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文档简介
选修3-1综合复习第一部分:基础知识第二部分:提纲和例题第一部分:基础知识第一章电场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①摩擦起电;(绝缘体)②接触起电:(导体)③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:①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷,总电量两球均分㈡: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、场强的叠加:①定义式:②单位:N/CV/m矢量方向:规定正电荷受力方向③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)+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA四、电场线1、应用:2、特点:①定性判断场强大小、方向:②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密③电场线存在于正负电荷及无穷远(大地)三者之间①从正电荷出发,终止于负电荷②不闭合、不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合3、常见电场的电场线:①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场五、静电平衡2、静电平衡导体的特点:③净电荷只能分布于导体表面②表面附近的场强垂直于导体表面④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φ1、定义:2、单位:伏1V=1J/C3、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φA>φB>OφA<φB<OABAB1、定义:七、电势差:(电压)2、决定式:uab=φa-φb
◆单下标或无下标时取绝对值
有下脚标时应注意正负号uab=-uba3、绝对性:与零势点无关4、场强与电势无必然联系:③场强相等,电势不一定相等;电势相等,场强不一定相等①场强为0,电势不一定为0;电势为0,场强不一定为0②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)③静止的电荷在电场力作用下(或电场力做正功情况)①只决定于起点、终点的电势差,与路径无关②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:①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差九、电容器:——平行板1、定义式:ε≥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(μF)皮法(pF)——普适通用1F=106μF=1012pF4、平行板电容器两种充电方式:U不变①
电源保持连接状态②
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:①
牛顿运动定律②
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”:mgEqG‘ABo“最低点”:V最大,动能最大,绳子最易断“最高点”:V最小,临界点,绳子最易弯曲①
粒子落在极板上②
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θ③
粒子先经过加速电场再进入偏转电场④
粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY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(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①电流处处相等②电压:U=U1+U2+U3+③电阻:R=R1+R2+R3+二、串并联电路基本特点:1、串联:2、并联:④电压分配:与电阻成正比⑤功率分配:与电阻成正比①各支路电压相等④电流分配:与电阻反比⑤功率分配:与电阻反比②电流:③电阻:三、电阻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ρ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:UIIU3、变阻器:①、限流接法:②、分压接法:滑动变阻器电位器电阻箱可变电阻RR0RR0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:①、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②、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㈠:电势分析法:导体(电阻)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R3R2R1VR3R2R1VAR3R2R1VAR3R2R1AR2R1R3四、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=1000W·3600S=3.6×106J3、效率:五、电功与电热1、焦耳定律:2、纯电阻电路:热效率η=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,等同于纯电阻电路六、闭合电路欧姆定律1、表达式:2、路端电压变化规律:①与外阻的关系:◆物理意义:②与电流的关系:UoAB短路电流Uo4、闭合电路中的功率:①电源的总功率:P总=εI②电源内耗功率:P内=U内I=I2r③电源输出功率:P出=UI=εI-I2r1、电源的输出功率:讨论:当R一定,r可变,则r→0,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P—R图像OP出RrR1R2◆当P出<,对于外阻有两个解R1R22、含电容器的直流电路:①、电容器在稳恒电路中处于断路状态②、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R3R2R1R4Cabεr①“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R3R2R1AVR4R5abεr“串”——R1、R3“并”——V、A、R2、R4R5变小↗↘3、直流电路的动态变化分析:(定性)4、电路故障问题:①断路:表现为电流为0,而电压不为0②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,欧姆表并联串联接法测电压测电流检流用途通路(磁电式仪表)结构>>Rg<<RgRg内阻G表串联分压高电阻G表并联分流低电阻——改装伏特表○安培表○灵敏电流计
