电磁学期末总复习2007-12-25
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选择题答案:填空题答案:70.静电场中某点的电场强度,其大小和方向与(单位正试验电荷在该点所受的静电力相同).71.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为λ,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_______0______.72.,相距为d ,其电荷线密度分别为λ1和λ2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为.73.两个平行的“无限大”均匀带电平面, σ和+2A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为:E A =,E B =,E C =设方向向右为正).74.真空中一半径为R Q (Q S (连同电荷),如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球心处电场强度的大小E,其方向为_(由球心指向△S )__.75.一均匀带正电的导线,电荷线密度为λ,其单位长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量).76.静电场中某点的电势,其数值等于_单位正试验电荷在该点的电势能___或 _把单位正电荷由该点沿任意路_径移到零势点时电场力所作的功__.77.图中曲线表示一种轴对称性静电场的场强大小E 的分布,r 表示离对称轴的距离,这是由_半径为R 的无限长均匀带电圆柱面___产生的电场.78.真空中,有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,其圆心处的电场强度E 0= 0,电势U 0= .(选无穷远处电势为零)79.把一个均匀带有电荷+Q 的球形肥皂泡由半径r 1吹胀到r2,则半径为R (r 1<R <r 2=的球面上任一点的场强大小E 变为_0_;电势U 由选无穷远处为电势零点).80.如图所示,r 1=5 cm ,带电荷q 1=3×10-8 C ;外球面半径为r 2=20 cm , 带电荷q 2=-6×108C ,设无穷远处电势为零,则空间另一电势为零的球面半径r = 10 cm ___.81.半径为0.1 m 的孤立导体球其电势为300 V ,则离导体球中心30 cm 处的电势U = 100V (以无穷远为电势零点).82.在点电荷q 的电场中,把一个-1.0×10-9 C 的电荷,从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离 0.1 m 处,克服电场力作功1.8×10-5 J ,则该点电荷q =7102-⨯-.(真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )83.如图所示.试验电荷q , 在点电荷+Q 产生的电场中,沿半径为R 的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点电场力作功为____0____________;从d 点移到无穷远处的过程中,电场力作功为.84.图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点有一电荷R BA =.现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电功为.85.在静电场中,一质子(带电荷e =1.6×10-19 C)沿四分之一的圆弧轨道从A 点移到B 点(如图),电场力作功8.0×10-15 J .则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B 点回到A 点时,电场力作功A =-8.0×10-15 J .设A 点电势为零,则B 点电势U =-5×104V .86.一电子和一质子相距2×10-10 m (两者静止),将此两粒子分开到无穷远距离(两者仍静止)所需要的最小能量是_7.2_eV . (41επ=9×109 N ·m 2/C 2 , 质子电荷e =1.60×10-19 C, 1 eV=1.60×10-19J )的静电场中,若选取与点电荷距离为r 0的一点为电势零点,则点电荷距离为r 处的电势U = 88.如图所示,在场强为E 的均匀电场中,A 、B 两点间距离为d .AB 连线方向与E方向一致.从A 点经任意路径到B 点的场强线积分⎰⋅ABl Ed =Ed .+σ +2σABCS89.静电场中有一质子(带电荷e =1.6×10-19 ) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b 点时,电场力作功8×10-15 J .则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中,电场力作功A =-8×10-15 J ;若设a 点电势为零,则b 点电势U b =5×104V 90.真空中,一边长为a 的正方形平板上均匀分布着电荷q ;在其中垂线上距离平板d 处放一点电荷q 0如图所示.在d 与a 满足____d >>a___条件下,q 0所受的电场力可写成q 0q / (4πε0d 2).91.一电矩为p 的电偶极子在场强为E 的均匀电场中,p 与E间的夹角为α,则它所受的电场力F =0,力矩的大小M =__pEsin α__.92.d ,充电后板间电压为U .然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d /3的金属板,则板间电压变成U .93.+q 的点电荷,点电荷不与球壳内壁接触.然后使该球壳与地接触一下,再将点电荷+q 取走.此时,球壳的电荷为_-q __,电场分布的范围是_球壳外的整个空间. 94.带有电荷q 、A ,与一原先不带电、内外半径分别为rB 和r C同心放置如图.