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物理高考一輪復(fù)習(xí)必備知識(shí)點(diǎn)(電磁學(xué))本講內(nèi)容包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波。 一、重要概念和規(guī)律(一)重要概念1兩種電荷、電量(q) 自然界只存在兩種電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫做正電荷,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒上帶的電荷叫做負(fù)電荷。注意:兩種物質(zhì)摩擦后所帶的電荷種類是相對(duì)的。電荷的多少叫電量。在SI制中,電量的單位是C(庫)。2元電荷、點(diǎn)電荷、檢驗(yàn)電荷 元電荷是指一個(gè)電子所帶的電量e=1.610-19C。點(diǎn)電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗(yàn)電荷是指電量很小的點(diǎn)電荷,當(dāng)它放入電場(chǎng)后不會(huì)影響該電場(chǎng)的性質(zhì)。3電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度(E)、電場(chǎng)力(F) 電場(chǎng)是物質(zhì)的一種特殊形態(tài),它存在于電荷的周圍空間,電 荷間的相互作用通過電場(chǎng)發(fā)生。電場(chǎng)的基本特性是它對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。 描述電場(chǎng)強(qiáng)度有幾種方法。 其一,用公式法定量描述;定義式為E=F/q,適用于任何電場(chǎng)。真空中的點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)為E=kq/r2。勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=U/d。 要注意理解:場(chǎng)強(qiáng)是電場(chǎng)的一種特性,與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。E是矢量。它的方向即電場(chǎng)的方向,規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)的方向是正電荷在該點(diǎn)受力的方向。注意區(qū)別三個(gè)公式的物理意義和適用范圍。幾個(gè)電場(chǎng)疊加計(jì)算合場(chǎng)強(qiáng)時(shí),要按平行四邊形法則求其矢量和。 其二,用電場(chǎng)線形象描述:電場(chǎng)線的密(疏)程度表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)(弱)。電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是方向相同、距離相等的互相平行的直線。要注意:a.電場(chǎng)線是使電場(chǎng)形象化而假想的線b.電場(chǎng)線起始于正電行而終止于負(fù)電荷。c.電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都不相交。電場(chǎng)力是電荷間通過電場(chǎng)相互作用的力。正(負(fù))電荷受力方向與E的方向相同(反)。4電勢(shì)能(B)、電勢(shì)(U)、電勢(shì)差(UAB) 電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。要注意理解:物理意義;電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)能是相對(duì)的,通常取電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零,這樣,電勢(shì)能就有正負(fù)。電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的正(負(fù))功總等于電荷電勢(shì)能的減少(增加 ),即WAB=A-B。(A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn))。電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功,只跟電荷的始、末位置有關(guān),跟具體路徑無關(guān)。 電勢(shì)是反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量描述電勢(shì)有幾種方法。其一,用公式法定量描述:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)定義為U=/q。要注意理解:電勢(shì)是電場(chǎng)的一種特性,與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。電勢(shì)是標(biāo)量。在SI制中的單位:1V=1JC。電勢(shì)是相對(duì)的,通常取無限遠(yuǎn)處(或大地)的電勢(shì)為零,這樣,電勢(shì)就有正負(fù)。幾個(gè)電場(chǎng)疊加計(jì)算合電勢(shì)時(shí),只需求各個(gè)電場(chǎng)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)的代數(shù)和。其二,用等勢(shì)面形象描述:任意兩個(gè)等勢(shì)面不能相交。等勢(shì)面與電力線垂直。不同等勢(shì)面的電勢(shì)沿電力線方向逐漸降低。