高中物理基本概念和基本规律中课件

物理基本概念和基本规律（中）

2005年1月

41.第一个用电场线描述电场的科学家是——法拉第。电场线并不存在，是人为画出的。电场线不闭合，磁感应线是闭合的曲线。40.元电荷——电子（质子）所带的电量（e=1.60×10-19C）为所有电量中的最小值，叫做元电荷。42--45

42.用比值定义的物理量如电场强度E=F/q、电势差U=W/q、电容C=Q/U、电阻R=U/I、磁感应强度B=Fm/IL等都跟等式右边的物理量无关。

43.电容器跟电源连接时，U不变，d减小，C增大,Q增大,E增大.

44.电容器充电后跟电源断开,Q不变,d减小，C增大,U减小,E不变.45.带电粒子在匀强电场中的运动——

加速：qU=1/2mv2偏转：类平抛运动.50.

电源的电动势等于外电路断开时的路端电压，路端电压随外电阻的增大而增大。

51.

电源的电动势等于U—I图线跟纵轴的交点的值，内电阻等于U—I图线的斜率。50--5252.用伏安法测量电阻时，安培表内接时，R测=U/I=Rx+RA

大电阻（RX>>RA）用内接法;安培表外接时，R测=U/I=RXRV／(RX+RV)小电阻(RX<<RV)用外接法。测量电阻的其它方法

53.电压表的改装——串联一个大电阻GR1IgUUgU1=U-UgRg(U-Ug)/Ug=R1/Rg∴R1=Rg(U-Ug)/Ug=(n-1)Rg54.安培表的改装——并联一个小电阻GR2RgIgI2I(I–Ig)R2=IgRg∴R2=RgIg/(I–Ig)=Rg/(n-1)

55.用欧姆表测电阻时，必须先选择量程，进行调零，测量时待测电阻要跟电源断开，读数要乘以倍率，指针应在中央1/3刻度附近。若指针偏转太大，应换用较小量程，重新进行调零后进行测量。若指针偏转太小，应换用较大量程，重新调零后进行测量。测量结束，要拔出表笔，并将选择开关置于OFF或者交流500V档。欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。

多用表的读数方法55

59.

右手定则应用在确定电流的磁场方向和电磁感应中感应电流的方向；左手定则应用在确定磁场对通电导线的作用力方向和洛仑兹力的方向。60.

带电粒子在匀强磁场中只受洛仑兹力作用时，做匀速圆周运动。圆周运动的半径跟动量成正比，圆周运动的周期跟半径、速度无关。在复合场中的运动要根据受到的合力和初始条件决定。带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动的条件是：qvB=qE例

质谱仪

回旋加速器61.

电磁感应现象：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。产生感应电动势的条件：a.磁通量发生变化。b.回路中的一部分导体做切割磁感应线运动。c.线圈中的电流发生变化（自感现象）62.

判断感应电流的方向：a.楞次定律（“增反减同”）b.右手定则.感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因63.

自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

自感线圈中的电流不能突变。例62--6364.日光灯——镇流器跟灯管串联，启动器跟灯管并联,电路图如右图。镇流器的作用——启动时，产生高电压，帮助点燃；正常工作时的感抗限制电流，保护灯管。注意：灯管两端的电压与镇流器的电压之和不等于电源电压。启动器的作用——自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。-64～S

～

70.减小输电线路上的功率（电压）损失的基本方法是用变压器提高输电电压：输电功率一定的情况下，电压提高n倍，输电电流减小到1/n，输电线路上的电压损失减小到1/n，输电线路上的功率损失减小到1/n2例71.对于纯电阻电路，欧姆定律仍然适用，只是要用有效值。电感对交流电的阻碍作用叫感抗，交流电的频率越大、自感系数越大，感抗越大。XL=2πfL电感是“通直流，阻交流，通低频、阻高频”。电容对交流电的阻碍作用叫容抗，交流电的频率越大、电容越大，容抗越小。XC=12πfC电容是“通交流，阻直流，通高频、阻低频”。例70-71

73.麦克斯威建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在。

74.麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场72.LC振荡电路的固有周期固有频率75.电磁波的传播速度v与频率f、波长λ的关系是v=λf77.LC振荡电路发射的电磁波的波长。78.电磁波的发射——开放电路、调制电磁波的接收——调谐、检波76.电磁波由一种媒质进入另一种媒质时频率不变，传播速度和波长会发生变化。80.惠斯顿电桥平衡条件R1R4=R2R3

示波器的使用R1R4

R3

R2EGSDABC例：某一用直流电动机提升重物的装置,如上右图所示.重物的质量m=50千克,电源的电动势ε=110伏特,不计电源内阻及各处的摩擦.当电动机以v=0.90米/秒的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A，由此可见电动机线圈的电阻等于多少？解：由能量守恒定律P电=P机+PR5×110=500×0.90+25RIε=mgv+I2R∴R=4Ω电动机电动机εKmv如图示电路中，已知直流电动机M的电阻是R，电源的内阻是r，当电动机正常工作时，电压表的示数是U，电流表的示数是I，则以下结论正确的是()A.ts内电动机产生的热量是I2RtB.ts内电动机产生的热量是IUtC.电源电动势是(IR+Ir)D.电源电动势是(U+Ir)MAVAD电动机返回上式是从匀强电场的情况得出的，上式同样适用非匀强电场的情况

