大學(xué)物理電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)

大學(xué)物理電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度(magneticfluxdensity)，描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量，常用符號(hào)B表示，國(guó)際通用單位為特斯拉(符號(hào)為T)。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學(xué)中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱使用磁感應(yīng)強(qiáng)度來表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大表示磁感應(yīng)越強(qiáng)；磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，表示磁感應(yīng)越弱。磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=F/(IL)磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么決定的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小并不是由F、I、L來決定的，而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。如果是一塊磁鐵，那么B的大小之和這塊磁鐵的大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。如果是電磁鐵，那么B與I、匝數(shù)及有無鐵芯有關(guān)。物理網(wǎng)很多文章都建議同學(xué)們采用類比的方法來理解各個(gè)物理量。我們用電阻R來做個(gè)對(duì)比。R的計(jì)算公式是R=U/I；可一個(gè)導(dǎo)體的電阻R大小并不是由U或者I來決定的。而是由其導(dǎo)體自身屬性決定的，包括電阻率、長(zhǎng)度、橫截面積。同樣，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不是由F、I、L來決定的，而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。如果同學(xué)們有時(shí)間，可以把靜電場(chǎng)中電容的兩個(gè)公式來對(duì)比著復(fù)習(xí)、鞏固下。B為矢量，方向與磁場(chǎng)方向相同，并不是在該處電流的受力方向，運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(左手定則)。描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感線在磁場(chǎng)中畫一些曲線，用(虛線或?qū)嵕€表示)使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同(且磁感線互不交叉)，這些曲線叫磁感線。磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇鸥芯€的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來進(jìn)入S極，在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極。磁感線都有哪些性質(zhì)呢⒈磁感線是徦想的，用來對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線，它并不是客觀存在的。⒉磁感線是閉合曲線；磁鐵的磁感線，外部從N指向S，內(nèi)部從S指向N；⒊磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱，磁感線上特定點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。⒋任何兩條磁感線都不會(huì)相交，也不能相切。磁感線(不是磁場(chǎng)線)的性質(zhì)與電場(chǎng)線的性質(zhì)對(duì)比來記憶。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的所有計(jì)算式磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/qv磁感應(yīng)強(qiáng)度B=ξ/Lv磁感應(yīng)強(qiáng)度B=Φ/S磁感應(yīng)強(qiáng)度B=E/v其中，F(xiàn)：洛倫茲力或者安培力q：電荷量v：速度ξ：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E：電場(chǎng)強(qiáng)度Φ：磁通量S：正對(duì)面積磁通量磁通量是閉合線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的累積。⒈定義一：φ=BS，S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積，如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直，應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上，求出投影面積；⒉定義二：表示穿過其中一面積磁感線條數(shù)；此時(shí)，我們認(rèn)為B代表的意義是單位面積內(nèi)的磁感線密度。磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，正、負(fù)號(hào)不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出。同學(xué)們能不能想到其他類似的物理量呢比如，電流，也是有“運(yùn)動(dòng)方向”的標(biāo)量。當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線穿過時(shí)，磁通量的計(jì)算應(yīng)算“純收入”，即ф=ф-ф(ф為正向磁感線條數(shù)，ф為反向磁感線條數(shù)。)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是在阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的變化。楞次定律的核心，也是最需要大家記住的是“阻礙”二字。在高中物理利用楞次定律解題，我們可以用十二個(gè)字來形象記憶：“增反減同，來拒去留，增縮減擴(kuò)”。楞次定律(Lenzlaw)是一條電磁學(xué)的定律，從電磁感應(yīng)得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。其可確定由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生之電動(dòng)勢(shì)的方向。它是由海因里?！だ愦?HeinrichFriedrichLenz)在1834年發(fā)現(xiàn)的。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。楞次定律還可表述為：感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。對(duì)楞次定律的正確理解與使用分析：第一，電磁感應(yīng)楞次定律的核心內(nèi)容是“阻礙”二字，這恰恰表明楞次定律實(shí)質(zhì)上就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的特殊表達(dá)形式；第二，這里的“阻礙”，并非是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)，而是阻礙(更確切來描述應(yīng)該是“減緩”)原磁場(chǎng)磁通量的變化；第三，正因阻礙是的是“變化”，所以，當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加(或減少)而引起感應(yīng)電流時(shí)，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)必與原磁場(chǎng)反向(或同向)而阻礙其磁通量的增加(或減少)，概括起來就是，增加則反向，減少則同向。這就是老師總結(jié)的做題應(yīng)用定律“增反減同”四字要領(lǐng)的由來。楞次定律阻礙的表現(xiàn)有哪些方式(1)產(chǎn)生一個(gè)反變化的磁場(chǎng)。