任何相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,場(chǎng)強(qiáng)大(?。┑牡胤降葎?shì)面間的距離?。ù螅T谕坏葎?shì)面上的任何兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力不做功。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一族限電力線垂直的平面。 電勢(shì)差指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值,有時(shí)又叫做電壓。表示為UAB=UA-UB。注意:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差值是絕對(duì)的。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)實(shí)際上是指該點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處間的電勢(shì)差。電勢(shì)差有正負(fù),UAB=-UBA。5電客(C) 電容器的電容定義為C=Q/U。注意理解:電容是表征電容器特性的物理量。對(duì)于給定的電容器,C一定。電容器所帶電量指每個(gè)導(dǎo)體(或極板)所帶電量的絕對(duì)值。電容器的電容只眼它的結(jié)構(gòu)(兩個(gè)導(dǎo)體的大小、形狀、相對(duì)位置)、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān),而與它所帶的電量q和電勢(shì)差U無關(guān)。平行板電容器的電容C=S/4kd,表示C與介電常數(shù)成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟極板間的距離d成反比。電容器的額定電壓應(yīng)低于擊穿電壓。6電流強(qiáng)度(I) 電流強(qiáng)度是表示電流強(qiáng)弱的物理量。定義為I=q/t,要注意理解:電流的形成:電荷的定向移動(dòng)。導(dǎo)體中存在持續(xù)電流的條件:一是要有可移動(dòng)的電荷;二是保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(如電源)。電流的方向:規(guī)定正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?。在外(?nèi))電路電流從電源的正(負(fù))極流向負(fù)(正)極。導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)速率并不快,電流的傳導(dǎo)速率即電場(chǎng)的傳播速率等于光速。7電阻(R)、電阻率()、超導(dǎo)體 電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的物理量,定義為R=U/I,其單位根據(jù)歐姆定律規(guī)定是歐姆,即1歐=1伏安。電阻是導(dǎo)體的一種特性。電阻率是反映材料導(dǎo)電性好壞的物理量,根據(jù)電阻定律定義為=RS/l,單位是歐姆“m”,各種材料的電阻率都隨溫度而變化,金屬的電阻率隨溫度的升高(降低)而增大(減?。?。當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)某些金屬、合金和化合物的電阻率會(huì)突然減小為零,此謂超導(dǎo)現(xiàn)象。處于這種狀態(tài)的導(dǎo)體叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)體的電阻為零。8電功(W)電熱(Q)、電功率(P) 電功是描述電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的物理量。可表示為W=UIt。在純電阻電路中,W=UIt=I2Rt=U2t/R。電功的實(shí)用單位 1干瓦小時(shí)(度)=3.6106焦。電熱指電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。在純電阻電路里,W=Q,即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在非純電阻(如含電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器)電路里,wQ;電功率是描述電流做功快慢的物理量,可表示為P=W/t=UI。在純電阻電路中,PUI=I2R=U2/R。9電源、電動(dòng)勢(shì)()、路端電壓(U)電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。對(duì)于給定的電源,電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻和允許通過的最大電流一定。電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物g量之一。要注意理解:S是由電源本身所決定的,跟外電路的情況無關(guān)。的物理意義;電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于路中通過1庫侖電量時(shí)電源所提供的電能。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。路端電壓是外電路兩端的電壓。可表示為:U=-U(U= Ir)。要明確:U隨I的變化規(guī)律。當(dāng)I增大時(shí),U減??;當(dāng)I=0時(shí),U=。U隨R的變化規(guī)律:當(dāng)R增大(減?。r(shí),U隨著增大(減?。