则图中P点的电场强度E A 、B 连接起来,则A 球的电势U (设无穷远处电势为零) 95.半径为R 1和R 2εr +λ和-λ,则介质中离轴线的距离为r 处的电位移矢量的大小D ,电场强度的大小 E96. 1、21的两极板间,如图所示, 则电容器2的电压U 2,电场能量W 2如何变化?(填增大,减小或不变) U 2减小,W 2减小97. 一质点带有电荷q =8.0×10-10 C ,以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动心所产生的磁感强度B =_6.67×10-7T __,该带电轨道运动的磁矩p m .(μ0=4π×10-7 H ·m -1) 98.y 正向.在原点O 处取一电流元l Id ,则该电流元在(a ,0,0)__沿Z 轴负向____. 99.如图,′两点,并在很远处与电源相连,则环中心的磁感强度为_0__.100.如图所示,有两个半径相同的均匀带电绝缘体球面,O 1为左侧球面的球心,带的是正电;O 2为右侧球面的球心,它带的是负电,两者的面电荷密度相等.当它们绕21O O 轴旋转时,两球面相切处A 点的磁感强度B A =__0___.101.一长直螺线管是由直径d = 0.2 mm 的漆包线密绕而成.当它通以I = 0.5 A 的电流时,其内部的磁感强度B =_T 310-⨯π_.(忽略绝缘层厚度)(μ0 =4π×10-7 N/A 2)102. 两根长直导线通有电流I ,图示有三种环路;在每种情况下,⎰⋅l Bd 等于:-μ0I (对环路a ).__0__(对环路b ). 2μ0I (对环路c ).103.如图所示,一半径为R ,通有电流为I 的圆形回路,位于Oxy 平面内,圆心为O .一带正电荷为q以速度v沿z 轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过O 点时,作用于圆形回路上的力为__0______带电粒子上的力为__0______.104.两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是1:2,运动轨迹半径之比是1:2.105. 如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd (磁场以边框为界).而a 、b 、c 三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a 缺口沿ad 方向射入磁场区域,若b 、c 两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比v b /v c =1:2.106.(半径为R )通有电流I中.线圈所受磁力矩的大小为,方向为_在图面中向上,Oa 0c107.有两个竖直放置彼此绝缘的圆形刚性线圈(它们的直径几乎相等),互相垂直的位置上.若给它们通以电流(如图),则它们转动的最后状态是_ 108.如图所示,在真空中有一半径为a 的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I 磁且B 与导线所在平面垂直.则该载流导线bc 所受的磁力大小. 109.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是. 110.在xy 平面内,有两根互相绝缘,(如图),则在xy111. (1) B 0_______.112.一根无限长直导线通有电流I ,在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆,且P 点处无交叉和接触,则圆心O 处的磁感强度大小为,方向为 垂直于纸面向里.113.用导线制成一半径为r =10 cm 的闭合圆形线圈,其电阻R =10 Ω,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.01 A ,B 的变化率应为d B /d t =__3.185 T /S _.114.一段导线被弯成圆心在O 点、半径为R 的三段圆弧ab 、bc 、ca ,它们构成了一个闭合回路,ab位于xOy 平面内,bc 和ca 分别位于另两个坐标面中(如图).均匀磁场B沿x 轴正方向穿过圆弧bc设磁感强度随时间的变化率为K (K >0),则闭合回路abca 中感应电动势的bc 中感应电流的方向是 由C 流向b115.半径为a 的无限长密绕螺线管,单位长度上的匝数为n ,通以交变电流i =I m sin ωt ,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为)cos(02t nI a m ωωμπ-.116.已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场)(t B,则此闭合线圈内的感应电动势.117.如图所示,aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc =L ),位于xy 平面中;磁感强度为B的匀强磁场垂直于xy 平面.当aOc 以速度v沿x 轴正向运动时,导线上a 、c 两点间电势差U ac=__θsin vBl __________;当aOc 以速度v沿y 轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较,是____a ____点电势高.118.四根辐条的金属轮子在均匀磁场B 中转动,转轴与BR ,轮子转速为n ,则轮子中心O 与轮边缘b _O _处.119.一无铁芯的长直螺线管,在保持其半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉长一些,则它的自感系数将_____减小_____.120.一自感线圈中,电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为 400 V , 则线圈的自感系数为L =0.4 H .yx ×× ×× ×xy。
电磁波与电磁场期末复习题(试题+答案)电磁波与电磁场期末试题一、填空题(20分)1.旋度矢量的散度恒等与零,梯度矢量的旋度恒等与零。
