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物理選修3-1總復(fù)習(xí)提綱及習(xí)題2.穩(wěn)恒電流(1)部分電路歐姆定律電流定律:I=q/t電阻定律:R=ρl/S歐姆定律:I=U/R(2)閉合電路歐姆定律電動(dòng)勢(shì):數(shù)值上等于電路中通過(guò)一庫(kù)侖電荷量時(shí)電源所提供的能量路端電壓:U=ε-Ir閉合電路歐姆定律:(3)串、并聯(lián)電路串聯(lián)電路特點(diǎn):
I、U、R、P并聯(lián)電路特點(diǎn):
I、U、R、P(4)電路中能量轉(zhuǎn)化測(cè)電阻、包括測(cè)金屬電阻率(用電壓表、電流表、電阻箱等)測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(用電壓表、電流表、電阻箱等)電流表改裝電壓表,多用電表探索黑箱內(nèi)的元件描繪小電珠的伏安特性曲線(5)實(shí)驗(yàn)電功:W=qU=IUt,電功率:P=W/t=IU電功:W=qU=IUt,電功率:P=W/t=IU焦?fàn)柖桑篞=I2Rt,P熱=I2R電源:P源=Iε,P出=IU端,P內(nèi)=I2r3.磁場(chǎng)(1)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):電流產(chǎn)生磁場(chǎng)(2)描述磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度:B=F/IL(三個(gè)量互相垂直)磁通量:=BS
B┴S,標(biāo)量,有正、負(fù)之分磁感線:封閉曲線,密、疏表示B大小,方向:小磁針靜止時(shí)N極指向(3)相互作用安培力洛侖茲力直線電流:F=ILBsinθ,方向:左手定則運(yùn)動(dòng)電荷:f=qvB,方向:左手定則在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng):f=qvB提供向心力:qvB=(磁電式電表)電場(chǎng)描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量場(chǎng)強(qiáng):描述電場(chǎng)力學(xué)性質(zhì)的物理量電勢(shì)(電勢(shì)差):描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量描述放入電場(chǎng)中的電荷的物理量電場(chǎng)力:電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷的作用力電勢(shì)能:電場(chǎng)給予電荷的能量+q電場(chǎng)學(xué)習(xí)的總思路一、概念和規(guī)律的復(fù)習(xí)場(chǎng)強(qiáng)E與電勢(shì)φ?qǐng)鰪?qiáng)與電勢(shì)差電場(chǎng)強(qiáng)度E和電場(chǎng)力F電勢(shì)φ與電勢(shì)能ε=qφ電荷運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線電場(chǎng)力做功W和電勢(shì)能EP的變化電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)方向和電勢(shì)降低的方向1、易混淆的幾個(gè)概念的區(qū)別與關(guān)系問(wèn)題:1、確定電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法①根據(jù)定義式E=F/q;②點(diǎn)電荷電場(chǎng),E=kQ/r2;③勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)處處相等,且滿足E=U/d;④電場(chǎng)線密(疏)處場(chǎng)強(qiáng)大(小)2、如何判斷電勢(shì)的高低?啟發(fā)學(xué)生用多種方法判斷然后將學(xué)生回答內(nèi)容歸納可能方法有:①根據(jù)電勢(shì)的定義式Ф
=W/q,將+q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移至+Q電場(chǎng)中的某點(diǎn),外力克服電場(chǎng)力做功越多,則該點(diǎn)的電勢(shì)越高;②將q、EP帶符號(hào)代入Ф
=EP/q計(jì)算,若Ф
>0(<0),則電勢(shì)變高(低);③根據(jù)電場(chǎng)線方向,順(逆)著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低(高);④根據(jù)電勢(shì)差,若UAB>0(<O),則Ф
A>Ф
B(Ф
A<Ф
B);⑤根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向,場(chǎng)強(qiáng)方向即為電勢(shì)降低最快的方向概念和規(guī)律是非題1、若將放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q改為-q,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向與原來(lái)相反。2、若取走放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)榱恪?、沿電場(chǎng)線方向,場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越小。4、若電荷q在A處受到的電場(chǎng)力比B點(diǎn)時(shí)大,則A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定比B點(diǎn)的大。5、電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)線的方向,就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向。6、無(wú)論什么電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)的方向總是由高電勢(shì)指向低電勢(shì)。7、已知A、B為某一電場(chǎng)線(直線)上的兩點(diǎn),由此可知,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,但EA和EB的大小無(wú)法比較。8、在電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方電勢(shì)越高。9、若某區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均相等,則此區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電勢(shì)一定相等。10、原靜止的點(diǎn)電荷在只受電場(chǎng)力時(shí),一定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng)。11兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零、電勢(shì)不為零。12、電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),其電勢(shì)能一定減小。13檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力很大時(shí),它在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能也一定大。14、把兩個(gè)異號(hào)電荷靠近時(shí),電荷電勢(shì)能增大。15、若電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零,則同一點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能必定相同。16、將一電荷勻速地從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移至另一點(diǎn),外力所做的功等于該電荷電勢(shì)能的變化量。17、電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷的電勢(shì)能一定減小,而電荷的動(dòng)能不一定減小。18、電容器極板上的電荷數(shù)量越多,電容器的電容就越大19、靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)也為零20、只在電場(chǎng)力作用下,電場(chǎng)力一定對(duì)電荷做功。