○八、电表的改装1、电压表:◆串联分压电阻GRgRVGRgRA电压表内阻:R内=R+Rg→∞2、电流表:◆并联分流电阻电流表内阻:R内→0◆电表的串并联:设两改装的表头相同,量程不同①、两电压表V1、V2并联②、两电压表V1、V2串联③、两电流表A1、A2串联④、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RxAVRxAV◆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:①、注意量程,及正负极性②、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接2、实例:③、导线必须接于接线柱,且不能相交(铅笔草稿)◆伏安法测电阻练习用多用电表测电阻操
作
内
容
一、测几百欧姆的电阻R11.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R25.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测量结果记录(1)、R1=
;选择开关倍率:
。(如:×100)
(2)、R2=
;选择开关倍率:
。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①磁极间相互作用:同名相斥,异名相吸②电流间相互作用:同向相吸,反向相斥③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④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N→S,内部S→N-----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):①、直线电流(电流的磁效应)——奥斯特②、环形电流③、螺线管电流4、常见(磁体)的磁场:③、匀强磁场:①、条形磁铁:②、蹄形磁铁:××××××××××××××××BB④、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B1、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)①(规定)小磁针N极的受力方向(静止时N极指向)②磁感线的切线四、磁场对电流的作用1、安培力:①大小:②方向:左手定则㈢、一般情况,F=IL⊥B=ILB⊥㈠、当I⊥B,F最大,F=ILB㈡、当I∥B,F=03、解题一般步骤:①判断安培力方向②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③列力学主方程:④列电学辅助方程:⑤解方程及必要的讨论(“答”)平衡方程牛二方程(动能定理)F=ILBQ=Itε=IR…….五、洛伦兹力1、磁场力:2、洛伦兹力大小:①安培力:②洛伦兹力:磁场对电流作用(宏观)③一般位置,f=qV⊥B
=qVB
⊥①当V⊥B,f最大,f=qVB②当V∥B,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(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V∥B:f=0,→匀速运动2、当V⊥B:◆洛伦兹力总是垂直速度,永远不会做功③运动周期:①运动性质:匀速圆周运动(f为向心力)②轨道半径:3、解题思路:(匀速圆周运动)①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②飞行时间的确定:周期、圆心角圆心角等于偏转角ββ
运动时间:
t=θ/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EBVEqEqqVBqVB2、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d<<R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①辐射电场(重力场)中:匀速圆周运动(只讨论匀强磁场)②匀强电场、重力场中:匀速圆周运动mgEq3、复杂曲线运动:③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、α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、油滴、小球)在复合场中运动时,不能忽略重力.第二部分:提纲和例题
1.电场
(1)电荷:两种电荷,电荷守恒,基本电荷。库仑定律:F=k
(2)电场强度(力的属性)(2)电场强度(力的属性)普遍定义式:,真空中点电荷匀强电场:(3)电势(能的属性)电势:电势差:电场力做功:,电势能:(4)带电粒子在电场中的运动
直线加速:qUab=Eb-Ea
电势能、动能守恒偏转加速:qE=ma,y=at2/2,x=v0t(5)电容电容器的电容:C=Q/U平行板电容器的电容:C=正电荷受力方向是该点的电场方向沿电场线方向电势逐渐降低电场线密集的区域场强大电场力做正功,电势能减少电场线总是垂直于等势面带电粒子轨迹弯曲方向是受电场力方向2.稳恒电流(1)部分电路欧姆定律电流定律:I=q/t电阻定律:R=ρl/S欧姆定律:I=U/R(2)闭合电路欧姆定律电动势:数值上等于电路中通过一库仑电荷量时电源所提供的能量路端电压:U=ε-Ir闭合电路欧姆定律:(3)串、并联电路串联电路特点:
I、U、R、P并联电路特点:
I、U、R、P(4)电路中能量转化测电阻、包括测金属电阻率(用电压表、电流表、电阻箱等)测电池的电动势和内阻(用电压表、电流表、电阻箱等)电流表改装电压表,多用电表探索黑箱内的元件描绘小电珠的伏安特性曲线(5)实验电功:W=qU=IUt,电功率:P=W/t=IU电功:W=qU=IUt,电功率:P=W/t=IU焦尔定律:Q=I2Rt,P热=I2R电源:P源=Iε,P出=IU端,P内=I2r3.磁场(1)磁现象的电本质:电流产生磁场(2)描述磁场磁感应强度:B=F/IL(三个量互相垂直)磁通量:=BS
