高二物理选修2-1知识点
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高二物理选修二重要知识点1.高二物理选修二重要知识点篇一功1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。
(功=力×距离)3.功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。
(1焦=1牛·米).4.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
5.斜面:FL=Gh斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。
(螺丝、盘山公路也是斜面)6.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式:P有/W=η7.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
计算公式:单位:P→瓦特;W→焦;t→秒。
(1瓦=1焦/秒。
1千瓦=1000瓦) 2.高二物理选修二重要知识点篇二摩擦力(1)产生的条件:①相互接触的`物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可(2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反(3)判断静摩擦力方向的方法:①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同、然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向(4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解①滑动摩擦力大小:利用公式f=μFN进行计算,其中FN是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关、或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与fmax之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解3.高二物理选修二重要知识点篇三电磁感应1.[感应电动势的大小计算公式]1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}3)Em=nBSω(交流发电机的感应电动势){Em:感应电动势峰值}4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH.(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作人教版物理高二选修2-1第二章第二节安培力与磁电式仪表同步训练一.选择题1.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,B值越大答案:D解析:解答:AB、由安培力公式F=BIL,得FBIL,可知,磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况及安培力大小无关,故AB错误;C、当通电导线与磁场平行放置时,没有安培力,但不能肯定此处没有磁感应强度,故C错误;D、磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,故D正确,故选:D分析:磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度.比值与磁场力及电流元均无关.电流元所受磁场力是由左手定则来确定,并根据磁感线的疏密来表示磁场的强弱2.在国际单位制中,磁感应强度的单位是()A.伏特B.特斯拉C.牛顿D.安培答案:B解析:解答:A、伏特是电压的单位,故A错误;B、特斯拉是磁感应强度的单位,故B正确.C、牛顿是力的国际主单位,故C错误.D、安培是电流的单位,故D错误.故选:B.分析:对基本的物理量要掌握住物理量的单位和基本的物理公式,由此即可分析得出本题.3.用⊙表示通电直导线,电流方向垂直纸面向外,用带箭头的线段或曲线表示磁感线.下列图中,能正确反映通电直导线在其周围产生磁场的磁感线是()A.B.C.D.答案:C解析:解答:AB、通电直导线产生的磁场方向根据安培定则判断,可知,AB磁场应该是以导线为圆心的同心圆,故AB错误.C、根据安培定则,拇指指向电流方向,则四指指向,即为磁感线针方向,故C正确,D错误.故选:C.分析:通电直导线产生的磁场方向根据安培定则判断.右手握住导线,拇指指向电流方向,四指指向磁感线环绕方向来判断.4.一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图.通电导线所受安培力的方向是()A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下答案:D解析:解答:根据图示磁场与电流方向,由左手定则可得,安培力方向竖直向下,故ABC错误,D正确;故选D.分析:已知磁场方向与电流方向,由左手定则可以判断出安培力的方向.5.如图所示,一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上,并与金属导轨组成闭合回路.当回路中通有电流I时,导体棒会受到安培力作用.如要使安培力增大,则以下方法正确的为()A.增大磁感应强度B.使磁感应强度反向C.使电流强度反向D.减小电流强度答案:A解析:解答:由安培力的公式F=BIL可得,增大磁感应强度或增大电流强度均可实现安培力增大.故选:A分析:通电导线在磁场中的受到安培力作用,由公式F=BIL可以安培力大小,由此来判断增大安培力的方法6.一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图所示.通电导线所受安培力的方向是()A.竖直向下B.水平向右C.竖直向上D.水平向左答案:A解析:解答:由左手定则可知,电流水平向右,而磁场向外,则安培力一定竖直向下,故A正确;故选:A分析:由左手定则可分析通电导线所受安培力的方向7.如图所示,金属棒MN两端用等长的细软导线连接后水平地悬挂.MN处在向里的水平匀强磁场中,棒中通有由M流向N的电流,此时悬线受金属棒的拉力作用.为了使悬线中的拉力减小,可采取的措施有()A.使磁场反向B.使电流反向C.增大电流强度D.减小磁感应强度答案:C解析:解答:棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有从M流向N的电流,根据左手定则可知,棒所受安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力减小,则安培力必须增加,由安培力公式F=BIL知,可以适当增加电流强度,或增大磁场,若使电流或磁场反向,安培力方向竖直向下,悬线的拉力将增大.故C正确,ABD错误.故选:C.分析:通电导线在磁场中的受到安培力作用,由公式F=BIL求出安培力大小,由左手定则来确定安培力的方向.由平衡条件和安培力知识分析即可.8.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.1m,导线中的电流I=2A.该导线所受安培力的大小为()A.0.02N B.0.03N C.0.04N D.0.05N答案:C解析:解答:导线所受的安培力为:F=BIL=0.2×2×0.1N=0.04N.故选:C.分析:根据导线的长度、电流的大小和磁感应强度的大小,结合F=BIL求出安培力的大小.9.将通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若仅将导线中的电流增大为原来的3倍,则导线受到的安培力的大小()A.减小为原来的13B.保持不变C.增大为原来的3倍D.增大为原来的9倍答案:C解析:解答:根据F=BIL得,电力增大为原来的3倍,则安培力增大为原来的3倍.故C正确,A、B、D错误.