2、關(guān)于庫(kù)侖定律與電荷守恒定律例1.兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B(可視為質(zhì)點(diǎn)),帶有等量的異種電荷量,相隔一定距離,兩球之間的引力的大小是F.今讓另外兩個(gè)與A、B相同的不帶電的金屬小球與A、B兩球兩兩接觸后移開(kāi)另外兩個(gè)球.這時(shí),A、B是兩球之間的相互作用力的大小是()A.F/8B.F/4C.3F/8D.3F/4點(diǎn)評(píng):三個(gè)金屬球兩兩接觸,電荷平分且電荷守恒。電荷之間的作用力按照庫(kù)侖定律求解B
例2:有兩個(gè)完全一樣的金屬小球A、B,A帶電量7Q,B帶電量-Q,相距為r,已知球的半徑比r小得多。⑴將兩小球接觸后放回原位置,小球間庫(kù)侖力是原來(lái)的多少倍?⑵將不帶電的相同小球C與A接觸后移去,A、B間庫(kù)侖力為原來(lái)多少倍?⑶將不帶電的相同小球C與A接觸后再與B接觸后移去,A、B間庫(kù)侖力為原來(lái)多少倍?⑷將不帶電的相同小球C反復(fù)與A、B球接觸,最后移去C球,試問(wèn)A、B間的庫(kù)侖力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍?9/71/24.375/74/73、關(guān)于受庫(kù)侖力作用的電荷的平衡問(wèn)題及場(chǎng)的疊加
例3:在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為+4Q和-Q的點(diǎn)電荷。①在該直線上的哪個(gè)位置的場(chǎng)強(qiáng)為零(除了無(wú)窮遠(yuǎn)的地方)?②將另一個(gè)點(diǎn)電荷放在該直線上的哪個(gè)位置,可以使它在電場(chǎng)力作用下保持靜止?這個(gè)電荷點(diǎn)什么電?③若A、B不固定且要求這三個(gè)點(diǎn)電荷都只在電場(chǎng)力作用下保持靜止,那么引入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷?電荷量是多大?+4QAB-Q三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小解題“重過(guò)程、講道理、講條理”。
例7:已知如圖,在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球,兩兩間的距離都是l,A、B電荷量都是+q。給C一個(gè)外力F,使三個(gè)小球保持相對(duì)靜止共同加速運(yùn)動(dòng)。求:⑴C球的帶電電性和電荷量;⑵外力F的大小。
AB
CQC=-2q,F(xiàn)=3FB=3FAB=點(diǎn)評(píng):電學(xué)問(wèn)題,力學(xué)方法。研究對(duì)象的選取,受力分析
例8、一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺,擺球質(zhì)量為m,帶有負(fù)電荷,電量為q,如果懸點(diǎn)A處放一正電荷,電量也為q,要使擺能在豎直平面內(nèi)作完整的圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則擺在最低點(diǎn)的速度最小值為多少?最高點(diǎn)臨界條件:T=0選用物理規(guī)律:向心力公式+能量守恒+-VA-GF電分析:能使物體在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)最高點(diǎn)就要有最小的向心力,即:例1:如圖4所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,A、B是電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),若A、B間的距離為d,則這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于:A.EdB.E/d
C.d/ED.1/Ed圖4ABE4、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,與電勢(shì)差的關(guān)系例2.如圖1—25—3所示,a、b、c是一條電場(chǎng)線的三點(diǎn),電場(chǎng)線的方向由a到c,a、b間距離等于b、c間距離,用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng),可以判定A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>EcC.φa–φb=φb–φaD.Ea=Eb=EcA圖1—25—3A①根據(jù)定義式②點(diǎn)電荷電場(chǎng),③勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)處處相等,且滿足E=U/d;④根據(jù)電場(chǎng)線來(lái)判斷⑤根據(jù)等勢(shì)面來(lái)判斷5、判斷場(chǎng)強(qiáng)大小的方法7、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的方法.①正電荷所受電場(chǎng)力的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向;②電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向;③電勢(shì)降低最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向.6、比較電勢(shì)高低的方法(1)、沿電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)降低(2)、在電場(chǎng)中,電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí),沿正電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡,電勢(shì)降低。(3)、當(dāng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于零時(shí),電勢(shì)降低。反之升高。(4)、根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的方向,來(lái)確定電勢(shì)的高低。方法一:
根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷,若電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做正(負(fù))功,則電勢(shì)能減少(增加);方法二:
根據(jù)公式Ep=qφ
;WAB=qUAB計(jì)算。7、比較電荷電勢(shì)能的大小8、電場(chǎng)線的作用:判定場(chǎng)強(qiáng)方向;描述場(chǎng)強(qiáng)的大??;描述電勢(shì)的變化。要清楚幾種典型的電場(chǎng)的電場(chǎng)線的分布9、等勢(shì)面、電場(chǎng)線的關(guān)系例題1.如圖4所示,平行直線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,但未標(biāo)出方向,電荷量為+10-2C的粒子僅受電場(chǎng)力作用下,由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),動(dòng)能損失0.1J,若A點(diǎn)的電勢(shì)為-10V,則:(1)判斷電場(chǎng)線的方向;(2)求B點(diǎn)的電勢(shì);(3)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡是1還是2?圖4AB12答案(1)向左(2)0(3)應(yīng)是2變形:要是平行的直線是等勢(shì)面答案如何?答案(1)向下(2)0(3)應(yīng)是1例題2.如圖2所示,一電荷僅在電場(chǎng)力作用下,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)電荷所帶電荷的電性是
。比較A、B兩點(diǎn)的:加速度aA
aB;速度vA
vB;動(dòng)能EkA
EkB;電勢(shì)能EpA
EpB。Q圖2AB答案:正電荷大于;小于;小于;大于變形:不給起點(diǎn)和終點(diǎn),只給出虛線是軌跡,分析物體運(yùn)動(dòng)的軌跡在速度與合外力兩方向之間vBF例3.如圖1所示,在點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中有一個(gè)帶電粒子通過(guò),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,虛線表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面,則[