B┴S,标量,有正、负之分磁感线:封闭曲线,密、疏表示B大小,方向:小磁针静止时N极指向(3)相互作用安培力洛仑兹力直线电流:F=ILBsinθ,方向:左手定则运动电荷:f=qvB,方向:左手定则在匀强磁场中作圆周运动:f=qvB提供向心力:qvB=(磁电式电表)电场描述电场性质的物理量场强:描述电场力学性质的物理量电势(电势差):描述电场能的性质的物理量描述放入电场中的电荷的物理量电场力:电场对放入其中的电荷的作用力电势能:电场给予电荷的能量+q电场学习的总思路一、概念和规律的复习场强E与电势φ场强与电势差电场强度E和电场力F电势φ与电势能ε=qφ电荷运动轨迹与电场线电场力做功W和电势能EP的变化电场线与等势面的关系场强方向和电势降低的方向1、易混淆的几个概念的区别与关系问题:1、确定电场强度大小的方法①根据定义式E=F/q;②点电荷电场,E=kQ/r2;③匀强电场,场强处处相等,且满足E=U/d;④电场线密(疏)处场强大(小)2、如何判断电势的高低?启发学生用多种方法判断然后将学生回答内容归纳可能方法有:①根据电势的定义式Ф
=W/q,将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点,外力克服电场力做功越多,则该点的电势越高;②将q、EP带符号代入Ф
=EP/q计算,若Ф
>0(<0),则电势变高(低);③根据电场线方向,顺(逆)着电场线方向,电势越来越低(高);④根据电势差,若UAB>0(<O),则Ф
A>Ф
B(Ф
A<Ф
B);⑤根据场强方向,场强方向即为电势降低最快的方向概念和规律是非题1、若将放在电场中某点的电荷q改为-q,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反。2、若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。3、沿电场线方向,场强一定越来越小。4、若电荷q在A处受到的电场力比B点时大,则A点电场强度一定比B点的大。5、电场中某点电场线的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向。6、无论什么电场,场强的方向总是由高电势指向低电势。7、已知A、B为某一电场线(直线)上的两点,由此可知,A、B两点的电场强度方向相同,但EA和EB的大小无法比较。8、在电场中,电场强度越大的地方电势越高。9、若某区域内各点的电场强度均相等,则此区域内各点的电势一定相等。10、原静止的点电荷在只受电场力时,一定从电势高处向电势低处运动。11两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。12、电荷沿电场线方向移动时,其电势能一定减小。13检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时,它在该点具有的电势能也一定大。14、把两个异号电荷靠近时,电荷电势能增大。15、若电场中A、B两点间的电势差为零,则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。16、将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。17、电荷在电场中移动时,若电场力对电荷做正功,电荷的电势能一定减小,而电荷的动能不一定减小。18、电容器极板上的电荷数量越多,电容器的电容就越大19、静电平衡导体内部的场强为零,电势也为零20、只在电场力作用下,电场力一定对电荷做功。
2、关于库仑定律与电荷守恒定律例1.两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),带有等量的异种电荷量,相隔一定距离,两球之间的引力的大小是F.今让另外两个与A、B相同的不带电的金属小球与A、B两球两两接触后移开另外两个球.这时,A、B是两球之间的相互作用力的大小是()A.F/8B.F/4C.3F/8D.3F/4点评:三个金属球两两接触,电荷平分且电荷守恒。电荷之间的作用力按照库仑定律求解B
例2:有两个完全一样的金属小球A、B,A带电量7Q,B带电量-Q,相距为r,已知球的半径比r小得多。⑴将两小球接触后放回原位置,小球间库仑力是原来的多少倍?⑵将不带电的相同小球C与A接触后移去,A、B间库仑力为原来多少倍?⑶将不带电的相同小球C与A接触后再与B接触后移去,A、B间库仑力为原来多少倍?⑷将不带电的相同小球C反复与A、B球接触,最后移去C球,试问A、B间的库仑力变为原来的多少倍?9/71/24.375/74/73、关于受库仑力作用的电荷的平衡问题及场的叠加
例3:在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。①在该直线上的哪个位置的场强为零(除了无穷远的地方)?②将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?这个电荷点什么电?③若A、B不固定且要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?+4QAB-Q三点共线、两同夹异、两大夹小解题“重过程、讲道理、讲条理”。
例7:已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球,两两间的距离都是l,A、B电荷量都是+q。给C一个外力F,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求:⑴C球的带电电性和电荷量;⑵外力F的大小。
AB
CQC=-2q,F=3FB=3FAB=点评:电学问题,力学方法。研究对象的选取,受力分析
例8、一摆长为L的单摆,摆球质量为m,带有负电荷,电量为q,如果悬点A处放一正电荷,电量也为q,要使摆能在竖直平面内作完整的圆周运动,如图所示,则摆在最低点的速度最小值为多少?最高点临界条件:T=0选用物理规律:向心力公式+能量守恒+-VA-GF电分析:能使物体在竖直面内做完整的圆周运动,通过最高点就要有最小的向心力,即:例1:如图4所示,匀强电场的电场强度为E,A、B是电场中一条电场线上的两点,若A、B间的距离为d,则这两点间的电势差等于:A.EdB.E/d
C.d/ED.1/Ed图4ABE4、在匀强电场中,与电势差的关系例2.如图1—25—3所示,a、b、c是一条电场线的三点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离,用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强,可以判定A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>EcC.φa–φb=φb–φaD.Ea=
Eb=
