文档文本内容
A
B
B
A
pB
PA
E
E
q
pB
PA
E
E
q
B
A
AB
U
1、库伦定律:
2
2
1
r
q
q
k
F
;k=9.0×10
9 N·m
2/C
2;
元电荷:e=1.60×10
-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.质子和电子的带电量都是e。
2、电场强度:
q
F
E
;q 为放入电场中的电荷。电场力:
qE
F
3、点电荷的电场强度:
2r
Q
k
E
;Q 为产生电场的电荷。
4、电场线的特点:(1)电场线从正电荷出发,终止于负电荷:(2)电场线越密的地方场强越大.
5、方向:正电荷的受力方向,电场线方向,电场强度方向,三者一致。
6、
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布
中垂线上的
电场强度
O 点最大,向外逐渐减小
O 点为零,向外先变大后变小
水平连线上的
电场强度
沿连线先变小后变大,中点O 处的电场强度最小
沿连线先变小后变大,中点O 处的电场强度为零
7、电场中的物理量关系
8、电场中能量关系:电场力做正功,电势能减少。
9、匀强电场中公式U=Ed 的两个推论
在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降落都是均匀的,两点间电势差与两点距离成正比,得出两个常用结论:
(1)如图甲,C 点为线段AB 的中点,则有φC=φA+φB
2
.
(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD.
U
E
F
W
p
E
Q
Q
电场线
等势面
相互垂直
2
r
Q
K
r
Q
K
d
匀强
末
初
-
末
初
p
p
E
E
-
d
匀强
q
q
q
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未来脑
未来
10、φ-x 图象,斜率表示电场强度;
x
E
图像,面积表示电势差;
x
Ep
图像,斜率表示电场力;
11、电容:
U
Q
C
;
kd
S
C
r
4
;
d
U
E
;
始终与电源相连:U 不变;如果
;
;
;
Q
C
E
d
充电后与电源断开:Q 不变;如果
不变;
E
U
C
d
;
;
12、带电粒子在电场中运动时重力的处理
(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).
(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.
13、电场中的动能定理:
2
0
2
2
1
2
1
mv
mv
qU
;
14、带电粒子在电场中的偏转,相当于类平抛运动,加速度为:
md
qU
a
;其他与平抛运动公式一致。
15、电场力和重力的合成可以叫做等效重力;在圆周运动中等效重力的最高点叫物理最高点,重力方向的最高点叫
几何最高点。圆周运动通过最高点指的是物理最高点。
九、电路
1、电流:
t
q
I
;电流微观表达式:
nqsv
I
;n 为导体单位体积内自由电荷数;q 为每个自由电荷的电荷量;S
为导体横截面积;v 为电荷定向移动速率。
R
U
I
;
2、电阻:
I
U
R
;
S
l
R
;ρ:材料的电阻率,l:沿电流方向导体的长度,S:垂直电流方向导体的横截面积。
3、纯电阻:全部用来发热的用电器;如:电炉,灯泡;非纯电阻:部分发热,部分输出机械功率,如:电动机。
非纯电电路不能使用欧姆定律。
4、电流表和电压表的改装
改装为大量程电压表
改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U=IgR+IgRg,所以R=U
Ig
-Rg
IgRg=(I-Ig)R,所以R=IgRg
I-Ig
电源总功率:
M
R
r
P
P
P
EI
P
总
;
电源输出功率:
M
R
P
P
P
出
;
电源内阻消耗功率:
r
I
Pr
2
;
电阻R 消耗功率:
R
U
R
I
PR
2
2
;
电动机输入功率:
0
r
M
P
P
I
U
P
电出
电入
;
电动机内阻消耗功率:
0
2
0
r
I
Pr
电动机输出功率:
机械
电出
P
P
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改装后的电表内阻
RV=R+Rg>Rg
RA=RRg
R+Rg
<Rg
5、闭合电路欧姆定律:
Ir
E
U
;
I
U
图像,纵轴截距为电动势E ,横轴截距为短路电流
0I ;斜率为内阻r 。
6、动态电路一般分析方法:窜反并同;再难一点的,找关系式。
7、电源输出功率与外电阻的关系:
r
R
r
R
E
r
R
R
E
R
I
P
4
2
2
2
2
2
出
;所以当
r
R
,电源输出功率最大。
8、当
0
2
R
时,电阻
1
R 消耗的功率最大;
当
r
R
R
1
2
时,电阻
2
R 消耗的功率最大;
当
r
R
R
1
2
时,电源的输出功率最大。
9、电源和电阻
I
U
图像的交点表示该电阻接到了该电源上。
10、电容器在电路稳定后相当于电压表,二极管具有单项导通能力。
磁场
1、磁感线:磁体外部从N 级出发回到S 级,内部从S 级出发回到N 级,闭合曲线。
2、磁感线垂直直面向里为,垂直直面向外为。
3、磁感应强度B,单位:T(特斯拉);矢量,合成遵循平行四边形定则。
4、安培定则(右手螺旋定则):
通电直导线
通电螺线管
环形电流
安培定则
5、安培力:
sin
BIL
F
安
,为磁场和电流方向的夹角;磁场与电流方向平行时
0
F
;
6、安培力的方向:左手定则
①伸出左手,让拇指与其余四指垂直,并且都在同一个平面内.
②让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向.
③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.
7、小磁针N 级所指的方向,磁感应强度方向和磁感线方向三者一致。
8、结论:同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;
9、洛伦兹力:
sin
qvB
F
洛
,为磁场和运动方向的夹角;磁场与运动方向平行时
0
F
10、洛伦兹力的方向:左手定则:磁感线垂直穿入掌心;四指指向电荷运动的方向;正电荷的受力方向与拇指方向
相同,负电荷受力与拇指方向相反.