]A.等勢(shì)面電勢(shì)UA<UB,粒子動(dòng)能EKA>EKBB.等勢(shì)面電勢(shì)UA>UB,粒子動(dòng)能EKA>EKBC.等勢(shì)面電勢(shì)UA>UB,粒子動(dòng)能EKA<EKBD.等勢(shì)面電勢(shì)UA<UB,粒子動(dòng)能EKA<EKB點(diǎn)評(píng):說(shuō)說(shuō)思路,首先說(shuō)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布,畫(huà)出過(guò)A點(diǎn)的電場(chǎng)線,做出A點(diǎn)軌跡的切線方向。電荷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功,動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,但總能量不變VFθA例4.如圖所示,虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相同,實(shí)線為一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下,通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是(不計(jì)重力)
A.三個(gè)等勢(shì)面中,等勢(shì)面a的電勢(shì)最高
B.帶電質(zhì)點(diǎn)一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)小
D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)小abcPQ點(diǎn)評(píng):描繪電場(chǎng)線,提高對(duì)電場(chǎng)線和等勢(shì)面關(guān)系的認(rèn)識(shí)。通過(guò)電場(chǎng)線的描繪來(lái)說(shuō)明等勢(shì)面的電勢(shì)高低,同時(shí)說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)的電性。練習(xí)1、一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的速度——時(shí)間圖象如圖甲所示,則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是圖乙中的C練習(xí)2、如圖所示,甲圖是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,a、b是這條線上的兩點(diǎn),一負(fù)電荷只受電場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線從a運(yùn)動(dòng)到b,在這個(gè)過(guò)程中,電荷的速度時(shí)間圖象如乙圖所示,比較a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低和場(chǎng)強(qiáng)的大小A、Φa>ΦbEa<EbB、Φa>ΦbEa=EbC、Φa<ΦbEa>EbD、Φa<ΦbEa=Eb
ab甲vto乙點(diǎn)評(píng):先分析速度圖像,電荷的加速度是恒定的,電場(chǎng)應(yīng)該是勻強(qiáng)電場(chǎng)。速度逐漸減小說(shuō)明動(dòng)能在逐漸減小電場(chǎng)力是由b指向a的。場(chǎng)強(qiáng)方向由a到b.
這兩道題可以訓(xùn)練通過(guò)圖像來(lái)捕捉信息,建立完整的物理情景。練習(xí)3、某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示,圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ,電勢(shì)分別為
P和
Q,則()
A.EP>EQ
,
P
>
QB.EP>EQ,
P<
Q
C.EP<EQ,
P
>
QD.EP<EQ,
P<
Q
點(diǎn)評(píng):提高用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。等量的異種電荷正電荷發(fā)出的電場(chǎng)線和負(fù)電荷接收到的電場(chǎng)線的條數(shù)應(yīng)該相等。電場(chǎng)線是守恒的A練習(xí)4、如圖所示,圓O在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向與圓O所在平面平行,帶正電的微粒以相同的初動(dòng)能沿著各個(gè)方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域中,只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),從圓周上不同點(diǎn)離開(kāi)圓形區(qū)域,其中從C點(diǎn)離開(kāi)圓形區(qū)域的帶微粒的動(dòng)能最大,圖中O是圓心,AB是圓的直徑,AC是與AB成角的弦,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向?yàn)椋ǎ〢.沿AB方向 B.沿AC方向C.沿OC方向 D.沿BC方向點(diǎn)評(píng):提高對(duì)場(chǎng)的空間分布的認(rèn)識(shí)。對(duì)等勢(shì)面的認(rèn)識(shí)的提高場(chǎng)強(qiáng)的方向是:CABCO二、電容器、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體平行板電容器兩個(gè)要點(diǎn):U不變還是Q不變.三個(gè)關(guān)系:1.C=S/4kd
2.C=Q/U
3.E=U/d
Q不變.1.d↑→C↓→
↑→U↑→E不變.2.S↑→C↑→↓→U↓→
E↓.3.↑→C↑→↓→U↓→E↓.U不變.1.d↑→C
↓
→E↓→Q↓.2.S↑→C
↑→E不變→Q↑.3.↑→C
↑
→E不變→Q↑
.例1、一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S,電容為C。對(duì)此電容器充電后斷開(kāi)電源。當(dāng)增加兩板間距時(shí),電容器極板間()
A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變,電勢(shì)差變大
B.電場(chǎng)強(qiáng)度不變,電勢(shì)差不變
C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小,電勢(shì)差不變
D.電場(chǎng)強(qiáng)度較小,電勢(shì)差減小點(diǎn)評(píng):斷開(kāi)電源就是上的電荷量不變,當(dāng)兩極板的距離增大時(shí),電容器的電容就減小d↑→C↓→
↑→U↑→E不變A練習(xí)、如下圖所示是定性研究平行板電容器的電容與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的裝置,平行板電容器的A板與靜電計(jì)相連,B板和靜電計(jì)金屬殼都接地.
(1)指出下列三個(gè)圖所示的情況下,靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)變化情況:
①正對(duì)面積減小時(shí),靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)______;
②板間距離增大時(shí),靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)______;
③插入電介質(zhì)時(shí),靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)______.
(2)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明平行板電容器的電容與正對(duì)面積、板間距離,電介質(zhì)的介電常數(shù)之間的關(guān)系為:
_________________________.
例3:如圖6所示,已知平行板電容器帶電量為Q,且保持不變;場(chǎng)強(qiáng)為E,兩板間距離為d,則(1)兩板間電壓U=
,電容C=
;(2)若有一帶電液滴,質(zhì)量為m,在兩板間的處于靜止?fàn)顟B(tài),則液滴帶何種電荷?電荷量是多少?