EcA图1—25—3A①根据定义式②点电荷电场,③匀强电场,场强处处相等,且满足E=U/d;④根据电场线来判断⑤根据等势面来判断5、判断场强大小的方法7、判断电场强度方向的方法.①正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向;②电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向;③电势降低最快的方向就是场强的方向.6、比较电势高低的方法(1)、沿电场线的方向,电势降低(2)、在电场中,电场力对正电荷做正功时,沿正电荷的运动轨迹,电势降低。(3)、当电场中两点间的电势差大于零时,电势降低。反之升高。(4)、根据场强的方向,来确定电势的高低。方法一:
根据电场力做功的正负判断,若电场力对移动电荷做正(负)功,则电势能减少(增加);方法二:
根据公式Ep=qφ
;WAB=qUAB计算。7、比较电荷电势能的大小8、电场线的作用:判定场强方向;描述场强的大小;描述电势的变化。要清楚几种典型的电场的电场线的分布9、等势面、电场线的关系例题1.如图4所示,平行直线表示匀强电场的电场线,但未标出方向,电荷量为+10-2C的粒子仅受电场力作用下,由A点运动到B点,动能损失0.1J,若A点的电势为-10V,则:(1)判断电场线的方向;(2)求B点的电势;(3)粒子运动的轨迹是1还是2?图4AB12答案(1)向左(2)0(3)应是2变形:要是平行的直线是等势面答案如何?答案(1)向下(2)0(3)应是1例题2.如图2所示,一电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点。运动电荷所带电荷的电性是
。比较A、B两点的:加速度aA
aB;速度vA
vB;动能EkA
EkB;电势能EpA
EpB。Q图2AB答案:正电荷大于;小于;小于;大于变形:不给起点和终点,只给出虚线是轨迹,分析物体运动的轨迹在速度与合外力两方向之间vBF例3.如图1所示,在点电荷+Q形成的电场中有一个带电粒子通过,其运动轨迹如图中实线所示,虚线表示电场的两个等势面,则[
]A.等势面电势UA<UB,粒子动能EKA>EKBB.等势面电势UA>UB,粒子动能EKA>EKBC.等势面电势UA>UB,粒子动能EKA<EKBD.等势面电势UA<UB,粒子动能EKA<EKB点评:说说思路,首先说点电荷的电场线的分布,画出过A点的电场线,做出A点轨迹的切线方向。电荷在运动过程中只有电场力做功,动能和电势能相互转化,但总能量不变VFθA例4.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是(不计重力)
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点一定是从P点向Q点运动
C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小abcPQ点评:描绘电场线,提高对电场线和等势面关系的认识。通过电场线的描绘来说明等势面的电势高低,同时说明质点的电性。练习1、一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度——时间图象如图甲所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的C练习2、如图所示,甲图是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点,一负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b,在这个过程中,电荷的速度时间图象如乙图所示,比较a、b两点电势的高低和场强的大小A、Φa>ΦbEa<EbB、Φa>ΦbEa=EbC、Φa<ΦbEa>EbD、Φa<ΦbEa=Eb
ab甲vto乙点评:先分析速度图像,电荷的加速度是恒定的,电场应该是匀强电场。速度逐渐减小说明动能在逐渐减小电场力是由b指向a的。场强方向由a到b.
这两道题可以训练通过图像来捕捉信息,建立完整的物理情景。练习3、某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为
P和
Q,则()
A.EP>EQ
,
P
>
QB.EP>EQ,
P<
Q
C.EP<EQ,
P
>
QD.EP<EQ,
P<
Q
点评:提高用电场线描述电场的认识。等量的异种电荷正电荷发出的电场线和负电荷接收到的电场线的条数应该相等。电场线是守恒的A练习4、如图所示,圆O在匀强电场中,场强方向与圆O所在平面平行,带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带微粒的动能最大,图中O是圆心,AB是圆的直径,AC是与AB成角的弦,则匀强电场的方向为()A.沿AB方向 B.沿AC方向C.沿OC方向 D.沿BC方向点评:提高对场的空间分布的认识。对等势面的认识的提高场强的方向是:CABCO二、电容器、静电平衡状态下的导体平行板电容器两个要点:U不变还是Q不变.三个关系:1.C=S/4kd
2.C=Q/U
3.E=U/d
Q不变.1.d↑→C↓→
↑→U↑→E不变.2.S↑→C↑→↓→U↓→
E↓.3.↑→C↑→↓→U↓→E↓.U不变.1.d↑→C
↓
→E↓→Q↓.2.S↑→C
↑→E不变→Q↑.3.↑→C
↑
→E不变→Q↑
.例1、一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S,电容为C。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时,电容器极板间()
A.电场强度不变,电势差变大
B.电场强度不变,电势差不变
C.电场强度减小,电势差不变
D.电场强度较小,电势差减小点评:断开电源就是上的电荷量不变,当两极板的距离增大时,电容器的电容就减小d↑→C↓→
↑→U↑→E不变A练习、如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置,平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地.
(1)指出下列三个图所示的情况下,静电计指针的偏转变化情况:
①正对面积减小时,静电计指针的偏转______;
②板间距离增大时,静电计指针的偏转______;
③插入电介质时,静电计指针的偏转______.
(2)实验说明平行板电容器的电容与正对面积、板间距离,电介质的介电常数之间的关系为:
_________________________.
例3:如图6所示,已知平行板电容器带电量为Q,且保持不变;场强为E,两板间距离为d,则(1)两板间电压U=
,电容C=
;(2)若有一带电液滴,质量为m,在两板间的处于静止状态,则液滴带何种电荷?电荷量是多少?
