高考物理一輪課件專題七電場

高考物理一輪課件專題七電場匯報(bào)人：XX20XX-01-23XXREPORTING目錄電場基本概念與性質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和絕緣體恒定電流產(chǎn)生及其性質(zhì)磁場、洛倫茲力和霍爾效應(yīng)交流電產(chǎn)生、傳輸和變換現(xiàn)代物理中相關(guān)概念拓展PART01電場基本概念與性質(zhì)REPORTINGXX電場定義及描述方法電場是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。描述電場的方法有電場線和等勢面兩種，其中電場線是為了形象地描述電場而引入的一系列曲線，等勢面則是電勢相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面。0102電場強(qiáng)度與方向電場強(qiáng)度的方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向，與負(fù)電荷所受電場力的方向相反。電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱的物理量，其大小等于單位電荷在電場中所受的電場力。電勢能是電荷在電場中具有的勢能，其大小等于將電荷從該點(diǎn)移到零電勢點(diǎn)電場力所做的功。電勢差是指電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電壓，用U表示。電勢能與電勢差等勢面是電勢相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面，沿著等勢面移動(dòng)電荷，電場力不做功。等勢線是等勢面上各點(diǎn)連成的曲線，等勢線的疏密程度反映了電場的強(qiáng)弱。等勢面與等勢線PART02靜電場中的導(dǎo)體和絕緣體REPORTINGXX導(dǎo)體內(nèi)部電荷可以自由移動(dòng)，因此在靜電場中，電荷會(huì)重新分布，使得導(dǎo)體內(nèi)部電場為零，電荷主要分布在導(dǎo)體的外表面。電荷分布當(dāng)導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)，由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體的近端會(huì)出現(xiàn)與帶電體相反的電荷，遠(yuǎn)端則出現(xiàn)相同電荷。靜電感應(yīng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，內(nèi)部電場為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，且導(dǎo)體是個(gè)等勢體。靜電平衡導(dǎo)體在靜電場中特性絕緣體中的電荷被緊緊束縛在原子或分子內(nèi)，不能自由移動(dòng)。電荷束縛極化現(xiàn)象電介質(zhì)在強(qiáng)電場作用下，絕緣體中的正負(fù)電荷中心會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生極化現(xiàn)象。絕緣體也被稱為電介質(zhì)，其導(dǎo)電性能差，但能儲(chǔ)存電場能。030201絕緣體在靜電場中特性避雷針利用導(dǎo)體的性質(zhì)將電荷引入地下；靜電噴涂利用導(dǎo)體使涂料均勻分布在工件上。導(dǎo)體的應(yīng)用電容器中的電介質(zhì)采用絕緣體，以儲(chǔ)存電荷；高壓電線采用絕緣體外皮，防止電流泄露。絕緣體的應(yīng)用導(dǎo)體和絕緣體應(yīng)用舉例導(dǎo)體中存在大量自由電子，這些電子在電場作用下可以定向移動(dòng)形成電流，是導(dǎo)體導(dǎo)電的微觀機(jī)制。絕緣體中的電子被原子核緊緊束縛，形成穩(wěn)定的電子云，即使在強(qiáng)電場作用下也難以形成定向移動(dòng)的電子流，因此絕緣體不導(dǎo)電。微觀機(jī)制解釋絕緣體的微觀機(jī)制導(dǎo)體的微觀機(jī)制PART03恒定電流產(chǎn)生及其性質(zhì)REPORTINGXX提供持續(xù)且穩(wěn)定的電壓，是產(chǎn)生恒定電流的必要條件。穩(wěn)定的電壓源電路必須是閉合的，即電流能夠在電路中循環(huán)流動(dòng)。閉合電路電路中的電阻必須適當(dāng)，以保證電流的穩(wěn)定流動(dòng)。合適的電阻恒定電流產(chǎn)生條件歐姆定律內(nèi)容在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。應(yīng)用場景用于計(jì)算電路中電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，以及分析電路的性質(zhì)和特點(diǎn)。歐姆定律及其應(yīng)用焦耳定律與功率計(jì)算焦耳定律內(nèi)容電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。功率計(jì)算功率等于電壓與電流的乘積，或電阻與電流平方的乘積，或電壓平方除以電阻。用于計(jì)算電路中的功率分配和能量轉(zhuǎn)換效率。

串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路分析串聯(lián)電路電流只有一條通路，開關(guān)控制整個(gè)電路的通斷，各用電器之間相互影響。并聯(lián)電路電路有多條路徑，每一條電路之間互相獨(dú)立，有一個(gè)電路元件開路，其他支路照常工作?；炻?lián)電路既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路，分析方法需要將復(fù)雜的混聯(lián)電路等效簡化為簡單的串、并聯(lián)電路。PART04磁場、洛倫茲力和霍爾效應(yīng)REPORTINGXX