圖6d+Q-QEL例2.有一電容器,帶電量1.0×10-5C時(shí),兩板間電壓為200V,如果使它帶電量增加1.0×10-6C,這時(shí)它的電容是5×10-8F,兩板間電壓是220V。點(diǎn)評(píng):題中易錯(cuò)的地方是:對(duì)電荷量的認(rèn)識(shí),錯(cuò)誤的認(rèn)為,題中給出的電荷量是兩個(gè)極板是的電荷之和。答案:(1)(2)液滴帶負(fù)電,mgEq(3)若下面的極板向上移動(dòng)一段距離,電容C
;液滴將向哪個(gè)方向移動(dòng)?為什么?(變化練習(xí):U不變時(shí),情況怎樣?)
(4)若d保持不變,將上板向左平移L/4,下板向右平移L/4,電容C′=
,板間電壓U′=
2U
,場(chǎng)強(qiáng)E′=
2E
,液滴的加速度a=
Eq/m
,方向
向上
。圖6d+Q-QELm(5)正極板接地,上極板向上移動(dòng)一小段距離,液滴所在處的電勢(shì)
降低
液滴的電勢(shì)能如何變化
減小
減小例3、如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()
A.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)
B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C.帶點(diǎn)油滴的電勢(shì)將減少
D.若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大平行板電容器、電勢(shì)、電容、受力分析例4.如圖3所示,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ.[]A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ增大B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ不變C.?dāng)嚅_(kāi)S,將A板向B板靠近,則θ增大D.?dāng)嚅_(kāi)S,將A板向B板靠近,則θ不變答案:AD三、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)⑴基本粒子:如:電子、質(zhì)子、離子、原子核,常不計(jì)重力⑵帶電微粒、小球、液滴,常要考慮重力2、電場(chǎng)?1、什么帶電體?⑴勻強(qiáng)電場(chǎng)⑵非勻強(qiáng)電場(chǎng)⑶周期性變化的電場(chǎng)3、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式只在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)減速運(yùn)動(dòng)勻加速直線和曲線變加速直線和曲線勻減速直線和曲線變減速直線和曲線勻速圓周運(yùn)動(dòng)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)靜止加速運(yùn)動(dòng)減速運(yùn)動(dòng)勻加速直線和曲線變加速直線和曲線勻減速直線和曲線變減速直線和曲線圓周運(yùn)動(dòng)4、解決的思路和方法電場(chǎng)中的規(guī)律和力學(xué)方法:這類問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)力學(xué)問(wèn)題,應(yīng)順應(yīng)力學(xué)問(wèn)題的研究思路和運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律。要注意的是:
(1)對(duì)于具體問(wèn)題要分清:場(chǎng)的條件和在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電荷的條件(2)做好受力分析(3)加速度(4)由研究問(wèn)題的本質(zhì)上來(lái)分析:如電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題,關(guān)鍵在于研究的方法---分解。通過(guò)時(shí)間這個(gè)物理量來(lái)連接兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。(類)平拋運(yùn)動(dòng)模型類平拋運(yùn)動(dòng)牛二律+運(yùn)動(dòng)學(xué)+運(yùn)動(dòng)的合成分解動(dòng)能定理單質(zhì)點(diǎn)v0xysvyvt例1、如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)它們速度大小之比為多少?ABQ解析:質(zhì)子和α粒子都是正離子,從A點(diǎn)釋放將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。設(shè)AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U,由動(dòng)能定理有例2、兩塊相距為d的平行金屬板AB豎直放置,兩板間的電壓為U,一質(zhì)量為m,帶電大小為e的電子以初速度v0沿與板面垂直的方向射入電場(chǎng),若AB兩板間距足夠大,電子不能射出電場(chǎng)。求:(1)電子運(yùn)動(dòng)的最大距離(2)電子射入電場(chǎng)到回到射入點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間e
A+B-點(diǎn)評(píng)(1)對(duì)電子做功的電壓不是U,而是U的一部分,應(yīng)該是:
(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)模型的應(yīng)用答案:例3、如圖所示,水平放置的平行板電容器兩極板間距為d,帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為m、帶電荷量為q,它從上極板的邊緣以初速度v0射入,沿直線從下極板N的邊緣射出,則A、微粒的加速度不為零B、微粒的電勢(shì)能減小了mgdC、兩極板的電勢(shì)差為D、M板的電勢(shì)低于N板的電勢(shì)點(diǎn)評(píng):要求用力學(xué)分析問(wèn)題的方法來(lái)解決,做好受力分析,才能對(duì)電荷的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)做出判斷。對(duì)答案做出正確的選擇。mgEqC例4.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,經(jīng)過(guò)加速極電壓U1加速后,平行極板進(jìn)入偏轉(zhuǎn)極電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)極電壓為U2.已知偏轉(zhuǎn)極極板長(zhǎng)度為l,兩板間的距離為d.求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)側(cè)向偏移距離y和偏轉(zhuǎn)角.動(dòng)能的增量。vyv0這類問(wèn)題的研究方法:分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。練習(xí),電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中,入射方向跟極板平行.整個(gè)裝置處在真空中,重力可忽略.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是()
A.U1變大、U2變大
B.U1變小、U2變大
C.U1變大、U2變小
D.U1變小、U2變小圖7U1U2θB
由結(jié)論式可知偏轉(zhuǎn)角的正切值,與電荷無(wú)關(guān),只和場(chǎng)有關(guān)例5:如圖7-24所示,有三個(gè)質(zhì)量相等,分別帶正、負(fù)電和不帶電的微粒,從左側(cè)中央勻強(qiáng)電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,它們分別落在正極板的A、B和C處,將落在A、B、C處的微粒分別稱為微粒A、B和C,則這三者帶電種類的情況是:A
電,B
電,C
電,這三者在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系是:TA
TB
TC,這三者在電場(chǎng)中的加速度關(guān)系是:aA
aB
aC,這三者到達(dá)正極板時(shí)的動(dòng)能關(guān)系是:EA
EB
EC。圖7-24Cqmv0BA正不帶負(fù)>>>>例6、一對(duì)帶等量異種電荷的平行金屬板水平放置,兩板距離為d.在距上板高h(yuǎn)處,有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的帶電質(zhì)點(diǎn)從靜止釋放。1.為使帶電質(zhì)點(diǎn)落到下板時(shí)的速度恰好為零,兩板間的電壓為多少?哪板電勢(shì)高?2.帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到兩板正中間時(shí),速度為多大?力電綜合、動(dòng)能定理例7、空間有一區(qū)域,存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,一帶電微粒質(zhì)量m,以與水平方向成角斜向上的速度v射入該勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,并做直線運(yùn)動(dòng)。求:
