 基本規(guī)律之外.還必須掌握確定軌道 圓心的基本方法和計(jì)算卩、諭8的定 量關(guān)系。如圖6所示，在洛侖茲力作 用下，一個(gè)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的粒子， 不論沿順時(shí)針方向還是逆時(shí)針方向.從蟲點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).均具有三個(gè)重要特點(diǎn)。第一、軌道圓心（O）總是位于4、兩點(diǎn)洛侖茲力（p的交點(diǎn)上或48弦 的

39、中垂線903與任一個(gè)/的交點(diǎn)上。第二、粒子的速度偏向角（0）等于回旅角（Q）并等于弦與切線的 夾角弦切角（8）的2倍.即 = a = 16= cot9第三、相對(duì)的弦切角（8）相等與相鄰的弦切角（少）互補(bǔ)，即0+少=180 .磁場(chǎng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn)81、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本分析：這里所講的復(fù)合場(chǎng)指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存，或其中某兩場(chǎng)并存，或分區(qū) 域存在，帶電體連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般須同時(shí)考慮電場(chǎng)力、洛侖茲力和重力的作用。 在不計(jì)粒子所受的重力的情況下.帶電粒子只受電場(chǎng)和洛侖茲力的作用.粒子所 受的合外力就是這兩種力的合力.其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。在相互垂

40、直 的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中.如果粒子所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力平 衡.粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如果所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力不平衡.粒子將做一 般曲線運(yùn)動(dòng)，而不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)。在 相互垂直的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的平面電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子有可能 繞場(chǎng)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。無論帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)，由于只有電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功，帶電 粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和是守恒的，用公式表示為qUa =qUb + 打V；2、質(zhì)量較大的帶電微粒在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)這里我們只研究垂直射入磁場(chǎng)的帶電微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng).并分 幾種情況進(jìn)行討論（1）只受重力和洛侖茲力

41、：此種情況下.要使微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn) 動(dòng).磁場(chǎng)方向必須是水平的。微粒所受的合外力就是重力與洛侖茲力的合力。在 此合力作用下.微粒不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn) 動(dòng)。在合外力不等于零的情況下微粒將做一般曲線運(yùn)動(dòng).其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓 第二定律；在合外力等于零的情況下，微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。無論微粒在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)如何運(yùn)動(dòng).由于洛侖茲力不做功.只有重 力做功.因此微粒的機(jī)械能守恒.即加05 +扌加v； = mg% +扌加卩：（2）微粒受有重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力：此種情況下。耍使微粒在垂直磁 場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)若沿水平方向.則所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)必須與磁場(chǎng)方向垂 直

42、。在上述復(fù)合場(chǎng)中，帶電微粒受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力。這三種力的矢量和 即是微粒所受的合外力，其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。如果微粒所受的重力 與電場(chǎng)力相抵消微粒相當(dāng)于只受洛侖茲力.徴粒將以洛侖茲力為向心力.以射 入時(shí)的速率做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若重力與電場(chǎng)力不相抵.微粒不可能再做勻速圓周 運(yùn)動(dòng).也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng).而只能做一般曲線運(yùn)動(dòng).如果微粒所 受的合外力為零.即所受的三種力平衡.微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。無論微粒在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng).洛侖茲力對(duì)微粒不做功。若只有重力對(duì)微粒 做功，則微粒的機(jī)械能守恒；若只有電場(chǎng)力對(duì)微粒做功.則微粒的電勢(shì)能和動(dòng)能 的總和守恒；若垂力和電場(chǎng)力都對(duì)微粒做功.則微粒

43、的電勢(shì)能與機(jī)械能的總和守 恒，用公式表示為：qU + mgha + ymv； = qUh + mghb + 擷；在上述復(fù)合場(chǎng)中，除重力外.如果微粒還受垂直磁場(chǎng)方向的其他機(jī)械力.微 粒仍能沿著與磁場(chǎng)垂直的平面運(yùn)動(dòng)。在這種情況下.應(yīng)用動(dòng)能定理及能的轉(zhuǎn)化和 守恒定律來研丸微粒的運(yùn)動(dòng)具有普遍的意義。只有當(dāng)帶電微粒在垂直磁場(chǎng)的平血 內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí).才能應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來研究微粒的運(yùn) 動(dòng).這是一種極特殊的情況。為了防止研究的失誤，我們特別提請(qǐng)注意的是：(1) 牛頓第二定律所闡明的合力產(chǎn)生加速度的觀點(diǎn)仍是我們計(jì)算微粒加速 度的依據(jù)。這里所說的合力是微粒所受的機(jī)械力、電場(chǎng)力和洛侖茲力的矢量和