图6d+Q-QEL例2.有一电容器,带电量1.0×10-5C时,两板间电压为200V,如果使它带电量增加1.0×10-6C,这时它的电容是5×10-8F,两板间电压是220V。点评:题中易错的地方是:对电荷量的认识,错误的认为,题中给出的电荷量是两个极板是的电荷之和。答案:(1)(2)液滴带负电,mgEq(3)若下面的极板向上移动一段距离,电容C
;液滴将向哪个方向移动?为什么?(变化练习:U不变时,情况怎样?)
(4)若d保持不变,将上板向左平移L/4,下板向右平移L/4,电容C´=
,板间电压U´=
2U
,场强E´=
2E
,液滴的加速度a=
Eq/m
,方向
向上
。图6d+Q-QELm(5)正极板接地,上极板向上移动一小段距离,液滴所在处的电势
降低
液滴的电势能如何变化
减小
减小例3、如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()
A.带点油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带点油滴的电势将减少
D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大平行板电容器、电势、电容、受力分析例4.如图3所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ.[]A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变答案:AD三、带电粒子在电场中的运动⑴基本粒子:如:电子、质子、离子、原子核,常不计重力⑵带电微粒、小球、液滴,常要考虑重力2、电场?1、什么带电体?⑴匀强电场⑵非匀强电场⑶周期性变化的电场3、带电粒子在电场中的运动形式只在电场中加速运动减速运动匀加速直线和曲线变加速直线和曲线匀减速直线和曲线变减速直线和曲线匀速圆周运动在复合场中的运动静止加速运动减速运动匀加速直线和曲线变加速直线和曲线匀减速直线和曲线变减速直线和曲线圆周运动4、解决的思路和方法电场中的规律和力学方法:这类问题本质上是一个力学问题,应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律。要注意的是:
(1)对于具体问题要分清:场的条件和在场中运动电荷的条件(2)做好受力分析(3)加速度(4)由研究问题的本质上来分析:如电荷在匀强电场中的偏转问题,关键在于研究的方法---分解。通过时间这个物理量来连接两个分运动。(类)平抛运动模型类平抛运动牛二律+运动学+运动的合成分解动能定理单质点v0xysvyvt例1、如图所示,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和α粒子分别从A点由静止释放,到达B点时它们速度大小之比为多少?ABQ解析:质子和α粒子都是正离子,从A点释放将受电场力作用加速运动到B点。设AB两点间的电势差为U,由动能定理有例2、两块相距为d的平行金属板AB竖直放置,两板间的电压为U,一质量为m,带电大小为e的电子以初速度v0沿与板面垂直的方向射入电场,若AB两板间距足够大,电子不能射出电场。求:(1)电子运动的最大距离(2)电子射入电场到回到射入点所经历的时间e
A+B-点评(1)对电子做功的电压不是U,而是U的一部分,应该是:
(2)竖直上抛运动模型的应用答案:例3、如图所示,水平放置的平行板电容器两极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电荷量为q,它从上极板的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板N的边缘射出,则A、微粒的加速度不为零B、微粒的电势能减小了mgdC、两极板的电势差为D、M板的电势低于N板的电势点评:要求用力学分析问题的方法来解决,做好受力分析,才能对电荷的运动性质做出判断。对答案做出正确的选择。mgEqC例4.质量为m,电荷量为q的带电粒子,经过加速极电压U1加速后,平行极板进入偏转极电场,偏转极电压为U2.已知偏转极极板长度为l,两板间的距离为d.求带电粒子射出电场时侧向偏移距离y和偏转角.动能的增量。vyv0这类问题的研究方法:分解为两个分运动来处理。练习,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是()
A.U1变大、U2变大
B.U1变小、U2变大
C.U1变大、U2变小
D.U1变小、U2变小图7U1U2θB
由结论式可知偏转角的正切值,与电荷无关,只和场有关例5:如图7-24所示,有三个质量相等,分别带正、负电和不带电的微粒,从左侧中央匀强电场方向射入匀强电场中,它们分别落在正极板的A、B和C处,将落在A、B、C处的微粒分别称为微粒A、B和C,则这三者带电种类的情况是:A
电,B
电,C
电,这三者在电场中运动的时间关系是:TA
TB
TC,这三者在电场中的加速度关系是:aA
aB
aC,这三者到达正极板时的动能关系是:EA
EB
EC。图7-24Cqmv0BA正不带负>>>>例6、一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置,两板距离为d.在距上板高h处,有一质量为m,电荷量为+q的带电质点从静止释放。1.为使带电质点落到下板时的速度恰好为零,两板间的电压为多少?哪板电势高?2.带电质点运动到两板正中间时,速度为多大?力电综合、动能定理例7、空间有一区域,存在水平方向的匀强电场,场强为E,一带电微粒质量m,以与水平方向成角斜向上的速度v射入该匀强电场区域,并做直线运动。求:
1.微粒的电性和电量
2.微粒在电场中运动的最大位移
3.在电场中运动时间
4.电荷电势能的变化量q=mg/Etans=v2sin/2gt=2vsin/g