2.在理想导体与介质分界面上,法线矢量n r由理想导体2指向介质1,则磁场满足的边界条件:01=?B n ρρ,s J H n =?1ρρ。
3.在静电场中,导体表面的电荷密度σ与导体外的电位函数?满足的关系式n ??=?εσ-。
4.极化介质体积内的束缚电荷密度σ与极化强度P 之间的关系式为P ?-?=σ。
5.在解析法求解静态场的边值问题中,分离变量法是求解拉普拉斯方程的最基本方法;在某些特定情况下,还可用镜像法求拉普拉斯方程的特解。
6.若密绕的线圈匝数为N ,则产生的磁通为单匝时的N 倍,其自感为单匝的2N 倍。
7.麦克斯韦关于位移电流的假说反映出变化的电场要产生磁场。
8.表征时变场中电磁能量的守恒关系是坡印廷定理。
9.如果将导波装置的两端短路,使电磁波在两端来回反射以产生振荡的装置称为谐振腔。
10.写出下列两种情况下,介电常数为ε的均匀无界媒质中电场强度的量值随距离r 的变化规律:带电金属球(带电荷量为Q )E = 24r Qπε;无限长线电荷(电荷线密度为λ)E =r2。
11.电介质的极性分子在无外电场作用下,所有正、负电荷的作用中心不相重合,而形成电偶极子,但由于电偶极矩方向不规则,电偶极矩的矢量和为零。
在外电场作用下,极性分子的电矩发生转向,使电偶极矩的矢量和不再为零,而产生极化。
12.根据场的唯一性定理在静态场的边值问题中,只要满足给定的边界条件,则泊松方程或拉普拉斯方程的解是唯一的。
二、判断题(每空2分,共10分)1.应用分离变量法求解电、磁场问题时,要求整个场域内媒质必须是均匀、线性的。
(×)2.一个点电荷Q 放在球形高斯面中心处。
如果此电荷被移开原来的球心,但仍在球内,则通过这个球面的电通量将会改变。
(×)3.在线性磁介质中,由IL ψ=的关系可知,电感系数不仅与导线的几何尺寸、材料特性有关,还与通过线圈的电流有关。
高三物理总复习电磁学复习内容:高二物理(第十三章电场、第十四章恒定电流、第十五章磁场、第十六章电磁感觉、第十七章变交电流、第十八章电磁场与电磁波)复习范围:第十三章~第十八章电磁学§. 1第十三章电场1.( 1)电荷守恒定律:电荷既不可以创建,也不可以消灭,只好从一个物体转移给另一个物体或许从物体的一部分转移到另一部分 .( 2)应用起电的三种方式:摩擦起电(前提是两种不一样的物质发生摩擦)、感觉起电(把电荷移近不带电的导体(不接触导体),使导体带电)、接触带电 .注意:①电荷量 e 称为元电荷电荷量 e 1.60 10 19 C ;②电子的电荷量 e 和电子的质量m 的比叫做电子的比荷e 11m e 1.76 10 C/kg.③两个完整相同的带电金属小球接触时电荷量分派规律:原带异种电荷的先中和后均分;原带同种电荷的总电荷................量均分 .2.库仑定律 .⑴合用对象:点电荷 .注意:①带电球壳可等效点电荷. 当带电球壳均匀带电时,我们可等效在球心处有一个点电荷;球壳不均匀带电荷时,则等效点电荷就凑近电荷多的一侧.②库仑力也是电场力,它不过电场力的一种.⑵公式:F k2 ( k 为静电力常量等于9.9 10 N m /c ) .Q1Q 9 2 2r 23. (1)电场:只需有电荷存在,电荷四周就存在电场(电场是描绘自己的物理量),电场的基天性质是它对放入...........此中的电荷有力的作用,这类力叫做电场力.(2)ⅰ . 电场强度(描绘自己的物理量): E = F / q 这个公式合用于全部电场,电场强度 E 是矢量,物理学中........规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的电场力的方向相同,即正电荷受的电场力方向,即 E 的方向为负电荷受的电场力的方向的反向. 其余 F = Eq 与F k Q1Q 2 不一样就在于前者合用任何电场,后者只合用于点电荷.r 2注意:①对查验电荷(可正可负)的要求:一是电荷量应该充足小;二是体积也要小.②E = F / q 中 F 是查验电荷所受电场力,q 为查验电荷的电量③凡是“描绘自己的物理量”通通不可以说××正此,××反比(下同).ⅱ. 点电荷的电场场强 E kQ对象就一定是以点电荷Q为场源电荷的电量,所以它只合用于点电荷形成的电场. r 2注意:若两个点电荷相距为r ,将两个点电荷移近至r 趋近于零,由E kQ知,这时的 E 为无量大.(×)(这时的r 2两个点电荷不可以看作质点了,不符和 E kQ的合用条件)r 24. 电场线:电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致(与电场线的走向方向相同的那一个方向).a①电场线的疏密程度表示场强的大小,电场线越密(疏)场强越大(小).②电场线的散布状况可用实验来摸拟,而电场线都是设想的线.bAAa为场强方向③在任何一点场强盛小和方向都相同,则此电场为匀强电场,匀强电强是最简单的电场. 匀强电场的电场线是距离相等的平行直线 .附:若电场线平行,但间距不等,则这样的电场不存在.[ 简证:假定存在, W = qES =U q,因为 E 不一样(因为间距AB AB不一样造成)且 S 相同,所以UABq q E S UABE S,上式只有在匀强电场中才合用,这与非匀强电场矛盾,故不存在]④点电荷的电场线散布是直线型(如图).S E +A B⑤电场线不行能订交,也不行能闭合. (不一样于磁感线)⑥电场线不是带电粒子的在电场中的运动轨迹,但可能重合. (比如:匀强电场中粒子沿电场线运动).⑦电场线从正电荷出来停止于负电荷(包含从正电荷出发停止于无量远处或来自无量远停止于负电荷).⑧等势体永久不会有电场线(假如有电场线,必然有电势降低,这与等势体矛盾).5.静电屏敞:导体内的自由电子在外电场的作用下从头散布的现象,叫做静电感觉定向挪动时,此时导体处于静电均衡.注意:处于静电均衡的导体内部场强到处为零,但导体表面的场强不为零,场强方向垂直于表面面(等势面).6. 电势差、电势、电势能、等势面.(一)电势差(电势差是标量) .① W Uq (电场力做功与路径没关,只和初未地点的电势差相关,q 的“十,一”一起代入计算)②电势差跟带电量 q 没关,只跟电场中的两点之间的地点相关. 