由动能定理1/2mv2=qU带电粒子在电场力的作用下，电场力所的功W=qU，设带电粒子到达负极板时的速度为V带电粒子的加速Uq-+qE返回带电粒子的偏转如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d．在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d．现有一电荷量为-q的带电粒子以水平速度v0射入电场中.Y′φv0Y-qyL带电粒子在初速度方向做匀速运动L=v0tt=L/v0带电粒子在电场力方向做匀加速运动带电粒子通过电场的侧移偏向角φ0φv0vtvy返回ORP出Pmr电源的输出功率:可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为P—R图线返回例、如图所示，abcd是一个边长为l的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线，一带正电粒子从ad边的中点O与ab边成30°角且垂直于磁场的方向射入，若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m（重力不计）则

（1）该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？（2）若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？adcbOv30°解：（1）从ab边射出飞行时间最长如图示：∴t=5T/6=5πm／3qB（2）做圆周运动的半径为r=mv/qBr+rsin30°≤l/2即mv/qB≤l/3∴v≤qBl／3m具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素，质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器，它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成，它的结构原理如图所示。质谱仪的D形盒的半径为R，用来加速质量为m，带电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出。求：（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小。（2）设两D形盒间的距离为d，其间电压为U，加速到上述能量所需回旋周数.（3）加速到上述能量所需时间(不计通过缝隙的时间）。A

～Ud解：（1）由qvB=mv2/RE=1/2×mv2B的方向垂直于纸面向里.（2）质子每加速一次，能量增加为qU，每周加速两次，所以n=E/2qU（3）周期T=2πm/qB且周期与半径r及速度v都无关t=nT=E/2qU×2πm/qB=πmE/q2UB回旋加速器返回

例3.如图所示的电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则（）A.I1=

I2=

I0

B.I1>

I0>

I2C.I1=

I2>

I0

D.I1<

I0<I2R1LABCP·RD例4.如图14所示的电路，L1和L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通时，_______灯先亮；S断开时，_______灯先熄灭。L2L1LRSL1L2返回交流电的产生返回.图中是某一非正弦交流电电流随时间变化的图像，此交流电的有效值是

.Q直=I2RT根据有效值的定义，由Q直=Q交，得到5Ai(A)t(s)0.020.040有效值it图中是两个非正弦交流电电流随时间变化的图像，它们的最大值都是10A,它们的有效值分别是：itABitA：7.07AB:Q=I1

2RT/2+0=I2RTI1=7.07A∴I=5A有效值返回

例.

如图所示，abcd是交流发电机的矩形线圈,ab=30cm,bc=10cm,共50匝,它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴OO′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3Ω,试求:1.线圈从图示位置转过1/4转的过程中,电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量2.从图示位置转过30°时的电流值abcdBRVAEm=NBωS=60.3VIm=Em/（R+r）=15.1A转过900的过程中电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=I2RT/4=10.7J感应电流的平均值为转过900的过程中通过导线横截面的电量为返回2.从图示位置转过30°时的电流值为i=Im

sin30°=15.1×0.5=7.55A如图示：把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同。若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是（D）I1=I2=I3

I1＞I2＞I3I2＞I1＞I3I3＞I1＞I2RLC交流电路返回A1A2A3～UAV伏安法测E、r返回限流器电路安培表内接法RX＞＞RARXAV限流器电路安培表外接法

RX＜＜RVRXVAAV分压器电路安培表内接法RX＞＞RAAVRX分压器电路安培表外接法RX＜＜RVVARX五.伏安法测电阻电路返回替代法测量电阻∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1(不计电源内阻)RxRAI1ARRxARRxI2替代比较法测电阻比较法测量电阻VA1伏安法测电压表电阻VRabSR0半偏法测量电表电阻GS1S2R1R2半偏法R1>100R2时有Rg=R2条件R<<R0由I1Rx=I2R得Rx=I2R／I1比较法测电阻A1A2R1=100Ω

R2=50Ω由I1r1=I2r2得r1=I2r2／I1vRXv甲、乙甲图中的电压表的电压U1、乙图中的电压表的电压U2比较法测电压表电阻返回Ω表原理注意：欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。红表笔跟表内电池的负极相连。用欧姆表判别二极管好坏时用到这一点。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000电阻箱的使用最大电阻为图示读数为45190Ω999999

Ω电阻箱返回多用表的读数方法0—2.5V交流读最下刻度欧姆表读最上刻度乘以倍率其它电压电流均读中间刻度如图示多用电表，选择开关分别置于下列位置时的读数是：×100——10V量程——250V量程——5mA量程——2.5V交流量程—

1.00kΩ6.2V155V3.10mA1.85V返回

例.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电