高中物理选修31复习1.ppt

《高中物理选修31复习1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修31复习1.ppt（137页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第一章 电 场,1、电荷 2、库仑定律 3、电场强度 4、电场线 5、静电平衡 6、电势 7、电势差 8、电场力做功 9、电容器 10、带电粒子在电场中的运动,一、 电荷,1、基本电荷（元电荷）：,2、物体起电方式：,本质：电荷转移,摩擦起电；（绝缘体）,接触起电：（导体）,感应起电：（导体）,二、 库仑定律,1、公式：,K的测定：库仑扭秤实验,2、适用条件：,真空、静止、点电荷 （或电荷均匀分布的球体）,3、应用：,两相同球体接触起电,三点电荷静电平衡,:两球带同种电荷，总电量两球均分,:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分,两同夹异，两大夹小，近小远大,三、 电场强度（场强）,1、场强E

2、：,2、场强的叠加：,定义式：,单位： N/C V/m,矢量方向：规定正电荷受力方向,决定式：,-适用真空点电荷,-平行四边形定则,例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）,E,B,E,B,四、 电场线,1、应用：,2、特点：,定性判断场强大小、方向：,定性判断电势高低,一条电场线不能看出疏密,电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间,从正电荷出发，终止于负电荷,不闭合、不相交、不中断,电场线条数与电荷量成正比,电场线与电荷运动轨迹一般不重合,3、常见电场的电场线：,五、 静电平衡,2、静电平衡导体的特点：,净电荷只能分布于导体表面,表面附近的场强垂直于导体表面

3、,导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面,感应电荷的效果：产生附加（感应）场强， 削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动,六、 电势,1、定义：,2、单位：伏 1V=1J/C,3、决定因素：场源电荷、位置,4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。,正电荷周围空间电势恒为正。 负电荷周围空间电势恒为负。,5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低,正电荷电势能与电势同号 负电荷电势能与电势反号,（标量） 三个量都有正负号,ABO ABO,1、定义：,七、电势差：（电压）,2、决定式：uab=a-b,单下标或无下标时取绝对值 有下脚标时应注意正负号 uab=uba,3

4、、绝对性：与零势点无关,4、场强与电势无必然联系：,场强相等，电势不一定相等； 电势相等，场强不一定相等,场强为0，电势不一定为0； 电势为0，场强不一定为0,场强大，电势不一定高； 电势高，场强不一定大,5、场强与电势差关系：,-适用于匀强电场,八、电场力的功,1、电场力做功特点：（同重力）,静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）,只决定于起点、终点的电势差，与路径无关,正功电势能减少，负功电势能增加,正电荷：从电势高电势低；负电荷：从电势低电势高 不论正负电荷：均从电势能大电势能小,2、电场力做功的计算：,W=Fd=Eqd-匀强,W=qu-通用,可通过功的正负来确定电势的高低及电势

5、差,九、电容器 ：,平行板,1、定义式：,1，介电常数 S正对面积； d极板间距,2、决定式：,3、单位：,法拉（F） 微法（F） 皮法（pF）,普适通用,1F = 106F = 1012pF,4、平行板电容器两种充电方式：,U不变, 电源保持连接状态, 充电后电源切断,若d，E,d，C，Q,Q不变,若d， C ，U,E不变,十、带电粒子在电场中的运动 ：, 牛顿运动定律, 动能定理,1、匀变速直线运动：,2、点电荷电场中的匀速圆周运动：,电场力与重力垂直竖直面变速圆周运动,3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）,例：单摆（带电小球与绝缘绳）,等效“重力”：,“最低点”：V最大，动能最大，绳子最