┊?dāng)R(斷路)時(shí),U=(據(jù)此原理可用伏特計(jì)直接測(cè))。當(dāng)R0(短路)時(shí),U0,此時(shí)有I/r,電流很大。10磁性、磁體、磁極、磁化 磁性指物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。具有磁性的物體叫磁體。磁體上最強(qiáng)的部分叫磁極,指南(北)的磁極叫南(北)極,用S(N)表示。磁化指使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程。11磁場(chǎng)、磁感強(qiáng)度(B)磁場(chǎng)是一種特殊形態(tài)的物質(zhì),它存在于磁體周圍的空間,磁體間的相互作用通過磁場(chǎng)發(fā)生。磁場(chǎng)的基本特性是它對(duì) 放入其中的電流(或磁極)有磁場(chǎng)力的作用。磁感強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。描述磁感強(qiáng)度有幾種方法。其一,用公式定量描述。定義式為B=F/Il。要注意理解 :B是磁場(chǎng)的一種特性,與磁場(chǎng)力F、電流強(qiáng)度I、導(dǎo)線長(zhǎng)度l無關(guān)。B不是電流I所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。B是矢量。它的方向即圍場(chǎng)的方向,規(guī)定B的方向是磁針N極在該點(diǎn)受力的方向。 在SI制中,B的單位為(T)特斯拉。其二,用磁感線描述:磁感線的密(疏)程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是方向相同的距離相等的互相平行的直線;直線電流磁場(chǎng)的磁力線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的在限導(dǎo)線垂直的平面上的同心圓,通電螺線管磁場(chǎng)的磁力線與條形磁鐵相似。要注意:a. 磁感線是使磁場(chǎng)形象化而假想的線。 b.磁感線是閉合曲線,在磁體外(內(nèi))部,從N(S)極到S(N)極。 C.磁場(chǎng)中任何兩條磁力線都不相交。12磁通量()為了研究穿過某一個(gè)面上的磁場(chǎng),定義磁通量=BScos要理解:適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。物理意義:穿過磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁 感線條線。為所研究的平面的法線與B的夾角。磁通量有正負(fù)。在SI制中的單位為韋伯(Wb),由B=/S,常稱磁通密度。13電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()、感應(yīng)電流(I)電磁感應(yīng)是指利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。要注意理解;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無關(guān),而產(chǎn)生感應(yīng)電流必需閉合電路。產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種敘述是等效的,即閉合電路的一部分導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等效。14自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)、自感系數(shù)(L) 自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。飾產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感,它是反映線圈特性的物理量。線圖越長(zhǎng),單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多,截面積越大,它的自感系 數(shù)越大。另外,有鐵心的線圇的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。15交流電、表征交流電的物理量交流電是指電流強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。交流電有單相和三相之分。中學(xué)所研究的是正弦交流電. 最大值 交流電的最大值是交流電在一周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值有效值 交流電的有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)規(guī)定的,即如果在相同時(shí)間內(nèi)交流電和直流電通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等,則把這直流電的數(shù)值叫做這交流電的有效值 。有效值=最大值/。注意:該關(guān)系式適用于按正弦現(xiàn)律變化的交流電。電氣設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定充流以及電表測(cè)量的數(shù)值一般指有效值。我國的交流電,照明電路電壓為220伏,動(dòng)力電路電壓為380伏。周期(T)和頻率(f)都是表征交流電變化快慢的物理量.其關(guān)系為:T=1/f。我國的交流電的周期為0.02S,頻率是50Hz,電流方向每秒改變100次。16振蕩電流、電磁振蕩 振蕩電流指大小和方向都作周期性變化的電流。通常由自感線圈和電容器組成的振蕩電路(稱LC回路)產(chǎn)生。