增加了mv2cos2/2物体做直线运动的条件、运动学、电势能Eqmg例8、矩形的绝缘板固定在水平面上,另一质量为m带电荷为q的小物体沿板的上表面以某一初速度从左端A水平向右滑上该板,整个装置处于竖直向下的匀强电场中,小物块沿板运动至右端B恰好相对板静止。若场强大小不变而方向反向,当小物块仍由A端以相同的速度滑上该板面,则小物块运动到2/3处,就相对板静止了。求(1)小物块带何种电荷?(2)匀强电场的场强大小?V0EAB(1)带负电(2)E=mg/5q例9、如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小E<mg/q.(1)试计算物块到达C点的速率和在运动过程中克服摩擦力做的功。(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,且为一常量。CBA点评:把问题拆分成几个简单的过程来处理。对于每一个过程都要做好受力分析。求解物块通过到C点的速度是关键。利用题中给出的“恰好”这个条件,得出C点的向心力,就可求出通过C点的速度。(1)(2)s=2R♦磁场复习建议
磁场部分的知识是以磁感应强度核心,以带电粒子在磁场中的运动为重点。相对于电场要简单的多。磁感应强度的定义和电场强度定义方法有相同的地方还是有较大的区别,所以在复习时可以把两种场进行对比,这样能更好的理解两个概念。在解题中重要的环节是通电导体或运动电荷在磁场中受力的方向的判断。磁场和电场都是空间分布的,但是关于磁场对通电导体和对电荷的作用方向,要比电场对电荷的作用的方向要复杂。所以首先要把磁场力的方向问题解决好,关于运动电荷在磁场中的运动问题,主要围绕洛伦兹力的作用效果来进行分析。1、磁场的产生⑴磁体的周围存在磁场(与电场一样是一种特殊物质)⑵电流(运动电荷)周围存在磁场奥斯特实验一、磁场的描述安培分子电流假说:解释磁化、消磁现象不显磁性显磁性磁化消磁2、磁场的基本性质对放入其中的磁体、电流(运动电荷)有力的作用同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引⑴⑵磁体对电流的作用同向电流相吸,反向电流相斥。
磁场的基本特性之一就是对处于其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用。磁极与磁极之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的作用力都是通过自己的磁场而作用于对方的。3、磁场的方向:规定在磁场中任一点,小磁针静止时N极指向(即N极的受力方向)就是该点的磁场方向。(注意:不是电流的受力方向)磁场的方向小磁针静止时N极指向N极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向五个方向的统一:4、磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的假想曲线
⑵磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,即小磁针N极在该点的受力方向或静止时的指向⑶磁感线的疏密表示磁场的强弱⑷磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)
几种磁场的磁感线:安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。★下列说法中正确的是 ()A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
(1)磁感线例题AC(2)电流磁场方向的判断例题★在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知()A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过C★一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是()A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向
A5、磁感应强度描述磁场的强弱与方向的物理量⑴定义:在磁场中垂直磁场方向的通电导线,受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。⑵表达式:单位:特斯拉(T)⑶矢量:方向为该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向例1、关于磁感强度,正确的说法是:(A)根据定义式,磁场中某点的磁感强度B与F成正比,与IL成反比;(B)磁感强度B是矢量,方向与F的方向相同;(C)B是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同;(D)在确定的磁场中,同一点的B是确定的,不同点的B可能不同,磁感线密的地方B大些,磁感线疏的地方B小些.磁感应强度的定义例题是非题:主要作用是,强化对概念的理解1.通电导体在受到磁场力大的地方,磁感应强度一定大.2.两个相同的线圈,放在磁场的不同地方,穿过其中一个磁通量大,则这个线圈所在处的磁感应强度就大.3.线圈的面积越大,则穿过它的磁感线的条数越多4.放在磁场中的通电导体越长,通过的电流越大,则它所受的安培力越大.5.同一通电导体在磁场强度大的地方,受到的磁场力一定大6.同一电荷在电场中的不同点,受到的电场力大的地方,该点的电场强度越大.例2、一根长10cm的通电导线放在磁感强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,受到的磁场力为4×10-3N,若以导线的中点为轴转动导线使导线和磁感线平行,则导线所在处的磁感强度为
T,导线受到的磁场力为
.答案:0.1A;0.4T;0例3、关于左手定则的使用,下列说法中正确的是(A)当IB时,在电流、磁感强度和安培力三个物理量中,知道其中任意两个量的方向就可以确定第三个量的方向(B)知道电流方向和磁场方向,可以唯一确定安培力的方向(C)知道磁场方向和安培力的方向,可以唯一确定电流的方向(D)知道电荷的运动方向和洛伦兹力的方向,可以唯一确定磁场方向磁感应强度的叠加例题★两根长直通电导线互相平行,电流方向相反.它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处.如图所示,两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B,则C处磁场的总磁感应强度是()A.2B B.BC.0 D.B