6、易断,“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲, 粒子落在极板上, 粒子穿出极板,4、匀强电场中的类平抛运动,F合与V0垂直,（不计重力或重力与电场力共线）,飞行时间由y决定,飞行时间由L决定, 粒子先经过加速电场再进入偏转电场, 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上,O,Y,1、电荷A、B带有等量的正电荷，左右放置一负电荷q放在两者连线的中点，恰能达到平衡现将电荷B十分缓慢地向右移动，电荷q将如何运动（ ） A、不动 B、向左运动 C、向右运动 D、可能向左运动，也可能向右运动,答案：B （考查库仑定律） 解析：由已知知A和B对q的库仑力都是吸引力，且大小相等方向相反合力为零。现将B右移，则B、

7、q间距离变大，库仑力变小，q的合力不再为零且方向向左，所以它将向左运动。,返回,2、关于 和 ，下列说 法中正确的是（ ） （1）式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量 （2）式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量 （3）式中，Q是放入电场中的电荷的电量 （4）式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） B、（2）（3） C、（1）（4） D、（2）（4）,答案：C 考查电场强度,返回,3、如图1466所示，A、B两点相距10cm，E100V/m，AB与电场线方向夹角120，求AB两点间的电势差UAB （ ） A、10V B、10V C、5V D

8、、5V,答案：D （考查场强与电势差的关系） 解析：A、B两点在场强方向上的距离 由于UAUB，则根据UEd得： UABEd100510-2V5(V),注意：在使用公式UEd时，注意d是沿场强方向的距离，在求两点电势差时，要判明两点电势的高低,返回,4、如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则正确的是（ ） （1）A、B两点的场强方向相同 （2）因为电场线从A指向B，所以EAEB （3）A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB （4）不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定 A、（1）（2） B、

9、（1）（3） C、（1）（4）,答案：C （考查电场线） 解析：根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向因题中的电场线是直线所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右。因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状态，所以无法肯定EAEB或EA=EB 。,返回,5、如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+ q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 （ ） （1）放上+q时，它们的电势能ABC （2）放上+q时，它们的电势能ABC （4）放上q时，它们的电势能ABC A、

10、（1）（3） B、（1）（4） C、（2）（3） D、（2）（4）,答案：B （考查电势能的大小） 解析：因为沿电场线方向电势降低，所以有ABC。根据=q，对于正电荷q0，有ABC；对于负电荷q0，有ABC。,返回,6、已知电场中A、B、C三点，现使正电荷q=5.010-7C从 A移到B，电场力做功8.010-5J再使q由B移到 C，电场力做功9.010-5J问：在A、B、C三点中哪一点的电势最低（ ） A、点最低 B、B点最低 C、C点最低 D、无法判断,答案：B （考查电势差与电场力做功的关系） 解析：根据UW/q得： UAB8.010-5J/5.010-7C160V0，所以AB； UBC

11、9.010-5J/5.010-7C180V0，所以 BC。 综上所述，B点电势最低。,返回,7、在x轴上相距r的A、B两处分别放有两个点电荷，A处为Q,B处为+4Q,在x轴上某处,两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB,则( ) A、 EA=EB之点,只有一处，该处合场强为0 B、EA=EB之点有两处，一处合场强为0，另一处合场 强为2EA C、EA=EB之点共有三处，其中两处合场强为0，另一 处合场强为2EA D、EA=EB之点共有三处，其中一处合场强为0，另二处合场强为2EA,答案：B（考查点电荷的场强及矢量的叠加） 解析：EA=EB之点有两处，一处在BA连线延长线上距A点r处，合场强为

12、0；另一处在AB中间距A点r/3处，合场强为2EA。,返回,8、一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则( ) A、a、b两点的场强一定相等 B、该点电荷一定沿等势面移动 C、a、b两点的电势一定为零 D、a、b两点的电势一定相等,答案：D（考查电场力做功的特点） 解析： 在电场中移动电荷，电势能的变化a-b=qUab当a-b=0时，则Uab=0，即a、b两点的电势一定相等D正确 在电场中移动电荷时电势能的变化，只跟电荷的始末位置有关，跟它的具体路径无关只要电荷的始、末位置在同一个等势面上，电势能的变化一定等于零，电场力一定不作功（W= a- b），因此电荷不一定沿等势面移