1.微粒的電性和電量
2.微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大位移
3.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
4.電荷電勢(shì)能的變化量q=mg/Etans=v2sin/2gt=2vsin/g
增加了mv2cos2/2物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件、運(yùn)動(dòng)學(xué)、電勢(shì)能Eqmg例8、矩形的絕緣板固定在水平面上,另一質(zhì)量為m帶電荷為q的小物體沿板的上表面以某一初速度從左端A水平向右滑上該板,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小物塊沿板運(yùn)動(dòng)至右端B恰好相對(duì)板靜止。若場(chǎng)強(qiáng)大小不變而方向反向,當(dāng)小物塊仍由A端以相同的速度滑上該板面,則小物塊運(yùn)動(dòng)到2/3處,就相對(duì)板靜止了。求(1)小物塊帶何種電荷?(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小?V0EAB(1)帶負(fù)電(2)E=mg/5q例9、如圖所示,豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R,下端與光滑絕緣水平面平滑連接,整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從水平面上的A點(diǎn)以初速度v0水平向左運(yùn)動(dòng),沿半圓形軌道恰好通過(guò)最高點(diǎn)C,場(chǎng)強(qiáng)大小E<mg/q.(1)試計(jì)算物塊到達(dá)C點(diǎn)的速率和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功。(2)證明物塊離開(kāi)軌道落回水平面的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)大小E無(wú)關(guān),且為一常量。CBA點(diǎn)評(píng):把問(wèn)題拆分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程來(lái)處理。對(duì)于每一個(gè)過(guò)程都要做好受力分析。求解物塊通過(guò)到C點(diǎn)的速度是關(guān)鍵。利用題中給出的“恰好”這個(gè)條件,得出C點(diǎn)的向心力,就可求出通過(guò)C點(diǎn)的速度。(1)(2)s=2R?磁場(chǎng)復(fù)習(xí)建議
磁場(chǎng)部分的知識(shí)是以磁感應(yīng)強(qiáng)度核心,以帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為重點(diǎn)。相對(duì)于電場(chǎng)要簡(jiǎn)單的多。磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義和電場(chǎng)強(qiáng)度定義方法有相同的地方還是有較大的區(qū)別,所以在復(fù)習(xí)時(shí)可以把兩種場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比,這樣能更好的理解兩個(gè)概念。在解題中重要的環(huán)節(jié)是通電導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受力的方向的判斷。磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是空間分布的,但是關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體和對(duì)電荷的作用方向,要比電場(chǎng)對(duì)電荷的作用的方向要復(fù)雜。所以首先要把磁場(chǎng)力的方向問(wèn)題解決好,關(guān)于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,主要圍繞洛倫茲力的作用效果來(lái)進(jìn)行分析。1、磁場(chǎng)的產(chǎn)生⑴磁體的周圍存在磁場(chǎng)(與電場(chǎng)一樣是一種特殊物質(zhì))⑵電流(運(yùn)動(dòng)電荷)周圍存在磁場(chǎng)奧斯特實(shí)驗(yàn)一、磁場(chǎng)的描述安培分子電流假說(shuō):解釋磁化、消磁現(xiàn)象不顯磁性顯磁性磁化消磁2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)對(duì)放入其中的磁體、電流(運(yùn)動(dòng)電荷)有力的作用同名磁極相互排斥異名磁極相互吸引⑴⑵磁體對(duì)電流的作用同向電流相吸,反向電流相斥。
磁場(chǎng)的基本特性之一就是對(duì)處于其中的磁體、電流或運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。磁極與磁極之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的作用力都是通過(guò)自己的磁場(chǎng)而作用于對(duì)方的。3、磁場(chǎng)的方向:規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn),小磁針靜止時(shí)N極指向(即N極的受力方向)就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。(注意:不是電流的受力方向)磁場(chǎng)的方向小磁針靜止時(shí)N極指向N極的受力方向磁感線某點(diǎn)的切線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向五個(gè)方向的統(tǒng)一:4、磁感線⑴用來(lái)形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的假想曲線
⑵磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即小磁針N極在該點(diǎn)的受力方向或靜止時(shí)的指向⑶磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱⑷磁感線是封閉曲線(和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同)
幾種磁場(chǎng)的磁感線:安培定則(右手螺旋定則):對(duì)直導(dǎo)線,四指指磁感線方向;對(duì)環(huán)行電流,大拇指指中心軸線上的磁感線方向;對(duì)長(zhǎng)直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。★下列說(shuō)法中正確的是 ()A.磁感線可以表示磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱B.磁感線從磁體的N極出發(fā),終止于磁體的S極C.磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng),電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)D.放入通電螺線管內(nèi)的小磁針,根據(jù)異名磁極相吸的原則,小磁針的N極一定指向通電螺線管的S極
(1)磁感線例題AC(2)電流磁場(chǎng)方向的判斷例題★在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài),突然發(fā)現(xiàn)小磁針N極向東偏轉(zhuǎn),由此可知()A.一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的N極靠近小磁針B.一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的S極靠近小磁針C.可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過(guò)D.可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過(guò)C★一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng),如圖所示,則電子流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在z軸上的點(diǎn)P處的方向是()A.沿y軸正方向B.沿y軸負(fù)方向C.沿z軸正方向D.沿z軸負(fù)方向