電磁振蕩是一種物理現(xiàn)象;在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩的過程中,電容器極板上的電荷、回路中的電流以及與它們相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng) 都在作周期性變化。電磁有無阻尼振蕩(等幅振蕩)和阻尼振蕩(減幅振蕩)之分。電磁振蕩的過程可與簡(jiǎn)諧振動(dòng)相類比。17電磁場(chǎng)、電磁波電磁場(chǎng)是指由變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成的不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)。電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波。要注意理解:沒有靜止的電磁場(chǎng)。電磁波是橫波,它的傳播方向、電場(chǎng)方民磁場(chǎng)方向互相會(huì)直。傳播電磁波不需要介質(zhì)。(二)、重要規(guī)律1電荷守恒定律 電荷守恒定律揭示了在電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過程沖總量保持不變的規(guī)律。要注意它在中和現(xiàn)象、三種起電(接觸起電、摩擦起電、感應(yīng)起電)過程、靜電感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用。2庫侖定律 庫侖定律反映了電荷間相互作用力的規(guī)律??杀硎綟=kQ1Q2/r2,其中靜電力恒星k9X109Nm2C2要注意:適用于真空中的點(diǎn)電荷。應(yīng)用公式時(shí),可把q和F的絕對(duì)值代入計(jì)算,庫侖力的方向根據(jù)電荷的正負(fù)來判斷。3處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn) 處于靜電平衡狀態(tài)(指導(dǎo)體中沒有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài))的導(dǎo)體的特點(diǎn)有四;其一,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。其二,表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。其三,電行只能分布在導(dǎo)體的外表面上(可用法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)。其四,該導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,它的表面是一個(gè)等勢(shì)面。4電勢(shì)差限電場(chǎng)力做功、跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做的功跟電勢(shì)差的關(guān)系為W=qU。要注意:公式適用于任何電場(chǎng)。q、U、W三個(gè)量都有正、負(fù)。為避免錯(cuò)誤,應(yīng)用時(shí),均取絕對(duì)值,功的正負(fù)可從電荷的正負(fù)及移動(dòng)方向加以判斷。在電場(chǎng)力作用下 ,正(負(fù))電荷總是從高(低)電勢(shì)處移向低(高)電勢(shì)處,且電荷的電勢(shì)能減小。電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可從以下三方面理解:大小關(guān)系:U=Ed(適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),d為沿電場(chǎng)線方向的兩點(diǎn)間距離)。方向關(guān)系:場(chǎng)強(qiáng)的方向就是電勢(shì)降低最快的方向單位關(guān)系:1V/m=1N/C。5帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 帶電粒子在重力、電場(chǎng)力作用下?;蛱幱谄胶鉅顟B(tài)、或加速、或偏轉(zhuǎn)(在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類拋體運(yùn)動(dòng))。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律同樣遵循力學(xué)的三把金鑰匙、只是在受力分析時(shí)要多考慮一個(gè)電場(chǎng)力而已。6電阻定律電阻定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,它揭示了影響導(dǎo)核電阻的因素間的關(guān)系。要注意理解:當(dāng)溫度不變時(shí),導(dǎo)線的電阻是由它的長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料決定的。而與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流強(qiáng)度無關(guān)。電阻還隨著溫度的升高而增大。該公式適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體及放度均勻一致的電解液7歐姆定律部分電路歐姆定律為:I=U/R,要注意:公式中的I、U、R三個(gè)量必須是屬于同一段電路的。適用范圍;適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)的溶液,不適用于氣體?;蚶斫鉃閮H適用于不含電源的某一部分電路。閉合電路歐姆定律可表示為:I=/(R+r),要注意:適用于包括電源的整個(gè)閉合電路。