13、动所以B错,电势的大小和参考点的选取有关，是一个相对量。所以C错。 场强与电势是两个不同的物理量，它们分别从力的属性和能的属性上描述电场在电场中场强大的地方电势不一定高，电势高的地方场强不一定大；场强相等的地方电势不一定相等，电势相等的地方场强不一定相等所以A错,返回,9、图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中A处运动到B处，则以下判断中正确的是 （ ） A、电荷从A到B，运动的加速度变小 B、电荷从A到B，电势能增大 C、电荷从A到B，电势升高 D、电荷从A到B，动能增大,图1,答案：B,解析：解此类问题的基本思路,注释： 1、正电荷受

14、到的电场力方向和电场线的指向相同，负电荷受到的电场力方向和电场线的指向相反。 2、电场力方向和位移方向相同，电场力做正功；电场力方向和位移方向相反，电场力做负功。 （具体由WFs cos决定） 3、沿着电场线的方向电势降低。 4、电场力做正功，电势能降低；电场力做负功，电势能增加。,返回,10、如图3所示，q1和q2为两静止的等量异号电荷，MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0，方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间，粒子速度为v，则有 （ ） A、 vv0 B、 v=v0 C、 vv0 D、无法确定,答案：C 解析：这是涉及等量异号电荷电场的习题，

15、要求对这个电场有一定了解。图4中虚线是在学生实验中已认识的等势线，其中的电荷连线中垂线MN比较特殊它的电势值为零。,图4,有同学误选B，是认为带电粒子沿等势线MN运动，则电场力不做功，故速度不变。但实际上在带电粒子到达P点时，因P处场强 E的方向垂直MN，则粒子受的电场力必与v0夹成角度，故带电粒子将作曲线运动而偏离等势线MN。于是电场力要对粒子做功。且不管粒子带什么电，它总是朝电场力那个方向偏移，所以电场力总是作正功。这样，带电粒子的电势能减小因而动能增加。,返回,图4,第二章 电流,1、电流 2、串并联电路 3、电阻 4、电功与电功率 5、电热 6、闭合电阻的欧姆定律（实验） 7、综合应用

16、（含容电路，动态分析，电路故障） 8、电表改装 9、伏安法测电阻（实验） 10、实物图与电路图的连接 11、多用电表（实验）,一、 电流,1、电流的形成：,电荷的定向移动,2、电流（强度）定义：,3、电流（微观）决定式：,4、电流（宏观）决定式：,-适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电,V定数量级 10-4m/S,-部分电路欧姆定律,电流处处相等,电压：U=U1+U2+U3+,电阻：R=R1+R2+R3+,二、串并联电路基本特点：,1、串联：,2、并联：,电压分配：与电阻成正比,功率分配：与电阻成正比,各支路电压相等,电流分配：与电阻反比,功率分配：与电阻反比,电流：,电阻：,三、 电阻

17、,1、定义式：,2、决定式：,金属导体电阻率随温度升高而增大：,电阻率由材料决定,-与欧姆定律意义不同,-电阻定律（适用粗细均匀物体）,直线斜率（或斜率倒数）表示电阻,伏安特性曲线：,3、变阻器：,、限流接法：,、分压接法：,滑动变阻器,电位器,电阻箱,可变电阻,接线法：1上1下,接线法：1上2下,阻值应较大增大调压范围,阻值应较小增强调压均匀性,电路总功率较小（优）,电路总功率较大（缺）,4、复杂电路的电阻：,、串联电路总电阻大于任一部分电阻 并联电路总电阻小于任一支路电阻,、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）,定性：,定量：,-等效电路的化简,:电势分析法：,导体（电