故选:C分析:电流与磁场垂直时,F=BIL,根据该公式判断安培力大小的变化10.如图所示的匀强磁场,磁感应强度为0.1T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度为0.1m,导线中电流为1A.该导线所受安培力的大小为()A.0.01 N B.0.02 N C.0.03 N D.0.04 N答案:A解析:解答:电流的方向与磁场垂直,则安培力F=BIL=0.1×1×0.1N=0.01N.故选:A.分析:根据导线的长度、电流的大小、磁感应强度的大小,结合安培力公式求出安培力的大小.11.如图所示,a、b、c为纸面内等边三角形的三个顶点,在a、b两顶点处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直于纸面向里,则c点的磁感应强度B的方向为()A.与ab边平行,向上B.与ab边平行,向下C.与ab边垂直,向右D.与ab边垂直,向左答案:B解析:解答:根据右手螺旋定则,a电流产生的磁场垂直于ac,b电流产生的磁场垂直于bc,如图,根据平行四边形定则,则合场强的方向竖直向下,与ab边平行.故B正确,A、C、D错误.故选:B.分析:根据右手螺旋定则判断出直导线在C点的磁场方向,根据平行四边形定则,对磁感应强度进行合成,得出C点的合场强的方向.12.如图所示,真空中两点电荷+q和﹣q以相同角速度ω在水平面内绕O点顺时针转动,O点离+q较近,试判断O点的磁感应强度方向()A.方向垂直于纸面向外B.方向垂直于纸面向里C.为0 D.无法确定答案:B解析:解答:点电荷的定向移动,形成电流,根据正电荷的定向移动方向即为电流的方向,由右手螺旋定则可知,正电荷在O点的磁场方向为垂直于纸面向里,而负电荷在O点的磁场方向为向外,由于正电荷距离O点半径近,所以运动时在O点产生的磁场强,根据矢量叠加原理,则合磁场的方向为垂直于纸面向里,故B正确,ACD错误;故选:B分析:点电荷的定向移动形成电流,根据右手螺旋定则可确定磁场方向,由矢量叠加来确定磁场的方向.13.已知长直通电导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到导线的距离成反比.4根电流相同的长直通电导线a、b、c、d平行放置,它们的横截面的连线构成一个正方形,O为正方形中心,a、b、c中电流方向垂直纸面向里,d中电流方向垂直纸面向外,则关于a、b、c、d长直通电导线在O点产生的合磁场的磁感应强度B()A.大小为零B.大小不为零,方向由O指向aC.大小不为零,方向由O指向c D.大小不为零,方向由O指向d答案:B解析:解答:I a=I c=I d=I b,则根据矢量的合成法则,可知,a、c两棒产生的磁场为零,则由b、d 两棒产生的磁场方向,由右手螺旋定则可知,O指向a;故选:B.分析:根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比,得出各电流在O点所产生的B的大小关系,由安培定则确定出方向,再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大约方和向.14.关于磁感线,下列说法中正确的是()A.磁感线是实际存在于磁场中的线B.磁感线是一条条不闭合的曲线C.磁感线有可能出现相交的情况D.磁感线上任意一点的切线方向,都跟该点的磁场方向一致答案:D解析:解答:A、磁感线是为了描述磁场而引入的,它并不客观存在,故A错误.B、在磁体的内部,磁感线从磁体的S出发回到N极;而外部则是从磁体的N极出发回到S 极,构成闭合曲线,故B错误;C、若两条磁感线可以相交,则交点处就可以做出两个磁感线的方向,即该点磁场方向就会有两个,这与理论相矛盾,因此磁感线不能相交,故C错误.D、磁感线上任意一点的切线方向,都跟该点的磁场方向一致;故D正确;故选:D.分析:磁体的周围存在着看不见,摸不着但又客观存在的磁场,为了描述磁场,在实验的基础上,利用建模的方法想象出来的磁感线,磁感线并不客观存在.掌握磁感线的特点:不中断,不相交,但是闭合曲线.15.有a、b、c、d四个小磁针,分别放置在通电螺线管的附近和内部,如图所示,其中指向正确的小磁针是()A.a B.b C.c D.d解析:解答:根据右手螺旋定则,知b、c、d所处的磁场方向是从左向右,a点所处的磁场方向从右向左,小磁针静止时N极的指向为磁场的方向.由图结合磁场的方向可知,故A正确,B、C、D错误.故选:A.分析:根据右手螺旋定则判断出螺线管周围的磁场方向,小磁针静止时N极的指向为磁场的方向.二.填空题16.如图所示,一根质量为m的金属棒AC用长短相同的软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,通入A到C方向的电流时,AC受到的安培力方向向(选填“上”、“下”、“左”、“右”),若改变电流的方向,悬线受到的张力将(选填“变大”、“变小”或“不变”),若同时改变电流方向和磁场方向,金属棒受到的安培力方向(选填“改变”或“不变”)答案:上|变大|不变解析:解答:根据左手定则可知,AC受电场力方向向上;改变电流方向,安培力向下,则AC受重力和向下的拉力及绳子的拉力而处于平衡;故悬线受到的拉力变大;若同时改变电流方向和磁场方向,则由左手定则可知安培力的方向不变;故答案为:上;变大;不变.分析:根据左手定则可得出安培力的方向;若改变电流方向,则安培力反向,根据共点力的平衡条件可分析张力变化.17.图中已经标出了磁场B的方向、通电直导中电流I的方向,在图中画出通电直导线在磁场中的受力方向.这个力是力.答案:安培力解答:根据左手定则,导体受到的安培力方向为竖直向上,故受力方向如图,这个力是安培力.故答案为:如图,安培力分析:根据左手定则判断出安培力的方向,伸开左手,使大拇指与四指方向垂直,四指方向与电流方向相同,磁场方向垂直于掌心,大拇指所指方向为安培力的方向.18.如图所示,矩形导线框ABCD 用细线悬挂,水平边AB 长L =0.3m ,线框的下部分处在有界的匀强磁场中,磁感应强度B =2T ,方向垂直线框平面向里.线框中通过的电流大小为I =5A 、方向如图所示,此时细线对线框的拉力恰好为零,则AB 边所受安培力F 的大小为 N ,方向 (选填“竖直向上”或“竖直向下”);线框的质量为 kg .答案:3|竖直向上|0.3解析:解答:AB 边受到的安培力为:F=BIL =2×5×0.3=3N ;由左手定则可知AB 边受安培力方向向上;细线对线框的拉力恰好为零,线框受重力和安培力平衡,则有:F=mg解得:30.310F m kg g ===; 故答案为:3,竖直向上,0.3.分析:由安培力公式F=BIL 可求出安培力的大小;由左手定则判断安培力的方向;对线框受力分析,由共点力的平衡条件可求得线框的重力,即可求出质量.19.如图,在匀强磁场中,单位长度质量为m 0的“U 型”金属导线可绕水平轴OO ′转动,ab 边长为L 1,bc 边长为L 2.若导线中通以沿abcd 方向的电流I ,导线保持静止并与竖直方向夹角为θ,则磁场的磁感应强度至少为 ,此时方向为 .答案:0122sin (L L )m g IL θ+|沿ba 方向向上 解析:解答:对U 型金属导线受力分析,受重力、安培力和拉力,金属导线的ab 部分、bc 部分和cd 部分分别产生相对OO′顺时针方向的力矩,而bc 边受到的安培力产生逆时针方向的力矩,当安培力的方向垂直于ab 边向上时,安培力最小,磁感应强度最小,由力矩平衡可得: 011021112sin sin 2A m L g L m L gL F L θθ+=故磁感应强度为:0122sin (L L )m g B IL θ+= 安培力的方向垂直于ab 边向上,由左手定则可知,磁感应强度的方向沿ba 向上. 故答案为:0122sin (L L )m g IL θ+,沿ba 方向向上 分析:U 型金属导线的ab 部分、bc 部分和cd 部分分别产生相对OO′顺时针方向的力矩,而bc 边受到的安培力产生逆时针方向的力矩,由力矩平衡即可求出磁感应强度,由左手定则判断出磁场的方向.20.如图所示,质量为m =0.3kg 、边长为d =10cm 的均质等边三角形导线框ABC ,在A 处用细线竖直悬挂于长度为L =30cm 的轻杆的左端,轻杆的右端通过弹簧连接在地面上,离杆左端10cm 处有一固定的转轴O .