44、。 尤其注意計(jì)算合力時(shí)不要排除洛侖茲力。(2) 由于洛侖茲力永不做功.在應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí).合外力對(duì)微粒所做的功 (或外力對(duì)微粒做的總功).只包括機(jī)械力的功和電場(chǎng)力的功。(3) 在應(yīng)用能的轉(zhuǎn)換和守恒定律時(shí).分析參與轉(zhuǎn)化的能量形式時(shí).不僅要 考慮機(jī)械能和內(nèi)能.還要考慮電勢(shì)能。此種情況下.弄清能量的轉(zhuǎn)化過程是正確 運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的關(guān)鍵。3、解決與力學(xué)知識(shí)相聯(lián)系的帶電體綜合問題的基木思路：正確的受力分析是前提：除重力、彈力外，要特別注意對(duì)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的 分析。正確分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解決問題的關(guān)鍵：找岀物體的速度、位置及其 變化的特點(diǎn)，分析運(yùn)動(dòng)過程，如果出現(xiàn)臨界狀態(tài)，要分析臨界狀態(tài)。恰當(dāng)?shù)仂`活

45、 地運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的三個(gè)基本方法解決問題是目的：牛頓運(yùn)動(dòng)定律是物體受力與運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，而運(yùn)動(dòng)學(xué)公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)；用動(dòng)量的觀點(diǎn) 分析，包括動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律；用能量的觀點(diǎn)分析，包括動(dòng)能定理與能量 守恒定律；針對(duì)不同問題靈活地選用三大方法，注意弄清各種規(guī)律的成立條件和 適用范圍。4、帶電粒子垂直射入&和正交的疊加場(chǎng)一一 速度選擇器原理（如圖）粒子受力特點(diǎn)一一電場(chǎng)力F與洛侖茲力f方 向相反粒子勻速通過速度選擇器的條件一一帶電 粒子從小孔Si水平射入，勻速通過疊加場(chǎng)，并從 小孔E水平射出，從不同角度看有三種等效條 件：從力的角度一一電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡，即qE=Bqw;從速度角度

46、一一w的 大小等于E與B的比值，即v0=-；從功的角度一一電場(chǎng)力對(duì)粒子不做功，即BWp = qEd = 0 ；使粒子勻速通過選擇器的兩種途徑:當(dāng)Vo 一定時(shí)調(diào)節(jié)E和的大?。划?dāng)E和3 定時(shí)調(diào)節(jié)加速電壓U的大??；根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的條件和功能關(guān)系，有妙亠旋二打（|，所以，加速 電壓應(yīng)為如何保證F和/的方向始終相反一一將巾、E、三者中任意兩個(gè)量的方向 同時(shí)改變，但不能同時(shí)改變?nèi)齻€(gè)或者其中任意一個(gè)的方向，否則將破壞速度選擇 器的功能。兩個(gè)重要的功能關(guān)系一一當(dāng)粒子進(jìn)入速度選 擇器時(shí)速度粒子將因側(cè)移而不能通過選擇器。如圖，設(shè)在電場(chǎng)方向側(cè)移M后粒子速度為v, 當(dāng)時(shí)：粒子向/方向側(cè)移,F做負(fù)功一一粒子 動(dòng)能減少，電

47、勢(shì)能增加，有 丄mvl = qELd +丄處當(dāng)vF時(shí)，離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，兩極電勢(shì)差隨Z增大；當(dāng)/=尸時(shí)，離子勻速穿過 磁場(chǎng)，兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值，即為電源電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：設(shè)兩極板間距為d,根據(jù)兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值的條件 即v=f,則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)比附。B B電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識(shí)要點(diǎn)*一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：1、只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流, 如果電路不閉合只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的?；芈分挟a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化， 因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵.由磁通量的廣義公式中（）

48、=B Ssii】0 W是B 與S的夾角）看.磁通量的變化40可由面積的變化臨引起；可由磁感應(yīng)強(qiáng)度 的變化引起；可由E與S的夾角8的變化A8引起；也可由8、S、0中的兩 個(gè)量的變化，或三個(gè)量的同時(shí)變化引起。下列各圖中.回路中的磁通量是怎么的變化.我們把回路中磁場(chǎng)方向定為磁 通量方向（只是為了敘述方便），則各因屮磁通量在原方向是增強(qiáng)還是減弱。（1）圖：由彈簧或?qū)Ь€組成回路，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)E中，先把它撐開.而后放 手，到恢復(fù)原狀的過程中。（2）圖：裸銅線加在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中。（3）圖：條形磁鐵插入線圈的過程中。（4）圖：閉合線框遠(yuǎn)離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過程中。ABJJfjjHh(7