18、阻）中，沿着电流方向电势降低,某导体（电阻）中是否有电流以及流向,决定了电路的连接方式,所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体,某导体（电阻）两端的电势高低,四、 电功与电功率,1、电功：,2、电功率：,单位：焦耳（J）、度千瓦时（瓩时)(KWh),1度=1000W3600S=3.6106J,3、效率：,五、 电功与电热,1、焦耳定律：,2、纯电阻电路：,热效率=100%,对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用,3、非纯电阻电路：（电动机）,当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路,某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A.当电压为U2=3

19、6V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A.求这时电动机的机械功率是多大?,P机械=31W,家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性,PCT元件具有发热、控温双重功能.对此,以下判断中正确的是( ) A.通电后,其电功率先增大后减小 B.通电后,其电功率先减小后增大 C.当其产生的热量与散发的热量相等时, 温度保持在t1或t2不变 D.当其产生的热量与散发的热量相等时, 温度保持在t1至t2间的某一值不变,AD,六、 闭合电路欧姆定律,1、表达式：,2、路端电压变化规律：, 与外阻的关系：,物理意

20、义：,与电流的关系：,短路电流,4、闭合电路中的功率：, 电源的总功率：P总=I, 电源内耗功率：P内=U内I=I2r, 电源输出功率： P出=UI=I-I2r,实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示( ),A. B. C. D.,I,o,U,I,I,I,o,o,o,U,U,U,下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象( ),A,C,一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速度为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的 ,再给它两端加上电压U

21、,则( ),C.自由电子定向移动的平均速率为,B.通过导线的电流为,D.自由电子定向移动的平均速率为,A.通过导线的电流为,BC,1、电源的输出功率：,讨论:,当R一定，r可变，则r0，P出最大，,当r一定，R可变，因 则当R=r时，P出最大，,七、 欧姆定律综合应用,PR图像,当P出 ，对于外阻有两个解R1R2,已知如图,R1=6,R2=3,R3=4,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。,1:2:6,图为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计,变阻器总电阻为r.闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线( ) A. B

22、. C. D.,C,如图所示,分压电路的输入端电压为U=6V,电灯L上标有“4V、4W”,滑动变阻器的总电阻Rab=13.5,求当电灯正常发光时,滑动变阻器消耗的总功率.,P=4W,对复杂电路分析,一般情况下用等势点法比较方便简洁. （1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）. （2）在外电路,沿着电流方向电势降低. （3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系. （4）不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响,如图所示的电路中,R1=10,R2=4,R3=6,R4=3, U=2.4V.在ab间接一只理想电压表,它的读数是 ;如在ab间接一只理想电流表,它的读数

23、是 .,2/3A,1.8V,2、含电容器的直流电路：,、电容器在稳恒电路中处于断路状态,、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流，在稳恒状态下是无用的盲端电阻，处于等势状态,步骤：,摘除电容器及无用电阻，化简及确立等效电路,电容器视为伏特表，分析电容器所并联的电阻及两端的电压,用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5,额定功率为1W);电流表A1(量程00.6A,内阻0.2);电流表A2(量程03A,内阻0.05);电压表V1(量程03V,内阻3k);电压表V2(量程015V,内阻15k);滑动变阻器R0(0100),蓄电池(电动势为6V)、开关、导线. 为了较准

24、确测量Rx阻值,电压表、电流表应选_,并画出实验电路图.,A1,V1,“口诀法”：,串反并同,与变阻器“串”的，UIP变化规律与变阻器相反,与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同,“串”具有完全相同或部分关联的电荷流,“并”完全不相关联的不同支路的电荷流,“串”R1、R3,“并”V、A、R2、R4,R5变小,3、直流电路的动态变化分析：,（定性）,4、电路故障问题：,断路：表现为电流为0，而电压不为0,短路：表现为电压为0，而电流不为0,现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常,重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势,电压表，欧姆表,1、电压表：,串联分压电阻,2、电流表：,并联分

