第六讲 电磁学中的场与路

高三物理场和路知识精讲一. 本周教学内容： 场和路〔一〕根本概念规律电源——电路分析电场场力场力的功路规律电流、电压分配电热电功电功率分配与能的转化总r UR U I F qE W qU I Q t R L S U W q I U R I R r U IR U Ir Q I Rt W IUt P UI ερεε⎧⎨⎩=↑==⎧⎨⎩⎫⎬⎭===⎧⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪==+==-⎧⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪→===⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎭⎪⎪↓↑∆∆∆∆()2电磁感应—闭路有效值交变电流交变电路振荡电路——电磁振荡，电磁波εϕεεεωεωεεωπε∝=↓=⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪↓↑=======⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪∆∆t Blv i R LC e tNBS NBlv i I t T LC I R m M mm m m sin sin 222〔二〕根本问题 1. 电路分析电路结构分析串、并联电路动态分析电流、电压、电功、电功率、能量等的分配及变化问题。

()⎫⎬⎭交变电路—含变压器—分析振荡电路LC ⎧⎨⎩2. 电路实验设计〔三〕问题讨论I.变压器与远程输电1. 变压器的根本结构，如下列图。

闭合铁芯 原线圈副线圈〔可有多个〕2. 根本原理：电磁感应设原线圈每匝内磁通量变化率为∆∆ϕ1t则，对理想变压器，，有：εϕϕϕϕ11112===N t t t t ∆∆∆∆∆∆∆∆εϕεε2221212==N t NN ∆∆，有3. 根本规律：理想变压器〔仅改变交变电压、电流〕 U U N NP P I U I U I I N N 12122111221221===→=⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪一个副线圈， 多个副线圈：U U N N U U N N I U I U I U 12121313112233===++⎧⎨⎪⎩⎪，，频率：f f 21=4. 几种常见的变压器〔1〕〔2〕自耦变压器：这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。

电磁场与电磁波知识点
首先是电磁场。

电磁场是在空间中存在电荷时所产生的一种物理场，
具有电力作用和磁力作用。

电场是指电荷周围由电荷产生的力场，它的作
用力对电荷大小和正负有关，与电荷距离的平方成反比。

磁场是由电荷的
运动而产生的，它的作用力是与电荷运动速度的方向垂直的力，且大小与
速度成正比。

电场和磁场之间有非常重要的关系，即电磁场的统一性。

当电荷运动时，除了产生静电场外，还会产生磁场；而当电荷加速度变化时，则还会
产生电磁波。

这就是电场和磁场之间相互转换的过程，即麦克斯韦方程组
所描述的过程。

电磁场的统一性是电磁学的基础，它解释了电磁现象的统
一规律。

在电磁场和电磁波的研究和应用中，需要特别关注的几个重要现象和
原理。

首先是电磁感应现象，即由磁场变化所产生的感应电流和感应电动势。

电磁感应是电磁学中的重要基本原理，它解释了电磁感应现象的规律，应用于电磁能转换和电磁设备的设计中。

其次是电磁波的发射和接收原理，无线电、雷达和通信设备等都是基于电磁波的发射和接收原理工作的。

再
次是电磁波的干涉和衍射现象，它们是光学领域的重要现象，也是波动光
学的重要基础。

最后是电磁辐射和电磁波的传播特性，它们与物质的吸收、反射和透射现象相关，也是光学和电磁波通信的重要内容。

总之，电磁场和电磁波是电磁学的重要内容，它们解释了电磁现象的
统一规律，广泛应用于现代科技和通信领域。

了解电磁场和电磁波的知识
点有助于我们对电磁学的深入理解和应用。

场和路【场的基本性质】1．电磁场的基本概念〖例1〗带电粒子在只考虑已知场力的情况下可能所处的状态是（）A．在磁场中处于平衡状态B．在电场中做匀速圆周运动C．在匀强磁场中做抛体运动D．在匀强电场中做匀速直线运动〖例2〗如图所示，长为l、倾角为θ的光滑斜面处于水平向右的匀强电场中，一电荷量为+q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的M点沿斜面向上滑，到达斜面顶端N的速度仍为v0，则（）A．M、N两点的电势差为mgl/qB．电场强度等于(mg sinθ)/qC．电场强度等于(mg tanθ)/qD．小球在N点的电势能小于在M点的电势能2．带电体只在电场力作用下的运动〖例3〗如图所示，在xoy的ABCD区域，存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为l的正方形（不计电子所受重力）。