CDABA磁场对电流的作用力安培力⑴方向:左手定则二.安培力方向:四指:指向电流方向。掌心:让磁感线垂直穿入掌心。拇指:指向安培力方向。F、B、I关系:电流方向电流方向安培力方向磁场方向大小:F=0
I//BF=BIL
I
BB为匀强磁场F=BILsinθ任意情况(2)安培力的大小IBFIBFBααBBIFαBI判定所受安培力的方向(明确磁场及两者位置关系)FI磁场的空间分布安培力★如图,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为θ=370,上面放着质量为80g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流.(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流。关于安培力作用问题分析:能把立体图转成平面图。做好受力分析,根据平衡条件求解(1)15A(2)12A.FmgN通电导线所受安培的判断⑴洛仑兹力提供向心力⑵轨道半径:⑶周期:与v、r无关⑷圆心、半径、运动时间的确定三、洛仑兹力(5)洛仑洛伦兹力的方向:左手定则a、两个速度方向垂直线的交点。(常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下)b、有几何关系和轨道半径公式结合,来求物理题目中的所求C、由转过的圆心角和周期公式来计算时间。圆心的确定例题.在图7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方向的是答案:AC带电粒子在磁场中的运动一:在磁场中的运动形式:静止、匀速直线运动、匀速圆周运动、非匀速率曲线运动二、运动电荷在非匀强磁场中的运动vB带电粒子的速度的大小不变,做曲线运动,但不是圆运动例题:如图所示,导线中通有如图的恒定电流,一带正电的电荷以速度v和导线在同一平面内且平行于导线的方向射入,带电粒子的运动轨迹为A、抛物线B、圆周C、既不是圆周也不是抛物线D、以上答案都不对三、带电粒子vB时在匀强磁场中的运动1、无界磁场中的运动:求运动的带电粒子的周期之比、轨道半径之比电荷之比、质量之比、或磁感应强之比、动能之比等例题、1、电子、质子、氘核、氚核,以同样的速度垂直磁场方向射入同一匀强磁场中,它们都做匀速圆周运动,则轨道半径最大的是
A、氘核B、氚核C、电子D、质子(C)2、两个带电粒子,其质量相等,在同一匀强磁场中只受洛仑兹力的作用而做匀速圆周运动A、若半径相等,则速率必相等B、若电荷相等,则半径必相等C、若电荷相等,则周期必相等D、若半径相等,则动量必相等(C)2、在有界磁场中的运动(1)有界磁场的界:有一个直线界、条形界、方形界、圆形界ХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххV××××××××××××××VO1
(2)运动电荷进入磁场的方式垂直于界、与界不垂直与界的夹角为300、600等、正对圆心入射600300
(3)在磁场中走的弧:1/4圆、半个圆、优弧、劣弧09会考题②(供选学物理3—1的考生做)如图14所示,在虚线MN右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从P点以垂直MN的速度v进入磁场,粒子在磁场中做匀速圆周运动,一段时间后从Q点离开磁场。不计粒子的重力。求:(1)P、Q两点间的距离;(2)粒子在磁场中运动的时间。P图14BvQMN,点评:熟悉电荷在磁场中做匀速圆周运动的规律,用得出的结论求解。②(供选学物理3-1的考生做)(8分)如图13所示,真空中有直角坐标系xOy,P(a,-b)是坐标系中的一个点,a、b均为大于0的常数。在y≥0的区域内存在着垂直于xOy平面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子A从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射出,粒子A恰好通过P点,不计粒子重力。求:(1)磁感应强度B的大小和方向;(2)粒子A从O点运动到P点的时间t四、在复合场中的运动1、在电场、磁场中的运动(1)组合场(电场与磁场没有同时出现在同一区域)会对于基础问题确定圆心、找半径;会将复杂问题进行拆分。例1:如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感强度为B;在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E。一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L。求此粒子射出x轴时的速度v和运动的总路程s(重力不计)。答案②(供选学物理3-1的考生做如图14所示,两平行金属板P1和P2之间的距离为d、电压为U,板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场.一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点.已知粒子的质量为m,电荷量为q.不计粒子重力.求:(1)粒子做匀速直线运动的速度v;(2)O、A两点间的距离x.-B2abB1+OA图14P1P2MN,点评:关于磁场中的基本模型,如速度选择器,质谱仪。答案:(2)叠加场(电场、磁场、重力场中只少有两个同时出现在同一区域)例一、速度选择器f=FqvB=qEv=E/Bv与q、m无关++++++××××××××Ff------vm+q++++++