25、流电阻,电表的串并联：,设两改装的表头相同，量程不同,、两电压表V1、V2并联,、两电压表V1、V2串联,、两电流表A1、A2串联,、两电流表A1、A2并联,读数相同，指针偏角不同,指针偏角相同，读数不同,指针偏角相同，读数不同,读数相同，指针偏角不同,九、伏安法测电阻,外接法,内接法,误差原因：,伏特表分流安培表读数偏大,安培表分压伏特表读数偏大,解决方案：,适宜测低阻,适宜测高阻,外 内,小,大,十、实物电路连接,1、特点及注意事项：,、注意量程，及正负极性,、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接,2、实例：,、导线必须接于接线柱，且不能相交（铅笔草稿）,伏安法测电阻,在横轴上的截距表示

26、电源的短路电流,图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,图象的物理意义,电源的外特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象,E,I短,电源的功率和效率,功率：,电源的功率(电源的总功率)PE=EI,电源的输出功率P出=UI,电源内部消耗的功率Pr=I2r,电源的效率：,内外电阻相等时, 电源的输出功率最大,电源的输出功率最大时,其效率只有50,已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。,把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6,所以,当R2=6时,R2上

27、消耗的功率最大为1.5W,R2=2时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W,R1是定值电阻,电流越大功率越大,所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W,如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为2.0,则这只定值电阻的阻值为_.现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是_W,6,50,电路的动态变化分析：,(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况 (2)判断闭合电路干路电流的变化情况 (3)依据U=E-Ir

28、,判断外电路电压(路端电压)的变化情况 (4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化,如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2,下列说法中正确的是( ),A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C.U1U2,BD,A、R1短路 B、R2短路 C、R3短路 D、R1断路,A,电路故障分析题型,如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障( ),A直流10V挡 B直流0.5A挡 C直流2.5V挡 D欧姆挡

29、,在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是( ),A,来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流.已知质子电荷e=1.6010-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为_.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2，则n1:

30、n2=_.,由于各处电流相同,设这段长度为l,其中的质子数为n个,如图是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h, 电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上. 整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方 向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加 速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向, 从电压表的

31、读数变化可以测出加速度的大小.,(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a与角的关系及加速度a与电压表读数U的对应关系.,(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?,练习用多用电表测电阻,操 作 内 容,一、测几百欧姆的电阻R1,1会正确选档。,2会调零。,3记下电阻数值。,二、测几千欧姆的电阻R2,5. 实验完毕：测量完毕，表笔从测试笔插孔拔出，并不要把选择开关置于欧姆档，可置选择开关于交流250V或OFF档。器材要排列整齐。,4会换档，会重新调零，正确记下电阻数值。,练习用多用电表测电阻,选择适当的量程 表笔短接，调节“调零电阻” 测量双手不可碰到表笔的金属部分 尽量使指针指向表盘刻

32、度的中间。如果不满足，应换量程！ 读数：表盘示数倍率 实验结束后，把多用表调到“OFF”档,第三章 磁 场,1、磁场的产生 2、磁感线 3、磁感应强度 4、安培力 5、洛伦兹力 6、带电粒子在匀强磁场中的运动 7、应用实例 8、复合场,一、磁场的产生,1、产生：,磁体（磁极）、电流（运动电荷）,2、电本质：,3、磁现象：,磁体安培分子电流假说,磁极间相互作用：同名相斥，异名相吸,电流间相互作用：同向相吸，反向相斥,磁场对电流作用：安培力,左手定则,电流,所有磁场都是运动电荷（电流）产生,磁场对运动电荷作用：洛伦兹力,分子电流大小：,二、 磁感线,1、应用：,2、特点：,对于磁体：外部NS，内部