A5、磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向的物理量⑴定義:在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,受到的安培力跟電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度的乘積的比值。⑵表達(dá)式:?jiǎn)挝唬禾厮估═)⑶矢量:方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向例1、關(guān)于磁感強(qiáng)度,正確的說(shuō)法是:(A)根據(jù)定義式,磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B與F成正比,與IL成反比;(B)磁感強(qiáng)度B是矢量,方向與F的方向相同;(C)B是矢量,方向與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同;(D)在確定的磁場(chǎng)中,同一點(diǎn)的B是確定的,不同點(diǎn)的B可能不同,磁感線密的地方B大些,磁感線疏的地方B小些.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義例題是非題:主要作用是,強(qiáng)化對(duì)概念的理解1.通電導(dǎo)體在受到磁場(chǎng)力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大.2.兩個(gè)相同的線圈,放在磁場(chǎng)的不同地方,穿過(guò)其中一個(gè)磁通量大,則這個(gè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就大.3.線圈的面積越大,則穿過(guò)它的磁感線的條數(shù)越多4.放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體越長(zhǎng),通過(guò)的電流越大,則它所受的安培力越大.5.同一通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)強(qiáng)度大的地方,受到的磁場(chǎng)力一定大6.同一電荷在電場(chǎng)中的不同點(diǎn),受到的電場(chǎng)力大的地方,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度越大.例2、一根長(zhǎng)10cm的通電導(dǎo)線放在磁感強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直,受到的磁場(chǎng)力為4×10-3N,若以導(dǎo)線的中點(diǎn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)線使導(dǎo)線和磁感線平行,則導(dǎo)線所在處的磁感強(qiáng)度為
T,導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為
.答案:0.1A;0.4T;0例3、關(guān)于左手定則的使用,下列說(shuō)法中正確的是(A)當(dāng)IB時(shí),在電流、磁感強(qiáng)度和安培力三個(gè)物理量中,知道其中任意兩個(gè)量的方向就可以確定第三個(gè)量的方向(B)知道電流方向和磁場(chǎng)方向,可以唯一確定安培力的方向(C)知道磁場(chǎng)方向和安培力的方向,可以唯一確定電流的方向(D)知道電荷的運(yùn)動(dòng)方向和洛倫茲力的方向,可以唯一確定磁場(chǎng)方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加例題★兩根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線互相平行,電流方向相反.它們的截面處于一個(gè)等邊三角形ABC的A和B處.如圖所示,兩通電導(dǎo)線在C處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值都是B,則C處磁場(chǎng)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度是()A.2B B.BC.0 D.B
CDABA磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力安培力⑴方向:左手定則二.安培力方向:四指:指向電流方向。掌心:讓磁感線垂直穿入掌心。拇指:指向安培力方向。F、B、I關(guān)系:電流方向電流方向安培力方向磁場(chǎng)方向大?。篎=0
I//BF=BIL
I
BB為勻強(qiáng)磁場(chǎng)F=BILsinθ任意情況(2)安培力的大小IBFIBFBααBBIFαBI判定所受安培力的方向(明確磁場(chǎng)及兩者位置關(guān)系)FI磁場(chǎng)的空間分布安培力★如圖,相距20cm的兩根光滑平行銅導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面傾角為θ=370,上面放著質(zhì)量為80g的金屬桿ab,整個(gè)裝置放在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.(1)若磁場(chǎng)方向豎直向下,要使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上,必須通以多大的電流.(2)若磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,要使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上,必須通以多大的電流。關(guān)于安培力作用問(wèn)題分析:能把立體圖轉(zhuǎn)成平面圖。做好受力分析,根據(jù)平衡條件求解(1)15A(2)12A.FmgN通電導(dǎo)線所受安培的判斷⑴洛侖茲力提供向心力⑵軌道半徑:⑶周期:與v、r無(wú)關(guān)⑷圓心、半徑、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定三、洛侖茲力(5)洛侖洛倫茲力的方向:左手定則a、兩個(gè)速度方向垂直線的交點(diǎn)。(常用在有界磁場(chǎng)的入射與出射方向已知的情況下)b、有幾何關(guān)系和軌道半徑公式結(jié)合,來(lái)求物理題目中的所求C、由轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角和周期公式來(lái)計(jì)算時(shí)間。圓心的確定例題.在圖7所示的四幅圖中,正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是答案:AC帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一:在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式:靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、非勻速率曲線運(yùn)動(dòng)二、運(yùn)動(dòng)電荷在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)vB帶電粒子的速度的大小不變,做曲線運(yùn)動(dòng),但不是圓運(yùn)動(dòng)例題:如圖所示,導(dǎo)線中通有如圖的恒定電流,一帶正電的電荷以速度v和導(dǎo)線在同一平面內(nèi)且平行于導(dǎo)線的方向射入,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為A、拋物線B、圓周C、既不是圓周也不是拋物線D、以上答案都不對(duì)三、帶電粒子vB時(shí)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):求運(yùn)動(dòng)的帶電粒子的周期之比、軌道半徑之比電荷之比、質(zhì)量之比、或磁感應(yīng)強(qiáng)之比、動(dòng)能之比等例題、1、電子、質(zhì)子、氘核、氚核,以同樣的速度垂直磁場(chǎng)方向射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則軌道半徑最大的是
A、氘核B、氚核C、電子D、質(zhì)子(C)2、兩個(gè)帶電粒子,其質(zhì)量相等,在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受洛侖茲力的作用而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)A、若半徑相等,則速率必相等B、若電荷相等,則半徑必相等C、若電荷相等,則周期必相等D、若半徑相等,則動(dòng)量必相等(C)2、在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)有界磁場(chǎng)的界:有一個(gè)直線界、條形界、方形界、圓形界ХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххV××××××××××××××VO1