现垂直于ABC 施加一个水平向里的匀强磁场,磁感应强度B=10﹣2T.在导线框中通以逆时针方向、大小为I=1A的电流,轻杆处于水平状态,则此时AB边所受安培力的大小为N,弹簧对杆的拉力为N.答案:0.001|1.5解析:解答:ab边所示安培力大小F=BId=0.01×1×0.1N=0.001N,由左手定则可知,安培力的方向竖直向上;由于导线框闭合,所受安培力为零,因此导线框对杠杆的拉力等于其重力mg,由力矩平衡条件可得:1233mg L F L⨯=⨯,则细线对杆的拉力0.3101.522mgF N N⨯===;故答案为:0.001,1.5分析:由安培力公式求出安培力大小,由左手定则判断出安培力的方向;对导线框进行受力分析,然后由力矩平衡条件求出细线拉力的大小21.在匀强磁场中,有一段5cm的导线和磁场垂直.当导线通过的电流是1A时,受磁场的作用力是0.1N,那么磁感应强度B=T;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B=T;如果把该通电导体拿走,那么该处磁感应强度B=T.答案:2|2|2解析:解答:根据磁感应强度的定义式,有:FBIL=,由此可知该处的磁感应强度为2T,这与导线的放置、长短、电流大小等因素无关,即该处的磁感应强度有磁场本身决定.则导线长度增大为原来的3倍,磁感应强度不变,仍为2T;通电导体拿走后,磁感应强度也为2T;故答案为:2;2;2.分析:磁场与导线垂直,根据安培力的公式F=BIL,求磁感应强度B,注意公式FBIL =是采用比值法定义的,磁场中某点磁感应强度的大小与F,I l等因素无关,是由磁场本身决定的.三.解答题22.如图所示,有一匀强磁场,磁感应强度B=2T,有一段长L=2m的导线垂直磁场方向放置,当导线中通以I=0.5A的水平向右的电流时,(1)判断导线所受安培力的方向是垂直导线向上还是向下;答案:(1)安培力的方向垂直导线向上;(2)求导线所受到的安培力F的大小.答案:(2)导线所受的安培力大小F=BIL=2×0.5×2N=2N,导线所受的安培力为2N解析:解答:(1)根据左手定则知,安培力的方向垂直导线向上.(2)导线所受的安培力大小F=BIL=2×0.5×2N=2N.答:(1)安培力的方向垂直导线向上.(2)导线所受的安培力为2N.分析:根据左手定则判断安培力的方向,结合安培力的大小公式求出导线所受的安培力的大小.23.如图,金属导轨水平放置,导轨间的距离为L,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面成θ角.金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源.现把一根金属杆ab放在金属导轨上,金属杆静止.金属杆ab质量为m,长为L,电阻为R,求:(1)通过金属杆ab的电流;答案:通过金属杆ab的电流为ER r +;(2)棒ab受到的摩擦力,及棒ab对导轨的压力.答案:棒ab受到的摩擦力为sinEBLR rθ+,及棒ab对导轨的压力为sinEBLmgR rθ++解析:解答:(1)导体不动,电路中只有电源和导体有电阻,所以有:EIR r=+(2)金属杆ab静止,合外力为零,则:安培力为:F=BIL摩擦力为:f=Fsinθ得:sinEBLfR rθ=+支持力为:N=mg+Fcosθ得:sinEBLN mgR rθ=++由牛顿第三定律得棒ab对导轨的压力为:sinEBLN mgR rθ'=++答:(1)通过金属杆ab的电流为ER r+;(2)棒ab受到的摩擦力为sinEBLR rθ+,及棒ab对导轨的压力为sinEBLmgR rθ++.分析:(1)根据闭合电路的欧姆定律求的电流;(2)根据共点力平衡求棒ab受到的摩擦力,及棒ab对导轨的压力.24.如图所示,在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,有一长为0.5m、电阻为1.0Ω的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动,R1=R2=2.0Ω,其他电阻不计,求流过R1的电流I1.答案:流过R1的电流为0.25A解析:解答:AB切割磁感线相当于电源,其等效电路如图所示,E AB=Blv=0.2×0.5×10 V=1 V由闭合电路欧姆定律得E IR r =+R 1、R 2并联,由并联电路电阻关系得12111R R R =+ 解得:12121.0R R R R R ==Ω+,I AB =I =0.5 A . 因为R 1=R 2,所以流过R 1的电流为10.252I I A ==. 答:流过R 1的电流为0.25A . 分析:由公式E=BLv 求出棒AB 产生的感应电动势,根据闭合电路欧姆定律求出通过AB 棒的感应电流.25.如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距L =0.4m ,上面有一金属棒PQ 垂直导轨放置,并处于竖直向上匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小B =0.5T ,与导轨相连的电源电动势E =4.5V ,内阻r =1.0Ω,电阻R =8.0Ω,其他电阻不计.闭合开关S 后,金属棒PQ 仍然静止不动.求:①闭合电路中电流的大小;②金属棒PQ 所受安培力的大小和方向;③金属棒PQ 所受的静摩擦力的大小.答案:①闭合电路中电流的大小0.5A ;②金属棒PQ 所受安培力的大小0.1N ,由左手定则判断方向安培力方向向右;③金属棒PQ 所受的静摩擦力的大小为0.1N解析: 解答:①根据闭合电路欧姆定律: 4.50.518E I A R r ===++ ②根据安培力公式:F=BIL =0.5×0.5×0.4=0.1N ,由左手定则判断安培力方向向右; ③根据平衡条件:f=F =0.1N答:①闭合电路中电流的大小0.5A ;②金属棒PQ 所受安培力的大小0.1N ,由左手定则判断方向安培力方向向右;③金属棒PQ 所受的静摩擦力的大小为0.1N .分析:根据闭合电路欧姆定律求电流的大小;根据安培力公式F=BIL求安培力大小,根据左手定则判断方向;根据平衡条件判断静摩擦力大小.。
高二物理第二册〔必修加选修〕第八章第1-2节冲量和动量;动量定理 人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:第八章 动量第一节 冲量和动量第二节 动量定理二. 知识要点理解动量概念与其物理意义,理解冲量概念与其物理意义,理解动量定理意义会用动量定理求平均冲力。
三. 重点、难点解析〔一〕冲量1. 定义:力和力的作用时间的乘积叫冲量。
定义式Ft I =2. 冲量是矢量,方向由力的方向决定,假设力是恒力如此冲量方向与力的方向一致,假设力不是恒力如此由平均力确定冲量方向。
3. 冲量的单位牛·秒 记作s N ⋅4. 冲量的物理意义:冲量是力F 在时间t 内的积累效果。
不是瞬时效果。
如汽车启动时,为了达到一样的速度,牵引力要作用一段时间。
而牵引力大小不同,作用时间也不同。
牵引力大,加速时间短,牵引力小,加速时间就要长。
冲量就是描述力在一段时间内总的“作用〞多大和方向如何。
5. 力和冲量的区别,力F 和冲量Ft 都是描述力的作用效果的物理量都是矢量。
力是描述瞬时作用大小,力大如此物体运动状态改变得快。
而冲量是力在一段时间内总的效果,不只与力的大小有关还与作用时间有关。
较大的力作用较短的时间,与较小的力作用较长的时间起的作用是一样的,使物体运动状态改变多少是一样的。
冲量是过程量。
6. 冲量的计算 Ft I =只适合于恒力计算冲量其中F 是几个力的合力,即有几个力同时作用。
++==t F t F t F I 21合假设几个力作用时间不等n n t F t F t F I +++= 2211〔二〕动量1. 定义:物体的质量与速度的乘积叫动量定义式mv P =式中v 取地球作参考系2. 动量是矢量,方向与瞬时速度v 方向一样。
3. 动量单位:千克·米/秒记作s m kg /⋅4. 物理意义:速度是状态量,速度与质量乘积也是状态量。
一样动量的物体不管速度大小,质量大小,抑制一样阻力运动的时间一样,即它们具有的做机械运动的本领是一样的。