會(huì)從能量的轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)理解I=IU+Ir的物理意義,明確電源的總功率(I)、輸出功率(IU)和內(nèi)電路消耗的功率(IU)及其關(guān)系。8焦耳定律焦耳定律是定量反映電流熱效應(yīng)的規(guī)律。在SI制中表示為Q=I2Rt。要注意:對(duì)任何電路,只要有電阻R存在,由電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量都可用該公式計(jì)算。在純電阻電路中,還可表示為Q=UIt或U2t/R。在SI制中Q用焦作單位。9電路串并聯(lián)和電源串并聯(lián)的特點(diǎn) 電路串并聯(lián)要注意理解電壓分配、電流分配、功率分配的規(guī)律。電源(相同電池)串并聯(lián)要注意適用條件:當(dāng)用電器額定電壓高于單個(gè)電他的電動(dòng)勢(shì)時(shí),應(yīng)采用串聯(lián)電池組。當(dāng)用電器的額定電流比單個(gè)電地允許通過的最大電流大時(shí),應(yīng)采用并聯(lián)電池組。必要時(shí)采用混聯(lián)電池組。10改裝電表的原理 將電流計(jì)改裝成優(yōu)特計(jì)需給電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,該電阻可由R串(n1)Bg計(jì)算,其中n=U/Ug為電壓量程擴(kuò)大的倍數(shù)。將電流計(jì)改裝螨安始計(jì),需給電流計(jì)并取一個(gè)分流電阻,該電阻可由IgRg=(I-Ig)R并計(jì)算,其中n=I/Ig為電流量程擴(kuò)大的倍數(shù)。11測(cè)量電阻的方法(1)用伏安法測(cè)。應(yīng)明確:當(dāng)測(cè)量小(大)電阻時(shí)應(yīng)采用安培計(jì)外(內(nèi))接法。(2)用歐姆計(jì)測(cè)。應(yīng)理解:這是一種能直接讀出電阻值的粗略測(cè)量方法。要先調(diào)零再測(cè)量。12磁極間的作用規(guī)律 磁極間相互作用的磁和同(異)名磁極相斥(吸)。13判定磁場(chǎng)方向的法則 用安培定則,即右手定則判定。注意;當(dāng)判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí),右手大拇指表示充流方向,四指表示磁感線的環(huán)繞方向.當(dāng)判定環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向時(shí),大姆指表示磁感線的方向。四指表示電流方向。14磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律 (1)大?。弘娏魉艿拇艌?chǎng)力通常稱為安培力。其大小F=BIlsin,注意:適用于勻場(chǎng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)直通電導(dǎo)線為I與B的夾角。磁場(chǎng)對(duì)通電線圈有磁力矩作用,其大小 M=BIScos。注意:適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)和輻向磁場(chǎng) S為線圈(不一定有規(guī)則)面積。為B與線圈平面的夾角。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力通常稱為洛侖茲力。其大小f=qvBsin。注意:洛侖茲力是磁場(chǎng)對(duì)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力,而安培力是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線上電流的作用力。為B與v的夾角。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若=0,則電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng);若=90,則電荷在向心力f=qvB作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),可以證明,電荷的運(yùn)動(dòng)周期跟軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率無關(guān)。f對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。 (2)方向:由左手定則判既注意:當(dāng)判定洛侖茲力方向時(shí),四指的指向與正(負(fù))電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同(反)。15電磁感應(yīng)規(guī)律 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。河煞ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律確定。公式一:=/t。注意;該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只與穿過電路的磁通量的變化率/t有關(guān),而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二:=Blvsin。注意:該式通常用于導(dǎo)體切割磁力線之時(shí)。且導(dǎo)線與磁感線互相垂直。為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度(即l為導(dǎo)體實(shí)際長(zhǎng)度在垂直于B方向上的投影)。公式三:=LI/t。