(2)運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)入磁場(chǎng)的方式垂直于界、與界不垂直與界的夾角為300、600等、正對(duì)圓心入射600300
(3)在磁場(chǎng)中走的?。?/4圓、半個(gè)圓、優(yōu)弧、劣弧09會(huì)考題②(供選學(xué)物理3—1的考生做)如圖14所示,在虛線MN右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從P點(diǎn)以垂直MN的速度v進(jìn)入磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后從Q點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。求:(1)P、Q兩點(diǎn)間的距離;(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。P圖14BvQMN,點(diǎn)評(píng):熟悉電荷在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,用得出的結(jié)論求解。②(供選學(xué)物理3-1的考生做)(8分)如圖13所示,真空中有直角坐標(biāo)系xOy,P(a,-b)是坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn),a、b均為大于0的常數(shù)。在y≥0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子A從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿y軸正方向射出,粒子A恰好通過(guò)P點(diǎn),不計(jì)粒子重力。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;(2)粒子A從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t四、在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)組合場(chǎng)(電場(chǎng)與磁場(chǎng)沒(méi)有同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域)會(huì)對(duì)于基礎(chǔ)問(wèn)題確定圓心、找半徑;會(huì)將復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行拆分。例1:如圖所示,在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B;在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m,電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出。射出之后,第三次到達(dá)x軸時(shí),它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)。求此粒子射出x軸時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì))。答案②(供選學(xué)物理3-1的考生做如圖14所示,兩平行金屬板P1和P2之間的距離為d、電壓為U,板間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)帶正電的粒子在兩板間沿虛線所示路徑做勻速直線運(yùn)動(dòng).粒子通過(guò)兩平行板后從O點(diǎn)進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在洛倫茲力的作用下,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后打在擋板MN上的A點(diǎn).已知粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q.不計(jì)粒子重力.求:(1)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v;(2)O、A兩點(diǎn)間的距離x.-B2abB1+OA圖14P1P2MN,點(diǎn)評(píng):關(guān)于磁場(chǎng)中的基本模型,如速度選擇器,質(zhì)譜儀。答案:(2)疊加場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中只少有兩個(gè)同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域)例一、速度選擇器f=FqvB=qEv=E/Bv與q、m無(wú)關(guān)++++++××××××××Ff------vm+q++++++
當(dāng)V=E/B時(shí),帶電粒子勻速沿直線通過(guò)當(dāng)V>E/B時(shí),即BqV>Eq,帶電粒子向電場(chǎng)力的反方向偏.電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功當(dāng)V<E/B時(shí),即BqV<Eq,帶電粒子向電場(chǎng)力的方向偏,電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功例2.設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖4所示,已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作用下,從靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),忽略重力,以下說(shuō)法中正確的是A、離子帶正電[]B、離子在C點(diǎn)的速度最大C、離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與A點(diǎn)到正極板的距離相等.D、離子到達(dá)B點(diǎn)后沿原路返回A,BC例3:如圖所示,傾角為θ的光滑絕緣斜面,處在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球,恰可在斜面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、其角速度為ω,那么,(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小(2)未知電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)和方向(1)B=(2)Emin=,方向沿斜面向下對(duì)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)小結(jié)帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),一般具有較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)圖景。這類問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)力學(xué)問(wèn)題,應(yīng)順應(yīng)力學(xué)問(wèn)題的研究思路和運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律。◆分析帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),主要是兩條線索:⑴力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力,運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。⑵功能關(guān)系。根據(jù)場(chǎng)力及其它外力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或全過(guò)程中的功能關(guān)系,從而可確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,這條線索不但適用于均勻場(chǎng),也適用于非均勻場(chǎng)。因此要熟悉各種力做功的特點(diǎn)?!魩щ婓w在復(fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變,往往出現(xiàn)臨界問(wèn)題,應(yīng)以題中“最大”、“最高”、“至少”等詞語(yǔ)為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再與其它方程聯(lián)立求解。?恒定電流復(fù)習(xí)建議