高二物理知识点笔记选修二(实用版)编制人:______审核人:______审批人:______编制单位:______编制时间:__年__月__日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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人教版物理高二选修2-1 2.3洛伦兹力和显像管同步练习一、单项选择题1.(2分)一个不计重力的带负电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹为()A.圆弧a B.直线bC.圆弧c D.a、b、c都有可能2.(2分)如图四幅图表示了磁感应强度B、电荷速度v和洛伦兹力F三者方向之间的关系,其中正确的是()A.B.C.D.3.(2分)如图所示,甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子,以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,半圆轨迹如图中虚线所示.不计重力空气阻力,则下列说法中正确的是()A.甲带负电荷,乙带正电荷B.洛伦兹力对甲乙不做正功C.甲的速率大于乙的速率D.甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间4.(2分)有两个材质不同半径相同的小球A和B,A球为铜质的,B球为玻璃材质的,两球从水平匀强磁场上方同一高度同时由静止释放,不计空气阻力,则下列说法正确地是()A.A球通过磁场所用时间比B球所用时间短B.B球通过磁场所用时间比A球所用时间短C.A球和B球通过磁场所用时间相同D.不能比较A球和B球通过磁场所用时间的长短5.(2分)如图所示,带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够达到的最大高度为h1;若加上水平方向的匀强磁场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h2;若加上水平方向的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h3,若加上竖直向上的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h4,如图所示.不计空气,则下列说法正确的是()A.一定有h1=h3B.一定有h1<h4C.一定有h2=h4D.一定有h1=h26.(2分)如图所示匀强磁场水平向右,电子在磁场中的运动方向平行,则该电子()A.受洛仑磁力,方向向下B.受洛仑磁力,方向向上C.不受洛仑磁力D.受洛仑磁力,方向向左7.(2分)如图所示,带负电的离子束沿图中虚线及箭头方向通过蹄形磁铁磁极间时,它的偏转方向为()A.向上B.向下C.向N极D.向S极8.(2分)匀强磁场的方向垂直纸面向外,一带负电的粒子沿纸面在磁场内运动,速度方向如图所示,此时粒子所受洛伦兹力的方向是()A.沿纸面向上B.沿纸面向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外9.(2分)有关洛仑兹力和安培力的描述,正确的是()A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行10.(2分)关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中不一定受电场力作用C.正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直二、多项选择题11.(2分)在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的有()A.只要粒子的速度大小相同,带电量相同,粒子所受洛伦兹力大小就相同B.洛伦兹力只改变带电粒子的运动轨迹C.洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功D.洛伦兹力始终与速度垂直,所以粒子在运动过程中的动能、速度保持不变12.(2分)下列表述正确的是()A.洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律B.焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.物体先对地面产生压力,然后地面才对物体产生支持力13.(2分)在如图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是()A.B.C.D.14.(2分)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,以下判断正确的是()A.此空间一定不存在磁场B.此空间一定不存在电场C.此空间可能存在均匀变化磁场D.此空间可能有相互正交的匀强磁场和匀强电场15.(2分)有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中,正确的是()A.电荷在磁场中一定受磁场力的作用B.电荷在电场中一定受电场力的作用C.电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D.电荷若受磁场力,则受力方向与该处的磁场方向垂直三、填空题16.(4分)物理学中,把定向移动的方向规定为电流方向.磁场对为洛伦兹力,洛伦兹力的方向用定则判定(选填“左手”、“右手”).17.(2分)如图,MN为铝质薄平板,铝板处在与板面垂直的匀强磁场中(未画出).一重力不计的带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.则带电粒子穿过铝板前后动能之比.18.(6分)磁场对运动电荷的作用力称为,当电荷的运动方向与磁场方向垂直时磁场对电荷的作用力最大,其大小为,当电荷的运动方向与磁场方向平行时,磁场对电荷的作用力等于.19.(2分)有一带电粒子以v=5m/s的速度垂直磁场方向飞入一磁感应强度为B=0.5T的磁场,已知带电粒子的电荷量q=4×10﹣4C.则带电粒子受到的洛伦兹力大小为N.20.(2分)电荷所受的洛伦兹力方向不一定与磁场方向垂直.(判断对错)21.(4分)电子以速度v垂直进入匀强磁场,磁场方向如图所示,此时所受洛仑兹力的方向(填向上或向下).若将电子换为质子,此时所受洛仑兹力的方向(填向上或向下).四、解答题22.(10分)对于同一物理问题,常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质,一段横截面积为s,长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,电子量为e,该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v.(1)(5分)证明导线中的电流I=nevs(2)(5分)将该导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中,电流方向垂直于磁场方向,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,证明F安=F.23.(10分)竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径PQ在竖直线上,在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带点小球,可把它视为质点,其电荷量为10﹣4C(g取10m/s2),试求:(1)(5分)小球滑到Q处的速度为多大?(2)(5分)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球带什么电?小球的质量为多少?24.(5分)电子的速率υ=3.0×106米/秒,垂直射入B=10.0特的磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?(电子的电量e=1.6×10﹣19C).25.