当V=E/B时,带电粒子匀速沿直线通过当V>E/B时,即BqV>Eq,带电粒子向电场力的反方向偏.电场力对电荷做负功当V<E/B时,即BqV<Eq,带电粒子向电场力的方向偏,电场力对电荷做正功例2.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图4所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是A、离子带正电[]B、离子在C点的速度最大C、离子到达B点时与A点到正极板的距离相等.D、离子到达B点后沿原路返回A,BC例3:如图所示,倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为-q的小球,恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω,那么,(1)匀强磁场的磁感强度的大小(2)未知电场的最小场强和方向(1)B=(2)Emin=,方向沿斜面向下对带电体在复合场中的运动小结带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动,简称带电粒子在复合场中的运动,一般具有较复杂的运动图景。这类问题本质上是一个力学问题,应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律。◆分析带电粒子在电场、磁场中运动,主要是两条线索:⑴力和运动的关系。根据带电粒子所受的力,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。⑵功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系,从而可确定带电粒子的运动情况,这条线索不但适用于均匀场,也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。◆带电体在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,应以题中“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其它方程联立求解。♦恒定电流复习建议
本章的概念和规律很多,有很多在初中已经学过,针对这部分内容可以比较快的方式通过。本章的重点核心内容是“闭合电路欧姆定律”。电路问题关键在于对电路的识别,对闭合电路的认识、用能量观点认识电路、用图象对电路的描述等。这就要求要会画等效电路,不要弄太复杂的电路。基本概念与基本规律1、电流公式:I=q/t
I=nesv2、电动势E:描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。定义式:电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压3、电阻:导体对电流的阻碍作用R=U/I
4、电阻率:反映材料的导电性能物理量5、电功:W=UIt
6、电功率:
P=UI
7、欧姆定律:I=U/R
适用范围:金属导体,电解液溶液8、电阻定律:R=L/S
9、焦耳定律:Q=I2Rt
10、电功与电热的关系:在纯电阻电路中电功等于电热,在非纯电阻电路中电功大于电热。11、串并联电路串联:主要特点:电流处处相等。总电压等于各个导体电压之和,电压与电阻成正比并联:主要特点:电压相等。总电流等于各个支路电流之和,电流与电阻成反比串联电路并联电路计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和
无论是纯电阻电路还是分纯电阻电路都有电压和电流的关系例一、下列关于电阻率的正确说法是:[]A.导体的电阻率与导体的长度、横截面积有关;B.导体的电阻率表征了导体的导电能力的强弱,与温度有关;C.电阻率大的导体,其电阻一定大;D.任何物体的电阻率不可能为零点评:导体的电阻率可以用公式:来求得,但是电阻率的与R、S、L无关。要从它的物理意义上来理解。同时还要分清电阻率和电阻的大小的关系,如:C中所说的关系是不成立的。答案是:B例二.有两个导体a、b,它们的I-U图象如图8-2所示,据此分析,正确的结论是()
A.导体a电阻较大
B.导体a两端的电压较大
C.导体b的电阻较大
D.流过导体b的电流较大IUa
b图8-20C
若横轴和纵轴所表示的物理量调换,图线的斜率的意义是什么?若把ab表示的电阻串联起来,总电阻的图线应该怎样表示电功和电热的对比10会考例题.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为A.9.2A B.8.2A C.7.2A D.6.2A型号xxxx额定功率1800W额定电压220V额定容量1.8LB点评:会考中的实际应用题目,考查观察能力对信息进行分析的能力闭合电路欧姆定律
表达形式:①②(I、R间关系)④③(U、R间关系)(U、I间关系)(2)外电路短路时(1)外电路断路时⑤
只能在纯电阻电路上使用任何闭合电路都适用10会考②(供选学物理3-1的考生做)在图5所示的电路中,已知电源的电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω,电阻R=2.0Ω,闭合开关S后,电路中的电流I等于4.5A B.3.0A C.1.5A D.0.5A点评:会考中考查应用闭合电路欧姆定律的基本应用。而会考说明中对闭合电路欧姆定律的要求是C级。答案:D例1、如图,R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。1R1R22ErAE=3Vr=1Ω点评:这种问题的基本思路,是要利用闭合电路欧姆定律列两个方程联立求解,因为在闭合电路欧姆定律中要有两个未知量同时出现即:E和r例2:如图,电阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω,S断开时,电流表A的示数为0.25A;S闭合后,电流表
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