这表示电势差是反应电场自己的物理量...............③电势差单位: V, 1V=1J / c ,电势差的绝对值表示的就是电压.④ U Ed (只合用于匀强电场, d 为等势面间的距离), E 的方向是电势降低最快的方向 .(二)电势(特别的电势差,相同是标量“ +,—”之分表示的是大小,U ABAB 初电势减去未电势).①零电势的选用:大地或大地相连的物体或无量远处.VRA →注:大地不可以看作电源,大地可看作导体办理. 比如:②电势与零电势选用相关,电势差与零电势选用没关.③电势的高低仍旧由电场自己来决定→反应电场自己的物理量...........VRA,得 A、V 表读数相同 .④沿着电场线的方向,电势愈来愈低.⑤电势为零是人为选用的. 比如电场强度为零的地区电势必定为零(×)(电场强度为零是客观的,它一般是在等势体内)注意:①电荷只在电场力作用下就必定由高电势向低电势运动. (×)(若初速度不为零,就由低电势向高电势运动)②带电粒子是在电场力作用下,能够做匀速圆周运动.③初速度为零的正、负电荷必定朝着电势能低的地方运动. (因为初速度为零,所以电荷的运动是电场力的方向,如图 .若不知初速度能否为零,则正、负电荷不必定朝着电势能低的地方运动,可能向电势能高的地方运动)F,s F,s+EE④在正点电荷形成的电场中随意一点,电势老是大于零的(选了无量远为零电势)同理在负点电荷形成的电场中随意一点,电势老是小于零的→常常就使负电荷在这个电场中的电势能大于正电荷的电势能.⑤一带电粒子在电场中只受电场力作用时,可能出现的运动状态是匀速圆周运动或是匀变速曲线运动或匀加或匀减速直线运动 .(三)电势能 .①q U q (q的“+,—”一起代入计算,它表大小)注:εq ,ε10J和εB 10J ,则εA >εB,这与重力势能近似 .A②电势能由电荷性质与电势差共同决定.................③电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大.④电势能与机械能守恒的形式是:1mv初2 mgh 初 q 初1mv末2 mgh未q 未(条件是:只受电场力和重力)2 2注意:放在电场中某必定点的正电荷,其电量越多,只有电势能不必定越多. 比如:把电荷放在零电势上 . (四)等势面 .①电场线与等势面垂直(由w f s cos 0 90 得)而且电场线由高电势的等势面指向低电势的等势面.②随意两个等势面不行能订交.③初未地点在同一等势面的电荷所受的电场力对电荷不做功 . ④孤立点电荷四周的等势面的散布在平面上是以点电荷为圆心的齐心圆,空间上则是一个球 .⑤发生静电均衡的导体是等势体,等势体无电场线.⑥等差等势面间的距离越小的地方,场强越大(如图).常用判断方法:赋值法若a和b的地点以下图,并赋上值,且其的中点为 c,则 c点的电势小于 60eV.Ec'ac b100eV80eV 60eV40eV20eV等差等势面的散布. 当导体内的自由电子不再做[ 附 ] :常有的等势面散布 . Ⅰ. 等量的异种电荷的等势面 .l 线是等势线,且选无量远处为零电势,则l 的电势为零 .电场强度 E 是向两边递减 . 电场线散布(越稀少) ,放在 O 点 E 合为最大(与 L 线上的 E 合 对比较,若与 L 线上 E 相比较, 0 点的电势是最小的)+lⅡ. 等量的同种电荷的等势面.+l 线是电场线, l 线上的电势自l. 在 O 点 E =0.合O 向两极是逐渐减小(同为负电荷,则相反)合 E电场强度是自 O 点向两边是先增后减,EE当arccos3 合为最大 .++3 时, Eddsin kQ(同为负电荷,则亦相同)E 合 =2COSd 2注:在 L 线上放上负电荷,则负电荷是往负运动的;在L 线上放上正电荷,则正电荷是往负运动的.简证:令 y cos sin 2 2 2 2 ) 1 ( 2) 3 2 cos 21 cos 2 (当 cos3时取等) Ey 22 cos(1 cos )(1 cos等势面22 3 3Ⅲ. 匀强电场的等势面 .7. 电容:描绘电容器容纳电荷本事的物理量.①i. 使电容器的两个极板带上等量的异种电荷的过程叫做充电,这能够用敏捷电流计察看到短暂电流充电稳固后,电路中就无电流了,但两极板的电势差就等于电源的电动势. 其余局势的能转变为电场能 .ii. 把充电后的极板接通电荷相互中和(电荷没有消逝,不过失掉了电量而已) ,电容器就不再带电,这个过程是放电,这可形成短暂的放电电流,电场能转变为其余形式的能 . 共同判断方法可简记为充电时,电流从电源正极流向电容器正极板(负极同理) .放电时,则电流从电源正极流向电容器负极板(负极同理).②CQ Q S ( k 为静电力常量, 为介电常数空气的介电常数最小, S 为正对面积)电容是电容器自己UU, C........4 kd的性质 ,这与电势差、场强是相同道理. 比如: C-U 图像应为图 1,而不是Q得图 2...CU CC注:在一个电容器充电稳固后,若忽然使极板间距离减小,则极板电势大于 电动势( C ↓U 不变→ Q ↓→电荷返回电源→必有电势差→ 极板> 电动势) .③电容是标量,单位是法拉简称法符号UU④静电计是查验电势差的,电势差越大,静电计的偏角越大,那么电容就越小(假定 Q 不变) . 验电器是查验物体能否带电,原理是库仑定律.⑤ⅰ . 容器保持与电源连结,则U 不变 .QCUSU →d 增添, Q 减小(减小的 Q 返回电源); d 减小, Q 增添(连续充电) .4 kd注:插入原为 L 且与极板同面积的金属板A (如图) . 因为静电均衡 A 极内场强为零→相当于平行板电容器两极板缩短 L 距离,故 C 是增添(是空气为最小,故也是增添的)同时EU相同 E 是增添的.dⅱ. 电容器充电后与电源断开,则Q 不变 EU→d 增添, E 减小; d 减小, E 增大 .dEU 4 kdQ→不论 d 如何变化, E 恒定不变 . dS注:仅插入原为 L 且与两极板面积相同的金属板 A ,则相同是 d 减小 c 增大, U 减小 ,E 相同不变 .⑥电容器的击穿电压和工作电压:击穿电压是电容器的极限电压. 额定电压是电容器最大工作电压.F. 1F 10 6 μF 1012 pF8. 