49、,（6）（5）圖：同一平面內(nèi)的兩個(gè)金屬環(huán)/、B. 中通入電流.電流強(qiáng)度/在逐 漸減小的過程中。（6）圖：同一平面內(nèi)的/、回路.在接通K的瞬時(shí)。（7）圖：同一鐵芯上兩個(gè)線圈.在滑動(dòng)變阻器的滑鍵P向右滑動(dòng)過程中。（8）圖：水平放置的條形磁鐵旁有一閉合的水平放置線框從上向下落的過 程中。2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí).可以產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì).感應(yīng)電流.這是初中學(xué)過的.其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；穿過線圈的磁量發(fā)生變化時(shí).線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分.或者線圈

50、是閉合的.就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本 質(zhì)上講.上述兩種說法是一致的.所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為：穿過閉合 電路的磁通量發(fā)生變化。二、楞次定律：1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向總是要使感 應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即磁通量變化 產(chǎn)工感應(yīng)電流 建感應(yīng)電流磁場(chǎng)磁通量變化。2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時(shí)，用楞次定律判斷感應(yīng) 電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。楞次定律是判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的定律.但它是通過感應(yīng)電流方向來表述 的。按照這個(gè)定律，感應(yīng)電流只能采取這樣一個(gè)方向，在這個(gè)方向下的感應(yīng)電流 所產(chǎn)生的

51、磁場(chǎng)一定是阻礙引起這個(gè)感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量的變化。我們把 “引起感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡單 表達(dá)為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指： 當(dāng)原磁通增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)（或磁通）與原磁通方向相反.阻礙它的增加; 當(dāng)原磁通減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁通方向相同，阻礙它的減少。從這里可 以看出.正確理解感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注 意理解“阻礙”和“變化”這四個(gè)字，不能把“阻礙”理解為“阻止”，原磁通 如果增加.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只能阻礙它的增加.而不能阻止它的增加.而原磁通 還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的

52、“磁場(chǎng)”阻礙“原磁通”,尤其不能把阻礙理 解為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是：通過感應(yīng)電流的磁 場(chǎng)方向和原磁通的方向的相同或相反，來達(dá)到“阻礙”原磁通的“變化”即減或 增。楞次定律所反映提這樣一個(gè)物理過程：原磁通變化時(shí)（0耳變），產(chǎn)生感應(yīng) 電流（Z J ,這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題；感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間 激發(fā)礎(chǔ)場(chǎng)（2 ,這就是電流的磁效應(yīng)問題；而且/總的方向就決定了 0豈的方向 （用安培右手螺旋定則判定）；且礙。汕勺變化一一這正是楞次定律所解決的 問題。這樣一個(gè)復(fù)雜的過程，可以用圖表理順如下：電磁感應(yīng)閉合電路電流磁效應(yīng)如變一L %LJ九阻礙變化機(jī)次定律楞次定律也可以

53、理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）產(chǎn)生感應(yīng)電 流的原因.即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙閉合電路就會(huì)努 力實(shí)現(xiàn)這種過程：（1）阻礙原磁通的變化（原始表速）；（2）阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可理解為“來拒去留”，具體表現(xiàn)為：若產(chǎn)生感應(yīng)電 流的回路或其某些部分可以自由運(yùn)動(dòng)則它會(huì)以它的運(yùn)動(dòng)來阻礙穿過路的磁通的變化；若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動(dòng)回路發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).而回 路的面積又不可變.則回路得以它的運(yùn)動(dòng)來阻礙磁體與回路的相對(duì)運(yùn)動(dòng).而回路 將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動(dòng)；（3）使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)；（4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。利用上述規(guī)律分析問題可獨(dú)辟蹊徑，達(dá)到快速準(zhǔn)確的

54、效十果。如圖1所示.在o點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線壞，拿一條形磁鐵沿A導(dǎo)線壞的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入.判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如1 何運(yùn)動(dòng)。若按常規(guī)方法，應(yīng)先由楞次定律判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電si流的方向.再由安培定則確定環(huán)形電流對(duì)應(yīng)的磁極.由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析：條形磁鐵向 環(huán)內(nèi)插入過程中.環(huán)內(nèi)磁通量增加.環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加. 由磁通量減小的方向運(yùn)動(dòng)。因此環(huán)將向右擺動(dòng)。顯然用第二種方法判斷更簡捷。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：（1）査明原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況；（2）根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向；（3）由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。3、當(dāng)閉合電