⑴在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置；⑵在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置；⑶若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动l/n（n≥1），仍使电子从ABCD区域左下角D处离开（D不随电场移动），求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的位置。

3．带电粒子只在磁场力作用下的运动〖例4〗如图所示，一个质量为m，带电量为q的带电粒子（不计重力），在t = 0时刻以速度v0从P点沿水平方向射入MN空间，t = t1时刻在MN空间加上垂直纸面向里的云强磁场，磁感应强度的大小为B，MN间距为l。

⑴如果磁感应强度B为已知量，要想使带电粒子能从N上的A点偏离v0方向30O方向射出，如左图所示。

求t1为多少？⑵改变B的大小及存在的时间，可以使得带电粒子能竖直向下通过D点，D为磁场中带电粒子初速度方向上的一点，如右图所示。

D到N界面的距离DQ为l/π，求满足此条件的B的最小值。

【针对性训练】1．电场中有A、B两点，在将某电荷从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是（）A．该电荷是正电荷，且电势能减少B．该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷C．不管是否存在其他力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少D．电荷在电势为正的电场中电势能为正，电荷在电势为负的电场中电势能为负2．如图所示，质量为m，带电量为q的带正电物体，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因素为μ的水平面向左运动，物体的运动速度为v B，则（）A．物体的速度由v减小到零所用的时间等于mv/μ(mg + Bqv B)B．物体的速度由v减小到零所用的时间小于mv/μ(mg + Bqv B)C．若另加一个电场强度为μ(mg + Bqv B)/q、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动D．若另加一个电场强度为(mg + Bqv B)/q、方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动3．如图，已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中（E、B已知），液滴在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则（）A．液滴在空间可能受四个力作用B．液滴一定带正电C ．液滴做圆周运动的半径gUEB r 21D ．液滴在场中运动时总动量不变4．如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个小球A 、B ，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上。

高中物理电磁学中的“场”全解析一、重点剖析“场”的本质源自电荷，电荷的周围存在电场，运动电荷产生磁场，因此知识链条的顶端是电荷．．；同时电场或磁场又反过来对电荷或运动电荷施加力的作用，体现了知识体系的完整，因果轮回．知识结构如图7－1．分“场”的产生、场对物质（电荷或导体）的作用和能量关系三个版块．1．静止电荷、运动电荷和变化的磁场，在周围空间都产生电场；运动电荷、电流和变化的电场在周围空间产生磁场．2．电场对静止电荷和运动电荷都有电场力的作用；磁场只对运动电荷和电流有磁场力作用，对静止电荷没有作用力．这与“场”的产生严格对应．由于场力的作用，电荷或导体会有不同形式的运动，因此分析场力是判断电荷或导体运动性质的关键．3．场力可能．．对电荷或导体做功，实现能量转化．当点电荷绕另一点电荷做匀速圆周运动时，电场力不做功；洛伦兹力不做功．要对带电粒子加速就要对其做功，因此电场即可以加速带电粒子，也可以使带电粒子偏转，而稳定磁场则只能使粒子偏转却不能加速．变化的磁场产生电场，所以变化的磁场则可以改变带电粒子速度的大小．图7－1二、考点透视考点1、“场”的性质从力和能两个角度去描述场的性质．电场强度E和磁感应强度B分别描述电场和磁场对放入其中的物质（电荷、通电导体）力的作用；电势就是从电场能的角度引入的物理量，虽然中学物理没有直接对磁场的能给出量度，但安培力做功则反映了放入磁场中的通电导体与磁场共同具有能量．例题1：匀强电场中有a、b、c三点，如图所示．在以它们为顶点的三角形中，∠a ＝30°、∠c＝90°,．电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2V、(2V和2 V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（）A．(2V、(2VB ．0 V 、4 VC．(23-V、(23+ D ．0 V解析：如图所示，取ab 的中点O ，即为三角形的外接圆的圆心，且该点电势为2V ，故Oc 为等势面，MN 为电场线，方向为MN 方向，U OP =U Oa =3V ，因U ON : U OP =2 :3，故U ON =2V ,N 点电势为零，为最小电势点，同理M 点电势为4V ，为最大电势点。