带电粒子在电场中的运动 .(一)加快电场(设 q 的初速为零) .L+++A1mv 2qU U2 qU+ +2m注:不考虑重力的有电子, 质子 11 H , 粒子, 粒子( 24 He );考虑重力的有宏观带电粒子 (如带电小球, 带电液滴) .(二)偏转电场(既使粒子发生偏转同时也被加快).L偏转量 yv 0 MqUL22mv 02dUd 偏转角 tany2 yθv 0qUL2Lv ymdv 0推论:①荷质比相同的粒子以相同的初速度,以相同的方式进入同一电场,则偏转量和偏转角相同②动能相同的带电粒子,电量相同时,以相同方式进入同一电场,偏转量偏转角相同(荷质比相同)③动量相同的粒子,电量与质量乘积相同时,以相同方式进入同一电场偏转量偏转角相同(荷质比相同)(三)加快电场与偏转电场综合 .① yU 2L 2(由 y1 at 2, t L , a Eq U 2q得) ,则 yL 2叫示波器的敏捷度 .4U 1d2 2qU 1 mdm U 2 4U 1 dm②带同种电荷,但电荷量不一样的 n 个带电粒子由静止先经过加快电场,而后经过偏转电场,则这n 个粒子的轨迹是相同的(简证:v 1 2qU 1, y1 qU2 L 2 m U 2L 2与电荷量没关) .m 2 md2qU 1 4U 1d§.2 第十四章恒定电流1. (一)电源、电流、电阻 .电荷的定向挪动形成电流,正电荷定向挪动的方向为电流方向(电流强度是标量)电源的正极电势高,负极的电势低 . 所以电源的电压叫做电动势 . 电动势 E (标量)是由电源自己性质决定 的,表示电源把其余形式的能转变电能本事........大小的物理量 . 假如理想电源即内阻为零E=U 内 +U 路 .①在外电路中电流是从高电势流向低电势 .②在内电路中,电流是从低电势(负极)流向高电势(正极) ③ Iq(与经过导体横截面积的大小没关) , I= nqSv ( S 横截面积, v 定向挪动速率, n 单位体积的自由电荷个数 )t注: 1 自由电子定向挪动的速率<自由电子热运动的均匀速率<电流速率 .2 假如正、负两种电荷往相反方向定向经过横截面积而形成电流,这时对应q 为两种电荷的电荷量之和(负电荷等效反方向过来的正电荷)假如同种电荷,则是电荷量之差④欧姆定律: IU 合用对象: 金属,电解质溶液 (对气态导体和半导体不合用) 或许是伏安特征曲是直线即纯电阻.R⑤电阻定律:RL, R 是反应自己的物理量 , 是反应资料导电性能的物理量,称为资料电阻率. 纯金属的电阻S..........率小,而合金的电阻率大 . 各样资料的电阻率都是随温度变化,有的随温度增高而增大 . 有的随温度增高而减小,而有的随温度增高而不变化. 比如:在灯泡(“ 220,100W ”)工作时电阻为484 ,则不工作时的电阻是小于484 (随工作而高升的温度使 R 变大) .附:①半导体资料的导电性受温度、光照、掺入微量杂质影响 .②大部分金属在温度降到某一数值时,都会出现电阻忽然为的现象,这个现象叫做超导,共温度称为超导转变温度(或临界温度)零 .③ IE (只合用于纯电阻电路)R r④EI= U 路 I+ U 内 I, ,U 路 I 叫做外电路的耗费功率或许电源输出功率, U 内 I 叫做内电路的发热功率 .U 路 =E — Ir (合用于全部电路) , EI 叫做电源功率或许电路总功率 .U 路U注:①当电源两头短路时, R 外 =0,此时路端电压为零 .E内电压②路端电压与电流的图象:外电压II(二)电功和电功率 .I 总(短路电流)闭合电路的欧姆定律图象部分欧姆定律图象电功率单位:瓦特w, 电功单位: J 常用单位: kwh 千瓦时又称“度“ 1kwh = 3.6 ×106 J①W=UIt (合用于全部电路)WI 2Rt U 2 t (合用于纯电阻电路)R② PW UI (合用于全部电路)P I 2RU 2 (只合用于纯电阻电路)tR③焦耳定律: Q I 2Rt (合用于全部电路)W 总= I 2RtU 2t I 2Rt (只合用于纯电阻电路电功等于电热)RW 总 =W 机 +W 热 =UIt= I 2Rt W 机=UIt (合用于非纯电阻电路)④热功率 P=I 2R (合用于全部电路)P=UI=P热+P 机 = I 2R +P 机(合用于非纯电阻电路)注:①电动机在正常工作的状况下,W =W +W而在电动机被卡住的状况下,W = W 等效于纯电阻电路,电动机总机热总热在因电压不足而不可以转时,也相同可等效纯电阻电路,亦可用欧姆定律.②在纯电路电路中,电路上耗费的总功率等于各个电阻上耗费的功率之和(不论是串连,仍是并联) .③电源输出功率曲线:VR1 当 R 外 = r时,此时电源输出功率为最大 .AP 简证: P 输 =I 2EP 输(R R ), IABP 输RR rE ,r E 2E 2有最大值,则 R +R = r .(r RR)2(R R )r 22rR RRR 外Rr2 滑动变阻器的最大功率的条件相同是R+r = R 时,这时采纳 R 与 r 等效为一个新的电源内阻 .简证: P 滑 =I 2 R ( E )2 RE 2E 2(当 RR r 时取等)R R rR(R r) 22R (2R 2r) 2R 1R 2rIR 1R 2IIIII④对于并联电路的最大电阻电路问题.推导: 1112R R 1R 2当 R = R , R 有最大值 .滑动变阻器的阻值与 I 相同滑动变阻器的有效电路只有R 1,另一部份电阻处于短路状态12R R 1R 2R 1R 22R 1⑤处于开路的用电器相当于一根导线(如图). (R 1 相当于一根导线)⑥串连,并联,混联特色是:此中任何一个阻值增大,则总电阻增大 .Rg 2. (一)电流表的改装 . IgG ①电流表 G 改装电压表 V. IIg Rg②电流表 G 改装电流表 A.GI R→→Ig Rv VIR A A (“量程”指经过电流表、电压表的满偏电流、满偏电压、电流表、电压表自己就是用电器) (二)伏安法测电阻 .①伏安法测电阻原理:部份电路的欧姆定律.VIVIAA②伏安法测电阻的两种接法 .RR电流表外接法:在电压表的内阻远远大于 R 时,使用(此时 I 0≈0) . 电流表内接法:在电流表的内阻远远小于R 时,使用(此时 V 0≈0) .