注意:該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。與電流的變化率I/t成正比。 (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向是一致的,均由楞次定律和右手定則來判定。方法一:楞次定律。注意:正確理解楞次定律比右手定則有更深刻的物理本質(zhì)。反映了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律。即發(fā)電機(jī)的基本原理:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。普遍適用。只是當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),用楞次定律較方便。掌握應(yīng)用楞次定律的正確步驟;第一步,明確原磁場(chǎng)的方向及穿過閉合電路中的磁通量增減情況;第二步。根據(jù)格次定律確定感生電流的磁場(chǎng)方向;第三步,利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。要深刻理解“阻礙”兩字的含義,阻礙不同于相反。方法二:右手定則。注意:兩種判斷方法結(jié)論一致。當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),用右手定則較方便。右手定則可視為楞決定律的特殊情況與左手定則的區(qū)別。15. 交流電的變化規(guī)律(1)用函數(shù)式表示:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為:e=msint,m=2Blv。電流的瞬時(shí)值為:i=Imsint,Im=m/R。(2) 用函數(shù)圖象表示:是正弦函數(shù)圖象。16變壓器的變壓原理和變壓規(guī)律變壓原理:在原、副線圈中由于電流交變而發(fā)生互相電磁感應(yīng)使之變壓。應(yīng)理解; 變壓過程的本質(zhì)是傳遞能量。變壓過程中穿過原、副線圈的交變磁通量相同,每匝線圈的感生電動(dòng)勢(shì)相等。適用于交流電。直流電不能用變壓器變壓。變壓規(guī)律:對(duì)于理想變壓器有U1/U2=n1/n2,I1/I2=n2/n1注意:該式僅適用于只有一個(gè)副線圈的情況。當(dāng)有幾個(gè)副線圈時(shí),每個(gè)副線日與原線圈均有這種獨(dú)立關(guān)系,且變壓器的輸出電流工:應(yīng)等于各副線圈中的電流之和。輸入功率等于輸出功率。17電磁振蕩的規(guī)律 電磁振蕩的固有周期T、固有頻率f。注意:適用于無阻尼自由振蕩(不再從外界獲得能量)。T或f與振幅無關(guān)。18麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 該理論的要點(diǎn)為;任何變化的電(磁)場(chǎng)都要在周圍的空間產(chǎn)生磁(電)場(chǎng)。要理解:均勻變化的電(磁)場(chǎng)在周圍產(chǎn)生穩(wěn)擔(dān)的磁(電)場(chǎng);振蕩電(磁)場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的磁(電)場(chǎng)。二、重要研究方法1用比值定義物理量 若比值為恒量,則反映了物質(zhì)的某種性質(zhì)。如:物質(zhì)的密度、導(dǎo)體的電阻R、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)U、電容C等。2. 類比 如:將電場(chǎng)與重力場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度E與重力場(chǎng)強(qiáng)度(即重力加速度g)、電勢(shì)能與重力勢(shì)能、等勢(shì)面與等高線相類比。將電磁振蕩與簡(jiǎn)諧振動(dòng)、電磁波與機(jī)械波、電指振與振動(dòng)的共振相類比。其優(yōu)點(diǎn)是利用已學(xué)過的知識(shí)去認(rèn)識(shí)有類似特點(diǎn)或規(guī)律的未知抽象知識(shí)。3運(yùn)用形象思維 如:用電場(chǎng)線和等勢(shì)面描述電場(chǎng)的性質(zhì),幫助理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)等抽象概念,用小磁針和磁感線描述磁場(chǎng)的性質(zhì)用安培定則、左手定則描述相關(guān)物理量間的關(guān)系,提供判定某物理三的方向等。以達(dá)到由形象思維上升到抽象思維的境界。4運(yùn)用等效思想 如;借助等效電阻、等效電路簡(jiǎn)化電路,便于解題。5極端分析法 如:研究閉合電路兩端點(diǎn)的電壓即路端電壓、用電鍵的閉合和斷開、變阻器滑片移至兩極端、使電路斷路和短路等都是運(yùn)用了極端分析的思想方法。6尋求守恒規(guī)律 如:電荷守恒定律。在純電阻電路中,電功等于電熱。法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律反映了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律。在工C回路中,電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化。這實(shí)際上是能是守恒定律的具體體現(xiàn)。7運(yùn)用圖象法研究 如:在IU坐標(biāo)息中畫出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線來研究導(dǎo)體的電阻。在U-I坐標(biāo)系中畫出圖線來研究路端電壓隨電流的變化規(guī)律,并借助它測(cè)算和r。用正弦函數(shù)圖象描述正孩交流電、振蕩電流。