第六讲 电磁学中的场与路
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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。
电磁学中场的概念
电磁学中场是指在空间中存在的电磁场,它是由电荷和电流所产生的。
电场和磁场是电磁场的两个基本成分,它们互相作用、互相转换,构成了电磁波,是电磁学研究的重要内容。
电场是指电荷在空间中所产生的场,它的本质是电荷的相互作用。
电场是一种矢量场,它的强度和方向都是由电荷的性质和位置所决定的。
电场的单位是牛顿/库仑,它的方向是由正电荷指向负电荷。
磁场是指电流在空间中所产生的场,它的本质是电流的相互作用。
磁场也是一种矢量场,它的强度和方向都是由电流的性质和位置所决定的。
磁场的单位是特斯拉,它的方向是由电流的方向所决定的。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的波动现象,它是一种横波,能够在真空中传播。
电磁波的频率和波长是由电场和磁场的频率和波长所决定的。
电磁学中场的概念是电磁学的基础,它是现代通讯、电子技术和电力系统的重要理论基础。
在电磁学的研究中,我们需要对电场和磁场进行深入的研究,探索它们之间的相互作用和转换规律,以便更好地应用于实际生产和生活中。
高中物理电磁学知识点总结电磁学是高中物理的重要组成部分,它涵盖了众多概念、规律和应用。
以下是对高中物理电磁学知识点的详细总结。
一、电场1、库仑定律真空中两个静止的点电荷之间的作用力,与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为静电力常量。
2、电场强度描述电场强弱和方向的物理量。
定义式为$E =\frac{F}{q}$,点电荷产生的电场强度公式为$E = k\frac{Q}{r^2}$。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
3、电场线用于形象地描述电场分布的曲线。
电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远。
电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。
4、电势能电荷在电场中具有的势能。
电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移动到零势能位置时电场力所做的功。
5、电势描述电场能的性质的物理量。
电场中某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
电势是标量,其大小与零电势点的选取有关。
6、等势面电场中电势相等的点构成的面。
等势面与电场线垂直,并且沿电场线方向电势逐渐降低。
二、电容器1、电容器的电容电容器所带电荷量$Q$与电容器两极板间的电势差$U$的比值,叫做电容器的电容。
定义式为$C =\frac{Q}{U}$。
电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与电容器的形状、大小、介质等有关。
2、平行板电容器的电容平行板电容器的电容与极板的正对面积$S$成正比,与极板间的距离$d$成反比,与介质的介电常数$\epsilon$成正比。
其表达式为$C =\frac{\epsilon S}{4\pi kd}$。
三、电路1、电流电荷的定向移动形成电流。
定义式为$I =\frac{Q}{t}$,单位是安培(A)。
2、电阻导体对电流的阻碍作用。
电阻定律表达式为$R =\rho\frac{l}{S}$,其中$\rho$是电阻率,$l$是导体的长度,$S$是导体的横截面积。
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。
电磁学中的场电磁学是物理学的重要分支之一,研究物质之间的电磁相互作用和电荷运动的规律。
在电磁学中,场是一个重要的概念,它是描述电磁相互作用的一种方式。
本文将介绍电磁学中的场及其应用。
一、场的概念在物理学中,场指的是物质的一种表现形式,放在电磁学中,电场和磁场就是两种常见的场。
电场是指带电粒子所受到的力,包括正电荷和负电荷。
而磁场是指运动的电荷所产生的场,其方向与电荷运动方向垂直。
二、电场1、电场的由来电场是由带电粒子所带来的,当一个电荷放在空间中时,它会在周围产生一个电场。
这个电场会影响空间中其他电荷的运动,使其受到电场力的作用。
根据电场的定义,电荷不需要紧贴着物体才能发生作用,而是在整个空间中辐射出去。
2、电场的描述电场的强度用电场强度矢量E来表示,其大小为电场对电荷单位的力,方向则为电荷所受力的方向。
因此,电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向。
3、电场的测量电场的强度是通过电荷在电场中所受的力来测量的,其公式为:F = qE。
其中,F为电荷受到的力,q为电荷大小,E为电场强度。
三、磁场1、磁场的由来磁场是由运动电荷所产生的,当电荷在运动时,它会在周围产生一个磁场。
这个磁场会影响电荷运动方向,使其受到磁场力的作用。
2、磁场的描述磁场的强度用磁感应强度矢量B来表示,其大小为磁场对电流单位的力,方向则为电流所受力的方向。
因此,磁感应强度的方向总是垂直于电流方向和磁场方向之间的平面。
3、磁场的测量磁场的强度是通过电流在磁场中所受的力来测量的,其公式为:F = BI × L。
其中,F为电流受到的力,B为磁感应强度,I为电流大小,L为电流和磁场的夹角。
四、场的应用场在电磁学中有很多应用,包括:1、电场的应用- 对于带电导体,电场可以影响其内部电荷的分布,使其形成稳定的电势差分布,从而生成电流;- 在高电压下,电场会导致电晕放电和击穿现象,对电气设备的设计和测试有重要影响;- 电场对物质的极化和分子运动具有影响,如静电吸附等。
【高中物理】高中物理电磁学中“路”的解题指导一、大纲解读本专题包含的内容有直流电路、交流电路的分析以及电磁感应现象与电路的综合应用等,涉及的考点较多,考纲对这一部分的要求,除了电阻率与温度的关系和电阻、半导体及其应用,超导及其应用、电感和电容对交变电流的作用、电能的输送,这几部分知识点为I级要求,《大纲》中定为Ⅱ级要求的知识点有:电流、欧姆定律、电阻和电阻定律;电阻的串联、并联,串联电路的分压作用,并联电路的分流作用;电功和电功率,串联、并联电路的功率分配;交流发电机及其产生正弦式电流的原理,正弦式电流的图象和三角函数表达式,最大值与有效值,周期与频率;变压器的原理,电压比和电流比.直流电路的分析与计算是高考的热点,可以结合实验的分析进行考查,重点考查欧姆定律的应用及功率的求解.交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合,在近几年的高考中考查的频度较高,重点考查交流电有效值、变压器的有关知识.电磁感应中的电路问题是综合性较强的高考热点之一,该内容一般综合法拉第电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等多个知识点,还可以结合图象进行考查,解答过程中对考生的综合应用能力要求较高.二、重点剖析电路这一部分以部分电路欧姆定律为中心,包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热),三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律),以及若干基本规律(串、并联电路特点等);其二是以闭合电路欧姆定律为中心,讨论电动势的概念,闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化;其三,对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比较,即恒定电流电路、变压器电路、远距离输电电路,比较这些电路哪些是基本不变量,哪些是变化量,变化的量是如何受到不变量的制约的,其能量是如何变化的。
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