附:假如不知道 Rx , Rv , RA 的阻值,可用试触法,即经过不一样的电表连结方式的电路,看电压表电流变化状况 .假如电流表变化显然,说明电压表内阻对电路影响大,应采纳电流表内接法同理,若电压表变化显然采纳电流表外接法(简记为电流内接,→电流表变化大. 电压外接→电压表变化大) . →用百分比来判断变化大小. 比如:用内接法, A表为 1mA,V 为 2V ;用外接法, A 表为 2mA ,V 表为 3V ,则A =( 2-1 )/2 > V =( 3-2 ) /3, 故 A 表变化大,选内接法 .§.3 第十五章 磁场1. 磁场、磁感线 .(1)磁场的产生 . 磁极磁场 磁极; 磁极 磁场 电流;电流 磁场 电流 .(2)磁场的作用:①磁场法对放入此中的磁极有力的作用(同各磁极相互排挤,异各磁极相互吸引) .②磁场对放入此中的通电导线亦有力的作用,相向电流,相互吸引,异向电流相互排挤 . (3)磁场的方向性,在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向 ,亦即小磁针静止时北极所指的方向 ,就是那一....... ..........点的磁场方向(两处有着要点符号文字等价) .(4)磁感线:设想的一族曲线,在磁体外面从北极出发同到南极在内部从南极到北极→闭合的曲线(电场线是非闭合曲线,其相同点都是不订交的曲线). 可是磁感线从磁体N 极出发,停止于磁体 S 极是错误的,那是因为磁感线是回到 S 极 . 其余,通电螺线管内部的磁场是匀强磁场.NS 注:①磁感线走势的方向上的切线方向为磁场方向. 特其余,在磁场内部(如图) NS则不可以等效小磁针了 .②磁感线固然是设想的线但可用实验摸拟. ③磁感线的疏密表磁场或磁感觉强度的大小.(5)地磁场:地球自己就是一个磁场,是地球北极是地磁场的南极,地球南极是地磁场的北极,两极的磁感线是垂直地球两极 . 在赤道,磁感线是与地球表面平行的.L2. 安培力、洛伦磁力 .有效长度B(1)①安培力:通电导线在磁场中遇到磁场对它的安培力 . ②F 安 =IBL ( L 为有效长度,如图有效长度, L 平行于 B 时, F 安 为 0, L 垂直于 B 时, F 安 为最大) . 注:用 B = F/IL 来丈量 B=F 安 /IL, 非匀强磁场时需要 L 足够短 .③B 叫磁感觉强度,是描绘磁场自己的物理量 ,用它可表示磁场强弱单位是特斯拉,简称特,符号T...........④磁感觉强度的方向某点磁场的方向为该点磁感觉强度的方向( B 为矢量) .v 0⑤安培力的方向老是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.有效速度BA 处受磁场力比放在B 处磁感觉强度大 .( × )注:一小段通电导体放在磁场中B 处大,则 A 处磁感觉强度比 [ 不知放入方式,即 F 安 =BIL 中 L 是有效长度不知 . 又好像一通电导体在 a 、 b 受力情 AB况, 不可以判断 ] ( 2)①洛伦磁力:磁场对运动电荷能够有洛伦磁力 .....②F = qvB(v 为有效速度,如图有效速度, v 平行于 B 时, F洛= 0 , v 垂直于 B 时, F洛为最大 )洛0 0③F 洛与 v 有刹时对应关系,即 v 瞬 对应刹时洛伦磁力 .④洛伦磁力对运动电荷不做功(f 垂直于 v 与 B 确立的平面,故B洛f ⊥v 由微元法知 W =0 )f⑤安培力不一样于洛伦磁力,安培力能够做功. (若电荷沿等势面挪动,安培力不做功)注: F 洛 = qVB 可由 F 安 = (nqSv)LB 是 nLS 个运动电荷所受的协力 .v 0→f 洛3. 2rmv,而T 2r2r. 因而可知,荷质比相同的粒子⑴电荷在洛伦磁力作用下的圆周运动:qVB = mv / rBqvqB以相同速度进入同一磁场,其轨道半径相同;带电量相同的粒子以相同的动量进入同一磁场,其轨道半径相同,荷质 比相同的粒子,进入同一磁场,其周期相同.注:①电场或磁场都会使运动带电粒子发生偏转.②利用质谱仪对某种元素进行丈量,能够正确测出各样同位素的原子量 .⑵带电粒子的初速度 v 0 与 B 成 角进入磁场:粒子做螺旋运动,将粒子的速度v 0 分解为两个方向,一个与 B 垂直重量 vv 0 sin ,另一个与 B 平行的重量 v 11v 0 cos ,粒子因为 v 0 而做匀速圆周运动,其轨道半径为Rmv 0 sin 另一方Bq面,v 11 在其方向上做匀速直线运动, 这样的合运动就叫做螺旋运动, 其螺距(粒子运行一周行进的距离)S 2 mvcos .Bq 附:推导S v cos2 m BBq⑶带电粒子在匀强磁场中的功量变化问题关系式 原理 特色 各物理量间的方向关系P qBd 动量定理 矢量式 B d , P d , 表现络伦磁力不做功的特色E k qEd动能定理标量式E 、 d 在同向来线上,表现了电场力做功的特色nnnn附: (1) 推导 P qBd 由 f=qBV 得f t iqvB t if t iP i qBdPi 1i 1i 1i 1注意:①P 与 d 一定垂直 . ②在 P 方向除有络伦磁力(或络伦磁力分力)外不可以在有其余力或许其余力的协力为零 .(2) 应用举例 .以下图,一质量为m ,带电量为 q 的带电粒子(重力不可以忽视),以速度 V 0 从上竖直进入一宽度为d 的匀强磁场地区中,磁感觉强度为B ,试求粒子飞出磁场的方向?很显然,在X 方向除洛仑磁力外无其余力的作用,所以P x mv cos qBd ,而粒子在着落过程中只有重力作功,所以有1mv21mv 02 mgdv2 gd v 02 代入上式则得 2 2qBd.cosm 2gd v 20⑷电荷在电场和磁场中运动—速度选择器.qv 0 B qE v 0 E即知足 V0的粒子抵达右端,值得一提的是,若粒子从右端射入,因为V 的方向与从左端射入v B的方向发生了变化,则还需将电压变化.v0§4. 第十六章电磁感觉+v01. 磁通量、电磁感觉、感觉电流 . θ(1)磁通量:= BS( B 为匀强磁场, S为有效面积)v①是标量,但有正负(不表大小)“+”表示给定的一个平面来讲,是穿入(穿出)比方穿过某面的磁通量是,将面转过 180°穿过该面的磁通量为②磁通量单位是韦,单位Wb.