磁場基本概念及性質(zhì)磁場是由磁體或電流產(chǎn)生的特殊物質(zhì)，具有方向和大小，可用磁感線描述。磁場的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用。磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B表示，單位是特斯拉（T）。當(dāng)帶電粒子速度方向與磁場方向平行時(shí)，不受洛倫茲力作用。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑r=mv/qB，周期T=2πm/qB。帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力的作用，其大小F=qvB，方向與v和B都垂直。洛倫茲力作用下帶電粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律霍爾效應(yīng)是指當(dāng)電流垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差?；魻栃?yīng)的應(yīng)用包括測量磁場、制作霍爾元件和傳感器等。例如，汽車點(diǎn)火系統(tǒng)中的霍爾傳感器就是利用霍爾效應(yīng)來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置?；魻栃?yīng)原理及應(yīng)用舉例磁聚焦是利用磁場使帶電粒子束會(huì)聚的技術(shù)，常用于粒子加速器和電子顯微鏡等。磁約束是利用磁場將等離子體約束在一定空間內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的技術(shù)，如托卡馬克裝置。磁鏡技術(shù)是利用磁場對(duì)帶電粒子的反射作用來約束粒子束的技術(shù)，常用于粒子加速器、真空電子器件和受控?zé)岷司圩冄芯康?。磁聚焦、磁約束和磁鏡技術(shù)PART05交流電產(chǎn)生、傳輸和變換REPORTINGXX通過發(fā)電機(jī)中的線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，使得線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，形成交流電。交流電產(chǎn)生原理交流電的波形圖通常使用正弦波或余弦波來表示。波形圖的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示電壓或電流的幅值。通過波形圖可以直觀地了解交流電的頻率、幅值、相位等特征。波形圖表示方法交流電產(chǎn)生原理及波形圖表示方法三相交流電基本概念三相交流電是指由三個(gè)頻率相同、幅值相等、相位互差120°的正弦交流電組成的供電系統(tǒng)。三相交流電具有傳輸效率高、功率因數(shù)好、線路損耗小等優(yōu)點(diǎn)。三相四線制與三相五線制三相四線制是指三根相線和一根零線組成的供電方式，適用于動(dòng)力和照明混合負(fù)載。三相五線制則是在三相四線制的基礎(chǔ)上增加一根地線，提高了供電系統(tǒng)的安全性。三相交流電制度介紹VS變壓器是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電壓變換的電氣設(shè)備。它通過原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)比來實(shí)現(xiàn)電壓的升高或降低，同時(shí)保持頻率不變。類型選擇依據(jù)變壓器的類型選擇主要依據(jù)負(fù)載性質(zhì)、電源電壓、使用場合等因素。常見的變壓器類型有電力變壓器、自耦變壓器、隔離變壓器等。變壓器工作原理變壓器工作原理及類型選擇依據(jù)整流技術(shù)01整流是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程。常見的整流電路有半波整流、全波整流和橋式整流等。整流電路的選擇取決于對(duì)輸出電壓波形、紋波系數(shù)等要求。濾波技術(shù)02濾波是消除整流電路輸出電壓中的紋波成分的過程。常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。濾波電路的選擇取決于負(fù)載性質(zhì)和對(duì)輸出電壓穩(wěn)定性的要求。穩(wěn)壓技術(shù)03穩(wěn)壓是保持輸出電壓穩(wěn)定的過程。常見的穩(wěn)壓電路有串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。穩(wěn)壓電路的選擇取決于負(fù)載性質(zhì)、輸入電壓范圍、輸出電壓精度等要求。整流、濾波和穩(wěn)壓技術(shù)PART06現(xiàn)代物理中相關(guān)概念拓展REPORTINGXX康普頓效應(yīng)光子與靜止電子發(fā)生彈性碰撞，光子將部分能量轉(zhuǎn)移給電子，自身能量減少，波長變長，表明光子具有動(dòng)量，進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性。光電效應(yīng)光子攜帶的能量被電子吸收，使電子從原子中逸出，形成光電流，揭示了光的粒子性和能量量子化。原子能級(jí)原子中電子的能量是量子化的，只能取某些特定的值，這些特定的能量值稱為能級(jí)。原子能級(jí)的存在導(dǎo)致了原子光譜的不連續(xù)性。量子化現(xiàn)象在電磁學(xué)中體現(xiàn)超導(dǎo)材料在低溫下電阻為零，可應(yīng)用于遠(yuǎn)距離輸電，減少能源在傳輸過程中的損失。零電阻特性超導(dǎo)材料具有完全抗磁性，即磁場無法穿透超導(dǎo)體內(nèi)部。這一特性可用于制造超導(dǎo)磁體，用于核磁共振成像、粒子加速器等領(lǐng)域。完全抗磁性利用超導(dǎo)材料的特殊性質(zhì)，可以制造超導(dǎo)電子器件，如超導(dǎo)晶體管、超導(dǎo)集成電路等，具有高速、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。超導(dǎo)電子學(xué)超導(dǎo)材料在電磁學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景探討拓?fù)浣^緣體拓?fù)浣^緣體是一種具有特殊能帶結(jié)構(gòu)的材料，其內(nèi)部是絕緣體，而表面則是金屬性的。這種獨(dú)特的性質(zhì)使得拓?fù)浣^緣體在自旋電子學(xué)、量子計(jì)算等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。拓?fù)涑瑢?dǎo)體拓?fù)涑瑢?dǎo)體是一種結(jié)合了拓?fù)浣^緣體和超導(dǎo)體特性的新型材料。它具有零電阻和完全