11、重点:洛伦滋力永远不做功!只改变速度的方向。
12、带电粒子垂直射入匀强磁场中,带电粒子做圆周运动。
13、基本公式:洛伦兹力提供向心力:
;
2
2
;
2
qB
m
v
R
T
qB
mv
R
R
v
m
qvB
周期与速度无关。
14、圆心的确定
基本思路
图例
说明
圆心的确
定
①与速度方向垂直的
直线过圆心
②弦的垂直平分线过
圆心
P、M 点速度垂线交点
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未来脑
未来
P 点速度垂线与弦的
垂直平分线交点
15、常见边界磁场模型:
弦切角:弦和速度方向的夹角;速度偏转角:进入磁场的速度与出去磁场的速度夹角;圆心角;
三个角的关系:
2
;
16、电场力、洛伦兹力、重力并存
①若三力平衡,一定做匀速直线运动.②若重力与电场力平衡,一定做匀速圆周运动.
③若合力不为零且与速度方向不垂直,将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用能量守恒定律或动能定
理求解问题.
电磁感应
1、磁通量:
BS
;可理解为穿过某一面积的磁感线条数。
2、感应电流产生条件:电路闭合,磁通量发生变化;
感应电动势产生条件:磁通量发生变化。
3、如右图:如果磁体在线圈的内部,线圈面积越大磁通量越小。
4、楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
5、对阻碍的进一步理解:
内容
例证
阻碍原磁通量
变化——“增
反减同”
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未来脑
未来
阻碍相对运动
——“来拒去
留”
阻碍回路面积
的变化——
“增缩减扩”
(磁体在线圈
的内部时刚好
相反)
6、右手定则
如图,伸开右手,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,并使拇指指向导线运动的方向,
这时四指所指的方向就是感应电流的方向.
7、定则规律比较
名称
基本现象
因果关系
应用的定则或
定律
电流的磁效应
运动电荷、电流产生磁场
因电生磁
安培定则
洛伦兹力、安培力
磁场对运动电荷、电流有作用力
因电受力
左手定则
电磁感应
部分导体做切割磁感线运动
因磁生电
右手定则
闭合回路磁通量变化
因磁生电
楞次定律
8、法拉第电磁感应电动势:
平均感应电动势:
;
t
S
B
n
t
S
B
n
t
n
E
n 为线圈匝数;
瞬时感应电动势:
Blv
t
l
t
v
B
t
S
B
t
E
;如果
v
B与平行,E 为零;
导体棒转动切割磁感线电动势:
2
2
Bl
E
;
9、电磁感应中的安培力:
r
R
v
L
B
L
r
R
BLv
B
L
r
R
E
B
BIL
F
2
2
安
;
10、电磁感应中通过导体棒的电荷量:
11、
r
R
n
t
r
R
t
n
t
r
R
E
t
I
Q
;
12、动量定理在电磁感应中的应用:
BQL
mv
mv
t
BIL
1
2
;
13、动量守恒定律在电磁感应中的应用:
v
m
m
v
m
2
1
0
1
;
14、自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的原因
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
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未来脑
未来
通电时
电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮
电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定
断电时
电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向
不变
电路中稳态电流为I1、I2:
①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;②若I2>I1,
灯泡闪亮后逐渐变暗.两种情况灯泡中电
流方向均改变
交变电流
1、交变电流的特点:
两个特殊
位置
示意图
特点
中性面
Φ最大,ΔΦ
Δt
=0,e=0,i=0,交变电流方向发生改变;
一个周期内方向改变两次;正弦交流电表达式:
t
nBS
e
sin
(从中性面开始计时);周期T:交变
电流完成1 次周期性变化所需要的时间,表达式为T=
2π
ω
=1
n
(n 为转速).
与中性面
垂直的位
置
Φ=0,ΔΦ
Δt
最大,e 最大为:
nBS
Em
,i 最大,交
变电流方向不改变;最大值也叫峰值;频率f:交变电
流在1 s 内完成周期性变化的次数,T=1
f
或f=1
T
.;交
流电的频率一般为50Hz;
2、有效值:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值
叫作这一交流的有效值.
3、有效值和平均值对比
4、远距离输电:
有效值
对正(余)弦交流电有:
;
2
;
2
;
2
m
m
m
I
I
U
U
E
E
(1)电功、电功率、电热等
(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值
(3)保险丝的熔断电流为有效值
(4)电表的读数为有效值
平均值
;
;
;
;
tI
Q
r
R
E
I
t
n
E
v
BL
E
计算通过电路截面的电荷量
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试在线
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未来脑
未来
5、双副线圈变压器
6、自耦变压器、电压电流互感器
7、变压器动态问题分析思路程序
;
;
2
2
2
1
1
1
1
2
2
1
2
1
I
U
P
P
I
U
I
I
n
n
U
U
;
;
4
4
4
3
3
3
3
4
4
3
4
3
I
U
P
P
I
U
I
I
n
n
U
U
;
;
线
线
线
线R
I
P
I
R
U
2
;
;
3
2
3
2
P
P
P
U
U
U
r
E,
;
;
2
1
1
1
1
1
r
I
P
EI
P
r
I
U
E
总
1I
2I
3I
1
U
2
U
3
U
;
;
:
:
:
:
3
3
2
2
1
1
3
3
2
2
1
1
3
2
1
3
2
1
I
n
I
n
I
n
I
U
I
U
I
U
n
n
n
U
U
U
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