③未初特别地当磁感觉强度反向时: 2 .④产生感觉电流图象:(互余关系)▲ I▲B原▲Φ原▲ △Φ▲I感T T T T T(2)感觉电流 .产生感觉电流的条件是:一是电路闭合,二是穿过闭合电路的磁通量有变化.(3)法拉第电磁感觉定律: E = n或E=BLv(L为有效长度—垂直于磁场的长度,v 为有效速度—垂直于磁场的t A Av v切割速度→可概括为“三垂线”- B 、 L、 v 三者相互垂直)附:ⅰ两种常有的有效长度. B B AB 为弧AB的有效长度AB 为弧AB的有效长度ⅱ回路结构法:可将 A、 B 两头用直线相连,组成闭合回路,该闭合回路没有感生电流,说明直线AB 上的感觉电动势与弧 AB 上的感觉电动势大小相等,方向相反而抵消,所以弧 AB 上的感觉电动势就等于AB线上的感觉电动势, AB 线长就是 AB 弧长的等效长度,所以对这样一类非直线导体,它的等效长度可用“回路结构”法,与安培力中等效长度用“回路结构法”近似 .①对于上式,常用 E = n ,计算一般时间 E 感的均匀值,而 E=BLV 常用于计算刹时电动势 .t②产生感觉电动势不一样于感觉电流,其电路能否闭合对能否产生感觉电动势没有影响.③两种切割公式:(一)平动切割E感 BLV . A' ωv01A O(二)转动切割 E BL L w BL v 中.2S 扇1SL =1L L B1BS BL 2 A B2 2 2vΔt θ1 LE BL BL v中D2 C④ QR合用于电流没有反向的前提下 .⑤若线框在磁场中运动,因为没有变化,则不产生感觉电动势,也无电流,可是当视AD、BC为导体做切割磁感线运动,则有 A >D,B>C不过加起来就为零而已 .(4)楞次定律:感觉电流产生的磁场老是要阻挡惹起感觉应电流的磁通量的变化,可概括为是增添的, B 感与 B 原反向;是减小的, B 感与 B 原同向 .注意:①当闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动时,必定产生感觉电流. (×)[ 比如:线框上下平动,总之,磁通量能否发生变化是判断能否产生感觉电流的充要条件]②I感的方向是内电路的方向→常用判断感觉电动势的正负极,但要得注意的是电源内部的电势高低,是由低电势(负极)流向高电势(正极) .③整个闭合回路在磁场中出来时,闭合电路中必定产生电磁感觉电流. (×) [ 线框在磁场中与磁感线平行时]2.自感 .(1)自感现象属于电磁感觉现象,它是因为通电线圈中自己电流变化而惹起的电磁感觉现象.(2)作用:阻挡原电流的增添,起延缓时间的作用(3) I自的方向: I 原是增添的, I自的方向与 I 原相反; I 原是减小的, I 自的方向与 I 原方向相同( 4 )E自ΔΦΔI( L 为自感系数,描绘线圈产生自感电动势大小本事的物理量其单位为享,用H 表示L 原nΔtΔt1H 103 mH 106μH,它的大小是由线圈自己决定).......注:决定自感系数的因数- 线圈的自感系数是由线圈自己决定的,与通不通电流,电流的大小没关. 线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越密,它的自感系数就越大. 实质上它与线圈上单位长度的匝数n 成正比,与线圈的体积成正比 . 除其余,线圈内有无铁芯起相当大的作用,有铁芯比没有铁芯,自感系数要大得多.附:至于灯泡中的电流是忽然变大仍是变小(也就是说灯泡能否忽然变得更亮一下),就取决于 I 2与 I 1谁大谁小,也就是取决于R和 r 谁大谁小的问题:I1Rr假如 R> r ,灯泡会先更亮一下才熄灭;LI2假如 R = r ,灯泡会由原亮度逐渐熄灭;假如 R< r ,灯泡会先立刻暗一些,而后逐渐熄灭.为 I〈当 R> r ,则 I 1<I 2 当S断开,则灯泡的电流为I 2P I22 RI21R变亮 ; 当 R = r ,则 I 1=I 2,当 S 断开,则灯泡电流,保持原亮 ; 当 R< r ,则 I > I ,当 S 断开,则灯泡电流为I ,变暗 . 〉1 12 2可见灯泡的这类瞬时变化,取决于灯泡电阻R 与线圈直流电阻r ,而不是线圈的自感系数,线圈的自感系数决定了这类迟缓熄灭连续的时间,L 越大,连续的时间越长. 自感老是阻挡原电流的变化,即尽可能的保持原电流的大小,但是最后灯泡仍是要熄灭 .(5)线圈 L 的 3 种等效状态1°通电瞬时相当于一个无量大的电阻L2°通电稳准时,相当于一根导线3°断电时,相当于一个电源220V(6)自感的防备:用双线绕法——产生反向电流,使磁场相互抵消.3.日光灯 .(1)电路图 .(2)起动器和镇流器作用:①起动器实质上就是一个自动开关,一通一断,使经过镇流器的电流急巨变化,假如向来接通,则不可以使水银导电.②镇流器在日光灯起动时供给刹时高压,而在日光灯正常工作时起降压限流的作用.§5. 第十七章交变电流1.直流电,沟通电(1)直流电( DC):电流方向不随时间变化的电流 .(2)沟通电( AC):电流方向随时间变化的电流 .2.发电机原理:电磁感觉原理 E = nBS Sin t (从与中性面垂直的时辰开始计时)假如从与中性面垂直地点开始计时,则 E nBSωBSωt .附: 1°中性面( B⊥S的地点)有为 max 等于 BS; E=0V;每经过一次中性面,电流改变一次,对于一个周期,则电流改变两次 .2°S与中性面垂直有0 ,E=BS,为max.(BS cos t不乘以n, E nBS sin t乘以n)t3.表征交变电流的物理量:最大值、有效值、均匀值—依据电流热效应的定义,相同电阻,相等时间,产生相等的热量; I 、V 表就是该沟通电的有效值,铭牌A、 V 表读数都是有效值,一般来说,最大值E=NBS ;而均匀值,则是E = n,当计算经过导体的电量时,用均匀值.tImax, U 有效 Umax/ 2 . 原线圈副线圈注:对于正弦或余弦沟通电有以下关系:I有效输入输出24.变压器、改变沟通电压的设施.。
电磁学知识点复习咱今天来好好复习一下电磁学的那些事儿!先来说说电荷吧。
你想想,每次冬天脱毛衣的时候,是不是噼里啪啦一阵响,还能看到小火花?这其实就是电荷在“捣乱”。