(5分)如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带正电的小球以速度v0沿水平光滑绝缘平面向右运动.在运动的正前方向有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场左边有边界,右边无边界.当小球在磁场中离开平面向上升高h时,速度方向变为竖直向上,求此时小球所受洛伦兹力的大小和方向.(重力加速度为g)答案解析部分1.【答案】C【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】由于粒子只受洛伦兹力,由洛伦兹力提供向心力让粒子做匀速圆周运动.因此通过左手定则可确定洛伦兹力的方向.根据粒子带负电,粒子运动的方向向上,所以等效电流的方向向下,伸开左手让磁感线穿过掌心,四指向下方向,则大拇指所指向是洛伦兹力的方向.所以是圆弧c.故选:C.【分析】一不计重力的带负电荷的粒子,当垂直进入磁场时,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.【答案】B【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、根据左手定则,洛伦兹力方向竖直向下.故A错误.B、根据左手定则,洛伦兹力方向竖直向上.故B正确.C、根据左手定则,洛伦兹力方向垂直纸面向外.故C错误.D、电荷的运动方向与磁场方向平行,电荷不受洛伦兹力.故D错误.故选:B.【分析】伸开左手,让大拇指与四指方向垂直,并且在同一个平面内,磁感线通过掌心,四指方向与正电荷运动方向相同,大拇指所指的方向为洛伦兹力方向.3.【答案】C【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】解答:A、在P点,速度向下,磁场向外,甲受向左的洛伦兹力,根据左手定则,甲带正电荷;同理,在P点,乙受向右的洛伦兹力,速度向下,磁场向外,根据左手定则,乙带负电荷;故A错误;B、根据左手定则,洛伦兹力与速度垂直,故洛伦兹力永不做功,故B错误;C、粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有:,故,由于q、m、B均相同,甲的轨道半径大,说明甲的速度也大,故C正确;D、周期,由于,故;由于q、m、B均相同,故时间相等,故D错误;故选:C.分析:本题关键是明确粒子垂直射入匀强磁场后,在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律列式分析轨道半径和公转周期,根据左手定则判断洛伦兹力方向4.【答案】B【知识点】安培力【解析】【解答】由于A是金属材料的,图进入与离开磁场时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈产生感应电流,线圈受到向上的安培力作用,线圈的加速度小于重力加速度,线圈比做自由落体运动时的运动时间变长,落地时间变长;但B是玻璃的,在其穿过磁场过程中不会有感应电流,故B做自由落体运动,因此B先通过磁场,故B正确,ACD错误.故选:B.【分析】穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈产生感应电流,线圈受到安培力作用,线圈的机械能转化为电能,最终转化为内能,线圈机械能减小,据此分析答题.5.【答案】A【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】解答:第1个图:由竖直上抛运动的最大高度公式得:.第3个图:当加上电场时,由运动的分解可知,在竖直方向上有:v02=2gh3,所以h1=h3.故A正确;而第2个图:洛伦兹力改变速度的方向,当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有水平速度,设此时的球的动能为E k,则由能量守恒得:,又由于所以h1>h2,故D错误.第4个图:因电性不知,则电场力方向不清,则高度可能高度h1,也可能小于h1,故B错误,C错误;故选:A.分析:当小球只受到重力的作用的时候,球做的是竖直上抛运动;当小球在磁场中运动到最高点时,由于洛伦兹力的作用,会改变速度的方向,所以到达最高点是小球的速度的大小不为零;当加上电场时,电场力在水平方向,只影响小球在水平方向的运动,不影响竖直方向的运动的情况,而第4个电场力影响加速度,从而影响高度.6.【答案】C【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】粒子运动的方向与磁场方向平行,该粒子不受磁场的作用,故以原来的速度做匀速直线运动,故C正确、ABD错误.故选:C【分析】当带电粒子的运动方向与磁场平行时,不受洛伦兹力,做匀速直线运动.7.【答案】B【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】由图可知,磁场方向从N极指向S极,根据左手定则可知,让四指指向与正电荷运动方向相同,让磁感线穿过手心,根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向,由此可知负电的离子束所受的洛伦兹力的方向向下,故B正确,ACD错误.故选:B.【分析】带电粒子在磁场中运动时受到洛伦兹力方向根据左手定则判断,由磁感线方向确定手心方向,由电荷运动方向确定四指指向,由大拇指指向来判断洛伦兹力的方向.8.【答案】A【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】粒子带负电,在垂直于纸面向外的磁场中向右移动,根据左手定则,此时粒子所受洛伦兹力的方向向上;故选:A【分析】根据左手定则判断洛伦兹力的方向,得到粒子的偏转方向.9.【答案】B【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、通电导线方向与磁场方向不在一条直线上时,才受到安培力作用,当二者平行时,安培力为零,故A错误;B、磁场对电流的作用力通常称为安培力,安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力,故B正确;C、洛伦兹力的方向与速度方向垂直,洛伦兹力不做功.故C错误.D、根据左手定则知,安培力的方向与磁场方向垂直.故D错误故选:B【分析】正确解答本题需要掌握:洛仑兹力和安培力的产生条件、方向的判断等知识,要明确通电导线与运动电荷在磁场中不一定有力的作用,电流方向或电荷运动方向与磁场平行时,没有磁场力作用.10.【答案】C【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、当电荷静止或电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷不受洛伦兹力作用,故A 错误;B、电荷在电场中一定受电场力作用,故B错误;C、正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致,故C正确;D、电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直,故D错误;故选C.【分析】运动电荷速度方向与磁场方向不平行时,受到洛伦兹力作用,电荷静止或运动电荷速度方向与磁场方向平行时,电荷不受磁场力;电荷在电场中一定受到电场力作用,正电荷受力方向与电场方向一致;洛伦兹力方向与磁场方向垂直.11.【答案】B,C【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、洛伦兹力的大小:f=qvBsinθ;粒子的速度大小相同,带电量相同,与磁场的方向之间的夹角不同时,粒子所受洛伦兹力大小不一定相同.故A错误;B、洛仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功,洛伦兹力只改变带电粒子的运动轨迹.故B正确;C、洛仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功.故C正确;D、仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功,洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向.