高三物理總復(fù)習(xí)電學(xué)復(fù)習(xí)指導(dǎo).ppt

電學(xué)的一些基本問題,場 (電場、磁場、電磁場),路 (恒定電流、交變電流),力 (電場力、磁場力),能 (功能關(guān)系、能量守恒),電場線、磁感線,伏安特性曲線,受力圖、示意圖,一、電場和磁場,1.對(duì)場的理解,起初，為了描述微粒之間的相互作用，引進(jìn)了場的概念。,后來發(fā)現(xiàn)，場與微粒一樣具有能量和動(dòng)量，也具有不連續(xù)的微觀結(jié)構(gòu)。,微粒和場是物質(zhì)存在的兩種基本形式。其中，場是更基本的。,2.電場（靜電場）,電場線和等勢面是形象地描述電場的工具。,電場線可表示E的大小和方向； 電場線方向是電勢降低最快的方向； 電場線、等勢面在相交處互相垂直。,電場線是研究電場問題的最有力工具。,答案選 C,3.磁場,運(yùn)動(dòng)的電荷(電流)產(chǎn)生磁場，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷(電流)有磁場力的作用。所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的定義式 中，要用一段特別短的通電導(dǎo)線（短到可以看作一個(gè)點(diǎn)），電流方向必須跟磁場方向垂直。,磁感線是封閉曲線。,地球的磁場是必須了解和掌握的常用的磁場。,在地面上空(除兩極外)地磁場的水平分量都是指向北方的。,在北半球上空，地磁場的豎直分量總是向下的。,例. 在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)通有逆時(shí)針方向電流的線圈，線圈將向哪里偏轉(zhuǎn)？,把條形磁鐵用等效螺線管代替，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”判定。,例.電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，瞬時(shí)電流方向如圖所示。電子流由里向外 射出時(shí)將向哪里偏轉(zhuǎn)？,將左右兩個(gè)線圈內(nèi)側(cè)與紙面垂直相交的電流方向標(biāo)出，再將電子流的等效電流方向標(biāo)出，很容易得出結(jié)論。,4.電磁場,變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場。,由變化磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電場和電荷周圍存在的靜電場都是電場，都具有電場的基本性質(zhì)。不同的是：靜電場的電場線是不封閉的，總是由正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止；而感應(yīng)電場的電場線是封閉曲線。,B=B0+kt,例. 水平面上半徑為 r的光滑絕緣圓形管道內(nèi)，有一個(gè)電子（電荷量為 e，質(zhì)量為 m ）。將此裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為 B=B0+kt（k0）。已知t=0時(shí)刻電子的初速度大小為v0，方向順時(shí)針。電子運(yùn)動(dòng)一周末，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為B1，求此時(shí)電子的速度大小v。,感應(yīng)電場的方向?yàn)槟鏁r(shí)針， 回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢E=r2k， 感應(yīng)電場對(duì)電子做功r2ke ， 由此求電子末速度v。,例.平行板電容器和穩(wěn)壓電源相連。用絕緣棒將兩板間距離逐漸增大的過程中，有關(guān)電容器兩極板間的電場和磁場的說法中正確的是 A.電壓和場強(qiáng)都將逐漸增大 B.電壓和場強(qiáng)都將逐漸減小 C.兩極板間產(chǎn)生順時(shí)針方向的磁場 D.兩極板間產(chǎn)生逆時(shí)針方向的磁場,U不變，d增大，E減小； d增大，C減小，Q減小；,放電電流向上，磁場如圖；,板間磁場與引線周圍同。,二、帶電粒子在電場、磁場、電磁混合場中的運(yùn)動(dòng),1.帶電粒子在勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的比較： 在勻強(qiáng)電場中，受恒力作用，做勻變速運(yùn)動(dòng)。 在勻強(qiáng)磁場中，洛倫茲力永不做功，動(dòng)能不變。,2.帶電粒子以垂直于場線的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)電(磁)場。 解決這類問題時(shí)一定要重視畫示意圖的重要作用。 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)。末速度的反向延長線跟初速度延長線的交點(diǎn)在水平位移的中點(diǎn)。 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這類題的解題關(guān)鍵是畫好示意圖，畫示意圖的要點(diǎn)是找圓心、找半徑和用對(duì)稱。,如圖所示，根據(jù) 相似三角形對(duì)應(yīng)邊 成比例，可以得出 y、h、l/2、 l/2+L 各量間的比例關(guān)系。,當(dāng)y=d/2時(shí)，電子剛好從下極板右邊緣射出，這時(shí)打在熒光屏上的點(diǎn)為最低點(diǎn)。當(dāng)兩極板間電壓再增大，或者入射電子的初速度減小時(shí)，電子都將打在極板上，而打不到熒光屏上。,例.如圖MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子（質(zhì)量均為m，元電荷為e），同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場，則它們從磁場中射出時(shí)將相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？,顯然PQ=2L,3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場、磁場的混合場中的運(yùn)動(dòng),EB。正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場組成速度選擇器。帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能沿直線勻速通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,當(dāng)且僅當(dāng)v向右，且大小為v=E/B時(shí)，才能沿直線勻速通過該區(qū)域。,若vE/B，則向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率減??；,若vE/B，則向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率增大。,例. abcd為正方形。如圖質(zhì)子以初速度v0沿中線射入。若僅有豎直向上場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，質(zhì)子將打到b；若僅有垂直于紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)子將打到c。求：EB 。若電場、磁場同時(shí)存在，質(zhì)子速度滿足什么條件才能恰好沿直線通過？,電場中偏轉(zhuǎn)：,磁場中偏轉(zhuǎn)：,EB=5v04,v=1.25v0時(shí)恰好沿直線通過。,三、恒定電流,1.閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用,E、r(常量)和R、I 、U(變量) 間的關(guān)系：,2.電源的功率和效率 電源的功率(總功率) PE=EI 電源的輸出功率 P出=UI 電源內(nèi)部損耗的功率Pr=I2r,電源的效率,即當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大。,3.電功和電熱,電功：W=UIt，電熱：Q=I2Rt,電流通過金屬導(dǎo)體時(shí)，自由電子在加速運(yùn)動(dòng)過程中頻繁與正離子相碰，使離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇(溫度升高，內(nèi)能增大)，而電子速率減小，可以認(rèn)為自由電子只以某一速率定向移動(dòng)(電子動(dòng)能不變) ，電場力做功使電能全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,對(duì)純電阻而言，電功等于電熱：W=Q=UIt=I 2R t=,對(duì)非純電阻電路（如電動(dòng)機(jī)和電解槽），由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能，所以電功必然大于電熱：WQ,4.滑動(dòng)變阻器的兩種特殊用法,如圖，P從a移到b，總電阻先增后減，總電流I先減后增，PQ間電壓U先增后減。P在o點(diǎn)時(shí)總電阻最大，總電流最小。,如圖所示,路端電壓U不變?；瑒?dòng)觸頭P從a滑向b，總電阻逐漸減?。豢傠娏?I 逐漸增大；RX兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大,滑動(dòng)變阻器 r左半部的電流 I / 先減小后增大。 (這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理),C的帶電量為210-6C，其兩端電壓必須為1V。,R1和R2串聯(lián)分壓，可知R1兩端電壓一定為4V。,當(dāng)R4=20時(shí)，R3的電壓為3V；當(dāng)R4=4時(shí)， R3的電壓為5V。兩種情況下,電容器兩板間電壓均為1V，上極板分別帶負(fù)電和正電。,(R4由204的過程中,通過P點(diǎn)的電流方向向下。),5.有關(guān)電路中的電容器的計(jì)算,四、電磁感應(yīng),1.楞次定律（注意阻礙不是阻止，也不是反向）,從“阻礙磁通量變化”的角度看,可以用“增反減同”來判定感應(yīng)電流的方向。,從“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的角度看，楞次定律和能量守恒是一致的：既然產(chǎn)生了感應(yīng)電流,就一定有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，磁場力對(duì)物體必然做負(fù)功，表現(xiàn)為阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,從“阻礙自身電流變化”的角度看，這就是自感現(xiàn)象。,在導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的情況下，右手定則和楞次定律結(jié)論是一致的。,例.如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90的過程中，放在導(dǎo)軌右端附近的金屬棒將如何移動(dòng)？,無論條形磁鐵的極性如何，該過程穿過回路的磁通量一定增大。,其中磁鐵內(nèi)部的磁感線都穿過該回路，而磁鐵外部的磁感線只有一部分穿過該回路，因此回路所圍的面積越小，磁通量越大。,結(jié)論是金屬棒將向右移動(dòng)。,當(dāng)管用金屬制成時(shí)，磁性小球通過時(shí)，穿過管的每個(gè)橫截面（閉合電路）的磁通量都發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因此阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,由于L阻礙電流增大，閉合后a漸漸亮b立即亮。,穩(wěn)定后由于a比b的額定功率大，所以a燈較亮。,穩(wěn)定時(shí)IaIb；斷開后L 阻礙電流減小，這時(shí)ab在同一回路中，通過a、b的電流大小時(shí)刻相同，都從Ia減小到零，因此看到a漸漸熄滅，b閃亮一下后和a同時(shí)漸漸熄滅。,2.法拉第電磁感應(yīng)定律,(是B與v的夾角),應(yīng)用中注意和恒定電流、能量守恒知識(shí)結(jié)合。,例.足夠長的導(dǎo)軌寬L，上端串有電阻R。勻強(qiáng)磁場B方向垂直于紙面。質(zhì)量m的金屬棒ab從 靜止釋放，下降h后閉合k，試分析ab以 后的運(yùn)動(dòng)情況和最終速度。,無論h多大,ab的最終速度都是,k閉合前ab機(jī)械能守恒。k閉合后，ab機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為電能；電流通過電阻做功，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,達(dá)到