33、SN,-右手螺旋定则（安培定则）,大小：B疏密程度,方向：B的切线,不相交，不中断，闭合,3、常见电流的磁场（磁感线）：,、直线电流,（电流的磁效应）奥斯特,、环形电流,、螺线管电流,4、常见（磁体）的磁场：,、匀强磁场：,、条形磁铁：,、蹄形磁铁：,、地磁场：,同条形磁铁（通电螺线管）磁场 N极在地理南极，S极在地理北极 赤道B水平向北 南半球B斜向上，北半球B斜向下,三、 磁感应强度B,1、定义式：,2、单位：特斯拉（T）,3、矢量性：,-定量描述磁场的强弱,磁感应强度B的方向：（磁场方向）,（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向）, 磁感线的切线,四、 磁场对电流的作用,1、安培力

34、：,大小：,方向： 左手定则,、一般情况，F=ILB=ILB,、当IB，F最大，F=ILB,、当IB，F=0,3、解题一般步骤：,判断安培力方向,其它力受力分析,注意选择视图（视角） 将立体受力图应转化成平面力图,列力学主方程：,列电学辅助方程:,解方程及必要的讨论（“答”）,平衡方程 牛二方程（动能定理）,F=ILB Q=It =IR .,五、 洛伦兹力,1、磁场力：,2、洛伦兹力大小：,安培力：,洛伦兹力：,磁场对电流作用（宏观）,一般位置，f=qVB =qVB ,当VB，f最大，f=qVB,当VB，f=0,与正电荷速度同向 与负电荷速度反向,注意四指方向：（电流方向）,磁场对运动电荷作用

35、（微观）,3、洛伦兹力方向：,左手定则（类似安培力）,六、 带电粒子在匀强磁场中的运动,1、当VB：f=0，匀速运动,2、当VB：,洛伦兹力总是垂直速度，永远不会做功,运动周期：,运动性质：匀速圆周运动（f为向心力）,轨道半径：,3、解题思路：（匀速圆周运动）,圆心半径的确定：,运动轨迹中任两点的切线的垂线交点即为圆心,飞行时间的确定：,周期、圆心角,圆心角等于偏转角,运动时间： t=/360 T,七、 综合应用实例分析,1、速度选择器：,与粒子的质量、电量及正负无关,E,B,V,Eq,Eq,qVB,qVB,2、质谱仪：,测定荷质比、元素鉴定分析,3、回旋加速器：,极板间交变电场周期T等于回旋

36、周期T回,交变电场中的（加速）运动时间忽略,N为回旋周期数,dR,八、复合场 综合应用类型题归纳,1、直线运动：,2、圆周运动：,受力平衡匀速直线运动,如：速度选择器、霍尔效应、磁流体、电磁流量计,辐射电场（重力场）中: 匀速圆周运动,（只讨论匀强磁场）,匀强电场、重力场中：匀速圆周运动,3、复杂曲线运动：,匀强电场、重力场中：单摆运动,例：地球表面、匀强磁场中的带电小球摆动,洛伦兹力沿绳子所在的直线,左摆、右摆时，洛伦兹力方向相反,摆球的周期与洛伦兹力无关,唯一思路：动能定理（能量守恒）,注意：电子、质子、粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时，一般都不计重力，但质量较大的质点（如带电尘粒、油

37、滴、小球）在复合场中运动时，不能忽略重力.,【例1】 如图7所示，边长为100 cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO的左右两侧分别存在方向相同，磁感应强度大小各为B10.6 T，B20.4 T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？,解析：根据磁通量的定义，分别求出转动前后通过线圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改变量 在原图位置，磁感线与线圈平面垂直,答案：0.1 Wb 1.0 Wb,变式1：如图8所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直

38、，通过两环的磁通量a、b比较，则 ( ) Aab Bab Cab D不能确定,解析：由于磁场的磁感线是闭合曲线，在磁体内是由S极指向N极，在磁体外是由N极指向S极，且在磁体外的磁感线分布在磁体的周围较大的空间又由于穿过圆环a、b的磁通量均为内外，因此面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小故A正确 答案：A,【例2】 下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是 A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关,解析：磁场

39、中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，故选项A错误，选项D正确通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B错误虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为0)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错误 答案：D,高分通道 对磁感应强度要理解定义式和决定因素,变式2：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，跟放在该点的试探电流元