故D错误.故选:BC【分析】洛伦兹力的大小:f=qvBsinθ;带电粒子在匀强磁场中可能做圆周运动,也可能做匀速直线运动,或匀速螺旋运动;粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,洛仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功.12.【答案】A,B【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律.故A正确;B、焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律.故B正确;C、行星在圆周轨道上保持匀速率运动,速度的大小不变,方向不断变化,是由于万有引力恰好提供向心力的原因,与惯性无关.故C错误;D、作用力与反作用力总是同时产生,同时消失.物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力.故D错误.故选:AB【分析】洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律;焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律;行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是由于万有引力恰好提供向心力的原因;作用力与反作用力总是同时产生,同时消失.13.【答案】A,D【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】根据左手定则可知,让磁场垂直穿入手心,四指指向电流的方向,大拇指指向安培力的方向:AB、据左手定则可知AB图中洛伦兹力方向应该向下,故A正确,B错误;CD、据左手定则可知CD图中洛伦兹力方向应该向上,故B错误,D正确;故选:AD.【分析】已知磁场方向、带电粒子的速度方向,由左手定则可以判断出洛伦兹力的方向.14.【答案】C,D【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、电子进入磁场有两种情况,一是沿着磁感线进入磁场,此种情况下,电子不受洛伦兹力作用,电子不会偏转,选项A错误.B、如果该区域只存在电场,并且电子是沿着电场线的方向进入电场时,电子不发生偏转.选项B 错误.C、此空间可能存在均匀变化磁场,电子在该区域内即受到电场力作用,又受到洛伦兹力作用,但这两个力大小相等,方向相反时,电子运动不发生偏转.选项C正确.D、若电子在该区域内即受到电场力作用,又受到洛伦兹力作用,但这两个力大小相等,方向相反时,电子运动不发生偏转,此时电场与磁场是正交的.选项D正确.故选:CD.【分析】通过对电子的运动分析可知,电子在该区域可能不受力的作用,有两种情况,一是电场和磁场都不存在,二是只存在磁场,但是电子的初速度方向与磁场的方向在同一条直线上;可能只受电场力作用,电子的初速度与电场力的方向在通一条直线上;可能既受电场力又受洛伦兹力作用,但是二力为一对平衡力.15.【答案】B,D【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】A、当电荷的运动方向与磁场方向平行,则电荷不受洛伦兹力,故A错误.B、电荷在电场中一定受到电场力作用,故B正确.C、正电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相反.故C错误.D、根据左手定则知,电荷若受洛伦兹力,则受洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直.故D正确.故选:BD.【分析】电荷在电场中一定受到电场力作用,在磁场中不一定受到洛伦兹力作用.规定正电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相反.根据左手定则判断洛伦兹力方向与磁场方向的关系.16.【答案】正电荷;左手【知识点】洛伦兹力【解析】【解答】物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流方向;左手定则:张开左手,使四指与大拇指在同一平面内,大拇指与四指垂直,把左手放入磁场中,让磁感线穿过手心,四指与电流(正电荷运动的)方向相同,大拇指所指的方向是安培力(洛伦兹力)的方向.故答案为:正电荷,左手【分析】物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流方向;根据左手定则的内容分析答题.左手定则既可以判定安培力的方向,又可以判定洛伦兹力的方向.17.【答案】4:1【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】设粒子在铝板上、下方的轨道半径分别为r1、r2,速度分别为v1、v2.由题意可知,粒子轨道半径:r1=2r2,①由粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:,所以:②由①②得:v1=2v2由:所以:E1:E2=4:1故答案为:4:1【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律求出速度,然后再求出动能之比.18.【答案】洛伦兹力;qvB;0【知识点】磁感应强度;洛伦兹力【解析】【解答】洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力,磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力;洛伦兹力的大小的计算公式:F=qvB sinθ,其中θ是B与v的夹角.若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB,则电荷的运动方向与磁场方向应垂直.当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时,洛伦兹力大小等于0.故答案为:洛伦兹力,qvB,0【分析】磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力,洛伦兹力的方向根据左手定则,;洛伦兹力的大小的计算公式:F=qvBsinθ,其中θ是B与v的夹角.19.【答案】1.0×10﹣3【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】速度垂直磁场方向飞入一磁感应强度为B=0.5T的磁场,根据F=qvB得,F=0.5×4×10﹣4×5N=1.0×10﹣3N.故答案为:1.0×10﹣3.【分析】根据垂直磁场方向飞入,则洛伦兹力的大小公式F=qvB求出洛伦兹力的大小,从而即可求解.20.【答案】错误【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】根据左手定则,洛伦兹力方向垂直于电荷运动方向与磁场方向构成的平面,即洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直;故答案为:错误.【分析】电荷的定向移动叫做电流,根据左手定则判断磁场力方向;左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.21.【答案】向下;向上【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】根据左手定则,四指与正电荷的运动方向相同,与负电荷的运动方向相反,知若是电子则洛伦兹力方向向下,若是质子则洛伦兹力方向向上.故答案为:向下;向上.【分析】判断洛伦兹力的方向用左手定则判断,伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷的运动方向,这时拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向.22.