电荷分为正电荷和负电荷,就像两个爱闹别扭的小伙伴,同性相斥,异性相吸。
比如说,带正电的玻璃棒会吸引带负电的丝绸,而带正电的玻璃棒碰到另一个带正电的玻璃棒,就会互相推开,谁也不理谁。
再讲讲电场。
想象一下,有一个看不见的“电场大网”笼罩着电荷。
就像在操场上,有一个特别受欢迎的同学,他周围总是围着一群人,形成一个独特的“人气场”。
电荷在电场中会受到电场力的作用,这个力会让电荷加速或者改变运动方向。
然后是电流。
电流就像一群急匆匆赶路的小人儿。
家里的电灯能亮,电视能开,可都离不开电流这个小家伙。
电流的大小用电流强度来衡量,单位是安培。
你知道吗?有时候电线用久了会发烫,这就是因为电流通过电线时会产生热量。
说到电磁感应,这可神奇啦!有一次我骑着自行车路过一个工地,看到起重机吊起大铁块。
我就在想,这和电磁感应有没有关系呢?后来一琢磨,还真有!电磁感应就是变化的磁场能产生电流。
就像魔术师突然从帽子里变出兔子一样神奇。
比如发电机,就是利用电磁感应原理把机械能转化为电能的。
磁场呢,就像是一个神秘的魔法阵。
指南针总是能指向南北,就是因为受到了地球磁场的影响。
磁场有方向和强弱,用磁感线来描述。
磁感线从北极出发,回到南极,就像一群有秩序的小蚂蚁在排队。
楞次定律也很有趣。
它就像是一个有点“倔强”的小孩,总是要反抗变化。
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
比如说,你想把一个磁铁插进一个线圈,线圈里产生的感应电流会拼命阻止磁铁的进入。
还有自感和互感现象。
自感就像是自己跟自己过不去,当电流变化时,自己会产生阻碍电流变化的感应电动势。
互感呢,就像是两个好朋友互相影响,一个线圈中的电流变化会在另一个线圈中产生感应电动势。
最后咱们总结一下,电磁学的世界就像是一个充满魔法和惊喜的乐园。
初中物理总复习《电磁学专题》简介本文档是初中物理电磁学专题的总复,旨在帮助同学们回顾和巩固相关知识。
电磁学的基本概念- 电磁学研究电场和磁场的相互作用。
- 电场是由电荷产生的,描述电荷间相互作用的力。
- 磁场是由磁性物质或电流产生的,描述磁性物质或电流对其他物体的作用力。
电磁学的基本公式- 库仑定律描述了电荷之间的相互作用力:$F =k\frac{Q_1Q_2}{r^2}$,其中$F$是力,$k$是库仑常数,$Q_1$和$Q_2$是电荷,$r$是电荷之间的距离。
- 磁场对带电粒子的作用力由洛伦兹力表示:$F = q(v \times B)$,其中$F$是力,$q$是电荷,$v$是粒子的速度,$B$是磁场的磁感应强度。
磁场的特性- 磁场由磁力线表示,磁力线从磁南极指向磁北极。
- 磁力线呈现环状,且不会相交。
- 磁场可以通过磁针指示器进行检测,磁针会沿着磁力线方向指示。
电磁感应现象- 电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电流。
- 法拉第电磁感应定律描述了电磁感应现象:感应电动势的大小等于磁通量的变化率乘以匝数,即$E = -\frac{d\phi}{dt}$,其中$E$是感应电动势,$\phi$是磁通量,$t$是时间。
电动机和发电机- 电动机是将电能转化为机械能的装置,利用电磁感应原理实现。
- 发电机是将机械能转化为电能的装置,利用电磁感应原理实现。
电磁铁- 电磁铁由导线绕制而成,通电时可以产生强磁场。
- 电磁铁的磁性可以通过改变通电电流的大小和方向来控制。
电磁波- 电磁波是指电场和磁场交替变化,并在空间中传播的波动现象。
- 电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
总结电磁学是物理学中的重要分支,研究电场和磁场的相互作用。
本文档对初中物理电磁学专题进行了总复习,包括基本概念、公式、磁场特性、电磁感应、电动机和发电机、电磁铁以及电磁波等内容。
希望同学们通过复习,加深对电磁学的理解,为进一步学习和应用打下坚实基础。
电磁学知识点系统复习电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷、电场、磁场以及它们之间的相互作用和电磁现象。
下面我们来系统地复习一下电磁学的主要知识点。
一、电荷与库仑定律电荷是物质的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为库仑常量。
二、电场电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受到的力,其表达式为:$E =\frac{F}{q}$。
电场线是用来形象地描述电场分布的曲线,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方向。
三、电势与电势能电势是描述电场能的性质的物理量,定义为单位正电荷在电场中某点所具有的电势能。
沿着电场线的方向,电势逐渐降低。
电势能是电荷在电场中所具有的势能,其大小与电荷的电荷量和所在位置的电势有关,表达式为:$E_p = q\varphi$。
四、电容电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,定义为电容器所带电荷量与电容器两极板间电势差的比值,表达式为:$C =\frac{Q}{U}$。
平行板电容器的电容与极板面积成正比,与极板间距离成反比,与电介质的介电常数成正比,即:$C =\frac{\varepsilon S}{4\pi kd}$。
五、电流与电阻电流是电荷的定向移动形成的,定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量,表达式为:$I =\frac{Q}{t}$。
电阻是导体对电流的阻碍作用,其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,表达式为:$R =\rho\frac{l}{S}$。
六、欧姆定律欧姆定律指出,通过一段导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,表达式为:$I =\frac{U}{R}$。