本章的概念和規(guī)律很多,有很多在初中已經(jīng)學(xué)過(guò),針對(duì)這部分內(nèi)容可以比較快的方式通過(guò)。本章的重點(diǎn)核心內(nèi)容是“閉合電路歐姆定律”。電路問(wèn)題關(guān)鍵在于對(duì)電路的識(shí)別,對(duì)閉合電路的認(rèn)識(shí)、用能量觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)電路、用圖象對(duì)電路的描述等。這就要求要會(huì)畫(huà)等效電路,不要弄太復(fù)雜的電路?;靖拍钆c基本規(guī)律1、電流公式:I=q/t
I=nesv2、電動(dòng)勢(shì)E:描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。定義式:電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)電源兩極間的電壓3、電阻:導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用R=U/I
4、電阻率:反映材料的導(dǎo)電性能物理量5、電功:W=UIt
6、電功率:
P=UI
7、歐姆定律:I=U/R
適用范圍:金屬導(dǎo)體,電解液溶液8、電阻定律:R=L/S
9、焦耳定律:Q=I2Rt
10、電功與電熱的關(guān)系:在純電阻電路中電功等于電熱,在非純電阻電路中電功大于電熱。11、串并聯(lián)電路串聯(lián):主要特點(diǎn):電流處處相等??傠妷旱扔诟鱾€(gè)導(dǎo)體電壓之和,電壓與電阻成正比并聯(lián):主要特點(diǎn):電壓相等??傠娏鞯扔诟鱾€(gè)支路電流之和,電流與電阻成反比串聯(lián)電路并聯(lián)電路計(jì)算電功率,無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián),總功率都等于各電阻功率之和
無(wú)論是純電阻電路還是分純電阻電路都有電壓和電流的關(guān)系例一、下列關(guān)于電阻率的正確說(shuō)法是:[]A.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān);B.導(dǎo)體的電阻率表征了導(dǎo)體的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱,與溫度有關(guān);C.電阻率大的導(dǎo)體,其電阻一定大;D.任何物體的電阻率不可能為零點(diǎn)評(píng):導(dǎo)體的電阻率可以用公式:來(lái)求得,但是電阻率的與R、S、L無(wú)關(guān)。要從它的物理意義上來(lái)理解。同時(shí)還要分清電阻率和電阻的大小的關(guān)系,如:C中所說(shuō)的關(guān)系是不成立的。答案是:B例二.有兩個(gè)導(dǎo)體a、b,它們的I-U圖象如圖8-2所示,據(jù)此分析,正確的結(jié)論是()
A.導(dǎo)體a電阻較大
B.導(dǎo)體a兩端的電壓較大
C.導(dǎo)體b的電阻較大
D.流過(guò)導(dǎo)體b的電流較大IUa
b圖8-20C
若橫軸和縱軸所表示的物理量調(diào)換,圖線的斜率的意義是什么?若把a(bǔ)b表示的電阻串聯(lián)起來(lái),總電阻的圖線應(yīng)該怎樣表示電功和電熱的對(duì)比10會(huì)考例題.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容,根據(jù)表中的信息,可計(jì)算出電熱水壺在額定電壓下以額定功率工作時(shí)的電流約為A.9.2A B.8.2A C.7.2A D.6.2A型號(hào)xxxx額定功率1800W額定電壓220V額定容量1.8LB點(diǎn)評(píng):會(huì)考中的實(shí)際應(yīng)用題目,考查觀察能力對(duì)信息進(jìn)行分析的能力閉合電路歐姆定律
表達(dá)形式:①②(I、R間關(guān)系)④③(U、R間關(guān)系)(U、I間關(guān)系)(2)外電路短路時(shí)(1)外電路斷路時(shí)⑤
只能在純電阻電路上使用任何閉合電路都適用10會(huì)考②(供選學(xué)物理3-1的考生做)在圖5所示的電路中,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)電阻r=1.0Ω,電阻R=2.0Ω,閉合開(kāi)關(guān)S后,電路中的電流I等于4.5A B.3.0A C.1.5A D.0.5A點(diǎn)評(píng):會(huì)考中考查應(yīng)用閉合電路歐姆定律的基本應(yīng)用。而會(huì)考說(shuō)明中對(duì)閉合電路歐姆定律的要求是C級(jí)。答案:D例1、如圖,R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。1R1R22ErAE=3Vr=1Ω點(diǎn)評(píng):這種問(wèn)題的基本思路,是要利用閉合電路歐姆定律列兩個(gè)方程聯(lián)立求解,因?yàn)樵陂]合電路歐姆定律中要有兩個(gè)未知量同時(shí)出現(xiàn)即:E和r例2:如圖,電阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω,S斷開(kāi)時(shí),電流表A的示數(shù)為0.25A;S閉合后,電流表A的示數(shù)為0.36A。求:電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。(電表內(nèi)阻的影響不計(jì))點(diǎn)評(píng):這種問(wèn)題的基本思路,是要利用閉合電路歐姆定律列兩個(gè)方程聯(lián)立求解,因?yàn)樵陂]合電路歐姆定律中要有兩個(gè)未知量同時(shí)出現(xiàn)即:E和rs答案:3.6V1.2Ω路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系1、路端電壓隨外電路電阻R增大而增大;但不是正比關(guān)系。
2、分析判斷路端電壓隨外電阻變化而變化的四部(1)明確外電阻的變化情況;(2)由得出電路中的總電流的變化;(3)由分析出內(nèi)電壓的變化;(4)由得出路端電壓的變化3、路端電壓U隨電流I變化的圖象.U=E-Ir圖象的物理意義①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E.②圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害θ例題:圖為分壓器接法電路圖,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),變阻器總電阻為r.閉合電鍵S后,負(fù)載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點(diǎn)間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于右圖中的哪條實(shí)線()A.①B.②C.③D.④點(diǎn)評(píng):當(dāng)滑鍵P滑到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),R的電壓小于E的一半對(duì)滑動(dòng)變阻器、串并聯(lián)電路都是很好的復(fù)習(xí)C例1.在如圖8所示的電路中,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器.當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開(kāi)關(guān)S,此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng),則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是()A.I1增大,I2不變,U增大B.I1減小,I2增大,U減小C.I1增大,I2減小,U增大D.I1減小,I2不變,U減小解析滑動(dòng)觸點(diǎn)由a向b移動(dòng)時(shí),R2阻值減小,所以總電阻減小,電路中總電流增大,則內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,故U減小;總電流增大,R3兩端電壓也增大,所以并聯(lián)電壓減小,故I1減小,I2增大.答案
B電路的動(dòng)態(tài)變化分析:例2:如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1和ΔU2,下列說(shuō)法中正確的是()A.小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2BD點(diǎn)評(píng):若電路中的電流變大時(shí),內(nèi)電壓變大,內(nèi)電阻上增大的電壓應(yīng)該是外電路上每部分電路上減小的電壓之和。A、R1短路B、R2短路
C、R3短路D、R1斷路AR1R2R3VsErA電路故障分析題型?如圖所示的電路中,開(kāi)關(guān)S閉合后,由于電阻發(fā)生短路或者斷路故障,電壓表和電流表的讀數(shù)都增大,則肯定出現(xiàn)了下列那種故障()點(diǎn)評(píng):由于電流表始終有示數(shù),所以電阻R1不可能斷路。R2短路會(huì)使電流表的示數(shù)變小,與題不符。R3不能短路。A.直流10V擋B.直流0.5A擋C.直流2.5V擋D.歐姆擋?在如圖所示電
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