8實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 如:用驗(yàn)電器檢測(cè)物體上是否帶電、帶何種電、帶多少電,用靜電計(jì)檢測(cè)導(dǎo)體間的見勢(shì)差。用庫侖扭秤研究庫侖定律,用伏特計(jì)測(cè)電壓,用安培計(jì)測(cè)電流強(qiáng)度,用歐姆計(jì)測(cè)電阻等。9觀察和實(shí)驗(yàn) 觀察和實(shí)驗(yàn)是揭示物理規(guī)律的基本方法,物理規(guī)律依靠實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。如:奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁場(chǎng),羅蘭實(shí)驗(yàn)證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電荷能產(chǎn)生磁場(chǎng),從而揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。用電子射線管檢驗(yàn)了運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的設(shè)想。法拉第的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)使他的“把磁轉(zhuǎn)變成電”的光輝思想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。還如:用示波器觀察波形,用萊頓瓶說明電諧振等。三、基本解題思路 解答電場(chǎng)和電路問題的基本思路大致與解力學(xué)和熱學(xué)問題相仿,下面擇其不同之處作些說明:1. 關(guān)于研究對(duì)象。電場(chǎng)中的研究對(duì)象往往是電場(chǎng)中的某一點(diǎn)或某一個(gè)電荷。電路的研究對(duì)象住在是某些元件(包括電源、用電器、電表等)或一段電路2關(guān)于受力分析。由于電場(chǎng)的參與,要多考慮一個(gè)電場(chǎng)力(庫侖力)。3關(guān)于物理過程。電場(chǎng)中主要研究靜電平衡、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(平衡、加速、偏轉(zhuǎn))等電路主要研究電路變化,如通過電鍵、轉(zhuǎn)換開關(guān)、變阻器變換電路的組成并引起了電路中各個(gè)量的變化。為了便于認(rèn)識(shí)電路,常常先要畫出簡(jiǎn)化的等效電路。4. 關(guān)于狀態(tài)參量的分析。表征電場(chǎng)的狀態(tài)量主要有場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)能等,引起電場(chǎng)狀態(tài)量變化的是力、功等。表征電路的狀態(tài)量有電壓、電流等,引起電路狀態(tài)量變化的是電阻等。要抓住關(guān)鍵的物理量,如并聯(lián)電路中的電壓相等、串聯(lián)電路中的電流相等、變化電路中電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變、在全電路中能量守恒等解答磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)問題的基本思路大致與前面的相仿,下面擇其不同之處作些說明:1關(guān)于研究對(duì)象。四場(chǎng)中的研究對(duì)象往往是小磁針、帶電粒子、通電直導(dǎo)線、通電線圈、閉合回路等。還有如:變壓器、電磁波、振蕩電流等。2關(guān)于受力分析。由于磁場(chǎng)的參與,要多考慮一個(gè)磁場(chǎng)力(安培力、洛侖茲力)。3關(guān)于物理過程。磁場(chǎng)中主要研究:通電導(dǎo)體受力平衡和帶電粒子受到洛侖茲力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng),電磁感應(yīng)現(xiàn)象,交流電和振蕩電流的正弦變化過程,電磁波的發(fā)射、傳播和接收過程等一些問題的物理過程往往是在三維空間進(jìn)行,為此,要善于發(fā)揮空間想象力,選擇恰當(dāng)?shù)钠矫嬉晥D(如以通電導(dǎo)線的橫截面作為受力面)將立體圖形轉(zhuǎn)化為平面圖形,畫出簡(jiǎn)明的物理過程示意圖。4關(guān)于狀態(tài)參量的分析。要抓住關(guān)鍵的物理量,如:磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)物體的力(由此涉及加速度、沖量等)和Gh(由此涉及功、動(dòng)能、勢(shì)能),電磁感應(yīng)中的磁通量變化率,交流電中的最大值(或有效值)和周期(或頻率)、傳播電磁波的頻率和波長(zhǎng)、振蕩電流的周期或頻率)等。5注重方向的分析與判斷。尤其是B的方向、安培力和洛侖茲力的方向、通電線因所受磁力矩后的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向等。四、復(fù)習(xí)建議1通過對(duì)電磁學(xué)的復(fù)習(xí),要求明確以電場(chǎng)和電路為主線的知識(shí)體系,深刻理解電場(chǎng)力、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差和電壓、電容、電動(dòng)勢(shì)、電流強(qiáng)度、電阻、電功、電功率等重要概念,熟練掌握庫侖定律、電場(chǎng)力做功的規(guī)律、串并聯(lián)電路和串并聯(lián)電池的特點(diǎn)、歐姆定律、焦

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