【答案】(1)导体中电流大小:t时内电子运动的长度为vt,则其体积为svt,通过导体某一截面的自由电子数为:N=nSvt该时间内通过导体该截面的电量:q=nSvte联立可得:I=nesv(2)安培力:F安=BIL=BnesvL导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为:F=NF洛=NqvB=nSvtqvB=BnesvL故F=F安【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】(1)导体中电流大小:t时内电子运动的长度为vt,则其体积为svt,通过导体某一截面的自由电子数为:N=nSvt该时间内通过导体该截面的电量:q=nSvte联立可得:I=nesv(2)安培力:F安=BIL=BnesvL导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为:F=NF洛=NqvB=nSvtqvB=BnesvL故F=F安答:(1)证明如上;(2)证明如上.【分析】(1)取一时间段t,求得相应移动长度l=vt,体积为为svt.总电量为nesvt,再除以时间,求得表达式.(2)安培力是洛伦兹力的宏观表现,求解出安培力和洛伦兹力即可.23.【答案】(1)从P→Q,根据机械能守恒定律得:得(2)小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,则由洛伦兹力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得代入解得,m=1.2×10﹣5kg【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】解答:(1)从P→Q,根据机械能守恒定律得:得(2)小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,则由洛伦兹力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得代入解得,m=1.2×10﹣5kg答:(1)小球滑到Q处的速度为6m/s.(2)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球的质量为1.2×10﹣5kg.分析:(1)小球从管口P滑到Q的过程中,洛伦兹力和轨道的弹力不做功,只有重力做功,根据机械能守恒定律求小球滑到Q处的速度;(2)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,由洛伦兹力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求小球的质量.24.【答案】由于电子垂直于磁场的方向进入磁场时,电子受到的洛伦兹力的大小:f=evB=1.6×10﹣19×3.0×106×10N=4.8×10﹣12N.答:电子受到的洛伦兹力是4.8×10﹣12N.【知识点】磁感应强度;安培力;洛伦兹力【解析】【解答】由于电子垂直于磁场的方向进入磁场时,电子受到的洛伦兹力的大小:f=evB=1.6×10﹣19×3.0×106×10N=4.8×10﹣12N.答:电子受到的洛伦兹力是4.8×10﹣12N.【分析】当带电粒子垂直于磁场的方向进入磁场时,粒子受到的洛伦兹力的大小:f=qvB.25.【答案】当小球在磁场中离开平面向上升高h时,速度方向变为竖直向上,根据左手定则,洛伦。
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第八章电场一、三种产生电荷的方式:1、摩擦起电:(1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;(3)实质:电子从一物体转移到另一物体;2、接触起电:(1)实质:电荷从一物体移到另一物体;(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;(3)、电荷的中和:等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和;3、感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;(1)电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;(2)实质:使导体的电荷从一部分移到另一部分;(3)感应起电时,导体离电荷近的一端带异种电荷,远端带同种电荷;4、电荷的基本性质:能吸引轻小物体;二、电荷守恒定律:电荷既不能被创生,亦不能被消失,它只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。
三、元电荷:一个电子所带的电荷叫元电荷,用e表示。
1、e=1.6×10-19c; 2、一个质子所带电荷亦等于元电荷;3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍;四、库仑定律:真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
电荷间的这种力叫库仑力,1、计算公式:F =kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N.m2/kg2) 2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计)3、库仑力不是万有引力;五、电场:电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。
1、只要有电荷存在,在电荷周围就一定存在电场;2、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用;这种力叫电场力;3、电场、磁场、重力场都是一种物质六、电场强度:放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度;1、定义式:E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷;2、电场强度是矢量,电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反)3、该公式适用于一切电场;4、点电荷的电场强度公式:E=kQ/r2七、电场的叠加:在空间若有几个点电荷同时存在,则空间某点的电场强度,为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和;解题方法:分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段,用平行四边形定则求出合场强;八、电场线:电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。
1、电场线不是客观存在的线;2、电场线的形状:电场线起于正电荷终于负电荷;G:\用锯木屑观测电场线.DAT (1)只有一个正电荷:电场线起于正电荷终于无穷远;(2)只有一个负电荷:起于无穷远,终于负电荷;(3)既有正电荷又有负电荷:起于正电荷终于负电荷;3、电场线的作用:1、表示电场的强弱:电场线密则电场强(电场强度大);电场线疏则电场弱电场强度小);2、表示电场强度的方向:电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向;4、电场线的特点:1、电场线不是封闭曲线;2、同一电场中的电场线不向交;九、匀强电场:电场强度的大小、方向处处相同的电场;匀强电场的电场线平行、且分布均匀;1、匀强电场的电场线是一簇等间距的平行线;2、平行板电容器间的电是匀强电场;场十、电势差:电荷在电场中由一点移到另一点时,电场力所作的功WAB与电荷量q的比值叫电势差,又名电压。