40、所受磁场力方向一致 C在磁场中某点的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，磁感应强度越大,解析：磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处为一恒量，其大小可由B 计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向垂直，B错当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽电流元受磁场力为零，但磁感应强度却不为零，C错磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确 答案：D,【例3】 如图9所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导

41、线，a、b、c是等边三角形的三个顶点，电流大小相等，a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B，求O处的磁感应强度,解析：首先求出a、b、c三根导线电流在O处各自形成的磁场的大小和方向，然后利用平行四边形定则进行合成由于OaObOc，所以在各电流等大的前提下，各处的电流在O点的磁感应强度大小也都为B，根据安培定则，各电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和O的连线，如图10所示，由图中几何关系知Ba与Bb互成夹角为120，所以根据平行四边形定则，a、b在O处的合磁感应强度为B，方向水平向右，所以O处的总磁感应强度大小为2B，方向平行ab连线向右,答案：2B，方向平行ab连线向右,高分通道 (1)

42、磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 (2)在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”电流方向，四指指“结果”磁场绕向；在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”电流绕向，大拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向,变式3：(2008年宁夏卷)在等边三角形的三个顶点a、b、c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，方向如图11所示过c点的导线所受安培力的方向 ( ) A与ab边平行，竖直向上 B与ab边平行，竖直向下 C与ab边垂直，指向左边 D与ab边

43、垂直，指向右边,解析：a处导线在c处产生的磁场B1的方向垂直于ac连线向左下方，b处导线在c处产生的磁场B2的方向垂直于bc连线向右下方B1和B2的合磁场B的方向竖直向下由左手定则可判断出过c点的导线所受安培力的方向与ab边垂直，指向左边C正确 答案：C,【例4】 如图12所示在倾角30的斜面上，固定一金属框，宽l0.25 m，接入电动势E12 V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数 .整个装置放在磁感应强度B0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2

44、),解析：先根据闭合电路欧姆定律求出电流I，进而求出安培力当F安mgsin时，Ff静沿导轨向下，当F安mgsin时，Ff静沿导轨向上，最后由力的平衡条件列式求解金属棒受到四个力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F安，沿框面的静摩擦力Ff静金属棒静止在框架上时，Ff静的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑,当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F安较小，在金属棒重力分力mgsin作用下棒有沿框架下滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图13所示金属棒刚好不下滑时满足平衡条件,当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F安较大，会使金属棒产生沿框面上滑的趋势因此

45、，框架对棒的摩擦力沿框面向下，受力如图14所示金属棒刚好不上滑时满足平衡条件：,答案：1.4 R8.2 高分通道 (1)解决有关通电导体在磁场中的平衡问题，关键是受力分析只不过比纯力学中的平衡问题要多考虑一个安培力 (2)画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的方向等)是画好受力分析图的关键 (3)由于安培力、电流I、磁感应强度B的方向之间涉及到三维空间，所以在受力分析时要善于把立体图转化成平面图,变式4：如图15所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为L的导体棒

46、ab由静止释放，求导体棒在释放的瞬时加速度的大小,解析：根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的通电导线若放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的在磁场场源稳定的情况下，磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是惟一确定的，与放入该点的检验电流导线无关选项C正确根据左手定则，磁场力方向与磁感应强度方向垂直，选项D错误 答案：C,2(2009年海南卷)一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向

47、上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是 ( ),解析：由左手定则知D正确 答案：D,3两根导电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图17所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( ) Aa点 Bb点 Cc点 Dd点,解析：由安培定则及平行四边形定则可知，I1、I2在c、d两点的磁感应强度方向有一夹角，则合磁感应强度一定不为零I1、I2在a、b两点的磁感应强度方向相反，则合磁感应强度可能为零故选AB. 答案：AB,4如图18所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中间的上方固定一根长直导线A，现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流，则