高中物理电磁学知识要点Word文档格式.doc
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W=−DEP
(说明:
建议应用以上公式进行计算时,只代入绝对值,方向或者正负单独判断。
)
3、静电平衡
(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,其表面为一个等势面。
(3)处于静电平衡状态的导体,表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直。
(4)处于静电平衡状态的导体,电荷只能分布在导体的外表面上。
4、电容
定义式:
C== (Q是指一个极板所带电荷量的绝对值。
决定式:
C=
注意:
①平行板电容器充电后保持两极板与电源相连,U不变,
②平行板电容器充电后两极板与电源断开,Q不变
5、带电粒子在电场中的运动:
①加速:
qU=mv2−0
②偏转:
(类平抛)x=votvx=vo
y=at2vy=at
a=tanθ=
二、稳恒电流
1、电流:
(电荷的定向移动形成电流)
定义式:
I=
微观式:
I=nqsv,(n为单位体积内的电荷数,v为自由电荷定向移动的速率。
将正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
在电源外部,电流从正极流向负极;
在电源内部,电流从负极流向正极。
2、电阻:
(电阻R的大小与U和I无关)
R=ρ(电阻率ρ只与材料性质和温度有关,与横截面积和长度无关)
电阻串联、并联的等效电阻:
串联:
R=R1+R2+R3+……+Rn
并联:
4、欧姆定律:
(1)部分电路欧姆定律(只适用于纯电阻电路):
(2)闭合电路欧姆定律:
I=
①路端电压:
U=E-Ir=IR
②有关电源的问题:
总功率:
P总=EI
输出功率:
P总=EI-Ir=(当R=r时,P出取最大值,为)
损耗功率:
电源效率:
==
5、电功和电功率:
电功:
W=UIt电功率:
P=UI
电热:
Q=热功率:
P热=
对于纯电阻电路:
W=QUIt=U=
对于非纯电阻电路:
W>
QUIt>
U>
(欧姆定律不成立)
三、磁场
1、磁场对通电导线的作用(安培力):
F=BIL
(要求B⊥I,力的方向由左手定则判定;
若B∥I,则力的大小为零)
2、磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力):
f=qvB
(要求v⊥B,力的方向也是由左手定则判定,但四指必须指向正电荷的运动方向;
若B∥v,则力的大小为零)
3、带电粒子在磁场中运动:
当带电粒子垂直射入匀强磁场时,洛仑兹力提供向心力,带电粒子做匀速圆周运动。
即:
qvB=
可得:
r=,T=(确定圆心和半径是关键)
4、带电粒子在复合场中运动
①回旋加速器
AA/上交变电压的周期为带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期:
粒子获得的最大速度与回旋加速器的直径有关,直径越大,粒子的最大速度就越大。
qvmB=m
②质谱仪(同位素荷质比和质量的测定)
加速电场:
+++++++
----―――
v
磁场:
③速度选择器(正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器)
洛伦兹力和电场力平衡:
qvB=Eq,
说明:
a.这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。
b.若速度小于这一速度,电场力将大于洛伦兹力,带电粒子向电场力方向偏转,电场力做正功,动能将增大。
若大于这一速度,将向洛伦兹力方向偏转,电场力将做负功,动能将减小。
④磁流体发电机:
U
B
C
D
E
F
I
两极电势差达到最大值的条件f=F,即,
则磁流体发电机的电动势。
⑤霍尔效应
当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板两侧会形成稳定的电压
I=nqsv整理后,得:
令,因为n为材料单位体积的带电粒子个数,q为单个带电粒子的电荷量,它们均为常数,所以有:
四、电磁感应
1、感应电流的方向判定:
①导体切割磁感应线:
右手定则;
②磁通量发生变化:
楞次定律。
2、感应电动势的大小:
①E=BLv(要求L垂直于B、v,否则要分解到垂直的方向上)
②E=(①式常用于计算瞬时值,②式常用于计算平均值)
五、交变电流
1、交变电流的产生:
线圈在磁场中匀速转动,
c
b
若线圈从中性面(线圈平面与磁场方向垂直)开始转动,
感应电动势瞬时值:
e=Emsinωt,
Em=nBSω
2、正弦式交流电的四个值:
(1)峰值:
Em=nBωS∥,出现在B//S时刻,与线圈的形状及转轴所在的位置无关。
(2)瞬时值:
从中性面(BS)开始计时:
e=Emsinωt
从垂直中性面(B//S)开始计时,e=Emcosωt(:
指转过的角度)
(3)平均值:
利用求解,是求解“通过导体横截面电量”的基础。
(4)“有效值”的理解:
峰值和有效值之间的“”关系仅适用于正弦式交流电。
相同时间内“热效应相等”是求解有效值的根本原则。
电压表、电流表的测量值指“有效值”,凡未作特殊说明时,一般均指“有效值”。
(注意:
平均值用来求“通过导体横截面电量”,而有效值用来求“电热”。
3、电感和电容对交流的影响:
(1)电感:
通直流,阻交流;
通低频,阻高频
(2)电容:
通交流,隔直流;
通高频,阻低频
(3)电阻:
交、直流都能通过,且都有阻碍
4、变压器原理(理想变压器):
(1)功率:
P1=P2
(2)电压:
(3)电流:
如果只有一个副线圈:
若有多个副线圈:
n1I1=n2I2+n3I3
10
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