1、定义式:UAB=WAB/q;2、电场力作的功与路径无关;3、电势差又命电压,国际单位是伏特;十一、电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点(零势点)时电场力作的功;1、电势具有相对性,和零势面的选择有关;2、电势是标量,单位是伏特V;3、电势差和电势间的关系:UA B= φA -φB;4、电势沿电场线的方向降低;时,电场力要作功,则两点电势差不为零,就不是等势面;4、相同电荷在同一等势面的任意位置,电势能相同;原因:电荷从一点移到另一点时,电场力不作功,所以电势能不变;5、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方;6、等势面的画法:相临等势面间的距离相等;十二、电场强度和电势差间的关系:在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。
1、数学表达式:U=Ed;2、该公式的使适用条件是,仅仅适用于匀强电场;3、d 是两等势面间的垂直距离;十三、电容器:储存电荷(电场能)的装置。
1、结构:由两个彼此绝缘的金属导体组成;2、最常见的电容器:平行板电容器;十四、电容:电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值;用“C”来表示。
1、定义式:C=Q/U;2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量;3、国际单位:法拉简称:法,用F表示4、电容器的电容是电容器的属性,与Q、U无关;十五、平行板电容器的决定式:C=εs/4πkd;(其中d为两极板间的垂直距离,又称板间距;k是静电力常数,k=9.0×10 9N.m2/c2;ε是电介质的介电常数,空气的介电常数最小;s表示两极板间的正对面积;)1、电容器的两极板与电源相连时,两板间的电势差不变,等于电源的电压;2、当电容器未与电路相连通时电容器两板所带电荷量不变;十六、带电粒子的加速:1、条件:带电粒子运动方向和场强方向垂直,忽略重力;2、原理:动能定理:电场力做的功等于动能的变化:W=Uq=1/2mvt2-1/2mv02; 3、推论:当初速度为零时,Uq=1/ 2mvt2; 4、使带电粒子速度变大的电场又名加速电场;九章恒定电流一、电流:电荷的定向移动行成电流。
1、产生电流的条件:(1)自由电荷;(2)电场;2、电流是标量,但有方向:我们规定:正电荷定向移动的方向是电流的方向;注:在电源外部,电流从电源的正极流向负极;在电源的内部,电流从负极流向正极;3、电流的大小:通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示;(1)数学表达式:I=Q/t;(2)电流的国际单位:安培A(3)常用单位:毫安mA、微安uA;(4)1A=103mA=106uA二、欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比;1、定义式:I= U/R; 2、推论:R=U/I;3、电阻的国际单位时欧姆,用Ω表示;1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω;4、伏安特性曲线:三、闭合电路:由电源、导线、用电器、电键组成;1、电动势:电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压;用E表示;2、外电路:电源外部的电路叫外电路;外电路的电阻叫外电阻;用R表示;其两端电压叫外电压;3、内电路:电源内部的电路叫内电阻,内点路的电阻叫内电阻;用r表示;其两端电压叫内电压;如:发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路,其电阻是内电阻;4、电源的电动势等于内、外电压之和;E=U内+U外;U外=RI;E=(R+r)I四、闭合电路的欧姆定律:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比;1、数学表达式:I=E/(R+r)2、当外电路断开时,外电阻无穷大,电源电动势等于路端电压;就是电源电动势的定义;3、当外电阻为零(短路)时,因内阻很小,电流很大,会烧坏电路;五、半导体:导电能力在导体和绝缘体之间;半导体的电阻随温升越高而减小;六:导体的电阻随温度的升高而升高,当温度降低到某一值时电阻消失,成为超导;第十章磁场一、磁场:1、磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用;2、磁铁、电流都能能产生磁场;3、磁极和磁极之间,磁极和电流之间,电流和电流之间都通过磁场发生相互作用;4、磁场的方向:磁场中小磁针北极的指向就是该点磁场的方向;二、磁感线:在磁场中画一条有向的曲线,在这些曲线中每点的切线方向就是该点的磁场方向;1、磁感线是人们为了描述磁场而人为假设的线;2、磁铁的磁感线,在外部从北极到南极,内部从南极到北极;3、磁感线是封闭曲线;三、安培定则:1、通电直导线的磁感线:用右手握住通电导线,让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向;2、环形电流的磁感线:让右手弯曲的四指和环形电流方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上磁感线的方向;3、通电螺旋管的磁场:用右手握住螺旋管,让弯曲的四指方向和电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向;四、地磁场:地球本身产生的磁场;从地磁北极(地理南极)到地磁南极(地理北极);五、磁感应强度:磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
1、磁感应强度的大小:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值,叫磁感应强度。
B=F/IL 2、磁感应强度的方向就是该点磁场的方向(放在该点的小磁针北极的指向)3、磁感应强度的国际单位:特斯拉T,1T=1N/A。
m六、安培力:磁场对电流的作用力;1、大小:在匀强磁场中,当通电导线与磁场垂直时,电流所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积。
2、定义式F=BIL(适用于匀强电场、导线很短时)3、安培力的方向:左手定则:伸开左手,使大拇指根其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。
七、磁铁和电流都可产生磁场;八、磁场对电流有力的作用;九、电流和电流之间亦有力的作用;(1)同向电流产生引力;(2)异向电流产生斥力;十、分子电流假说:所有磁场都是由电流产生的;十一、磁性材料:能够被强烈磁化的物质叫磁性材料:(1)软磁材料:磁化后容易去磁的材料;例:软铁;硅钢;应用:制造电磁铁、变压器、(2)硬磁材料:磁化后不容易去磁的材料;例:碳钢、钨钢、制造:永久磁铁;十二、磁场对运动电荷的作用力,叫做洛伦兹力1、洛仑兹力的方向由左手定则判断:伸开左手让大拇指和其余四指共面且垂直,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指为正电荷运动方向(与负电荷运动方向相反)大拇指所指方向就是洛仑兹力的方向;(1)洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。
(2)洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小(3)洛伦兹力永远不做功。
2、洛伦兹力的大小(1)当v平行于B时:F=0(2)当v垂直于B时:F=qvB、电阻定律:导体两端电阻与导体长度、横截面积及材料性质有关。
R=pl/S(电阻的决定式)P只与导体材料性质有关。
R与温度有关。
2、伏安特性曲线:描述电压与电流之间的函数关系的图象。
3、二极管:单向导电性;正极与电源正极相连。
4、串联特点:①总电压等于各部分电压之和。
②电流处处相等③总电阻等于各部分电阻和④总功率等于各部分功率和5、并联特点:①总电压等于各支路电压②总电流等于各支路电流和③总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和④总功率等于各支路功率和6、伏安法:(1)限流式;(2)分压式。