(2)導(dǎo)致物體運(yùn)動(dòng)。(3)導(dǎo)致圍成閉合電路的邊框發(fā)生形變。楞次定律的應(yīng)用步驟具體應(yīng)用包括以下四步：第一，明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)在被感應(yīng)的回路上的方向；第二，搞清原磁場(chǎng)穿過被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況；第三，根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向；第四，運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。在一些由于其中一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量變化”出發(fā)來判斷感應(yīng)電流方向，往往會(huì)比較困難。對(duì)于這樣的問題，在運(yùn)用楞次定律時(shí)，一般可以靈活處理，考慮到原磁場(chǎng)的磁通量變化又是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的，于是可以從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來判斷。本講內(nèi)容包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波。一、重要概念和規(guī)律（一）重要概念1．兩種電荷、電量（q）自然界只存在兩種電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫做正電荷，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒上帶的電荷叫做負(fù)電荷。注意：兩種物質(zhì)摩擦后所帶的電荷種類是相對(duì)的。電荷的多少叫電量。在SI制中，電量的單位是C（庫(kù)）。2．元電荷、點(diǎn)電荷、檢驗(yàn)電荷元電荷是指一個(gè)電子所帶的電量e=1.610-19C。點(diǎn)電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗(yàn)電荷是指電量很小的點(diǎn)電荷，當(dāng)它放入電場(chǎng)后不會(huì)影響該電場(chǎng)的性質(zhì)。3．電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度（E）、電場(chǎng)力（F）電場(chǎng)是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)，它存在于電荷的周圍空間，電行間的相互作用通過電場(chǎng)發(fā)生。電場(chǎng)的基本特性是它對(duì)其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。描述電場(chǎng)強(qiáng)度有幾種方法。其一，用公式法定量描述；定義式為E=F/q，適用于任何電場(chǎng)。真空中的點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)為E=kq/r2。勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=U/d。要注意理解：①場(chǎng)強(qiáng)是電場(chǎng)的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。②E是矢量。它的方向即電場(chǎng)的方向，規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)的方向是正電荷在該點(diǎn)受力的方向。③注意區(qū)別三個(gè)公式的物理意義和適用范圍。④幾個(gè)電場(chǎng)疊加計(jì)算合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，要按平行四邊形法則求其矢量和。其二，用電場(chǎng)線形象描述：電場(chǎng)線的密（疏）程度表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)（弱）。電場(chǎng)線上特定點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向。勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是方向相同、距離相等的互相平行的直線。要注意：a.電場(chǎng)線是使電場(chǎng)形象化而假想的線．b.電場(chǎng)線起始于正電行而終止于負(fù)電荷。c.電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都不相交。電場(chǎng)力是電荷間通過電場(chǎng)相互作用的力。正（負(fù)）電荷受力方向與E的方向相同（反）。4．電勢(shì)能（B）、電勢(shì)（U）、電勢(shì)差（UAB）電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。要注意理解：①物理意義；電荷在電場(chǎng)中特定點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功。②電勢(shì)能是相對(duì)的，通常取電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，這樣，電勢(shì)能就有正負(fù)。③電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的正（負(fù)）功總等于電荷電勢(shì)能的減少（增加人即WAB=εA-εB。（A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)）。④電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功，只跟電荷的始、末位置有關(guān)，跟具體路徑無關(guān)。電勢(shì)是反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量．描述電勢(shì)有幾種方法。其一，用公式法定量描述：電場(chǎng)中特定點(diǎn)的電勢(shì)定義為U=ε/q。要注意理解：①電勢(shì)是電場(chǎng)的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。②電勢(shì)是標(biāo)量。③在SI制中的單位：1伏=1焦／庫(kù)。④電勢(shì)是相對(duì)的，通常取無限遠(yuǎn)處（或大地）的電勢(shì)為零，這樣，電勢(shì)就有正負(fù)。⑤幾個(gè)電場(chǎng)疊加計(jì)算合電勢(shì)時(shí)，只需求各個(gè)電場(chǎng)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)的代數(shù)和?！涠玫葎?shì)面形象描述：任意兩個(gè)等勢(shì)面不能相交。等勢(shì)面與電力線垂直。不同等勢(shì)面的電勢(shì)沿電力線方向逐漸降低。任何相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，場(chǎng)強(qiáng)大（?。┑牡胤降葎?shì)面間的距離?。ù螅?。在同一等勢(shì)面上的任何兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力不做功。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一族限電力線垂直的平面。電勢(shì)差指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值，有時(shí)又叫做電壓。表示為UAB=UA-UB。注意：①電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差值是絕對(duì)的。電場(chǎng)中特定點(diǎn)的電勢(shì)實(shí)際上是指該點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處間的電勢(shì)差。②電勢(shì)差有正負(fù)，UAB=-UBA。5．電客（C）電容器的電容定義為C=Q/U。注意理解：①電容是表征電容器特性的物理量。對(duì)于給定的電容器，C一定。②電容器所帶電量指每個(gè)導(dǎo)體（或極板）所帶電量的絕對(duì)值。③電容器的電容只眼它的結(jié)構(gòu)（兩個(gè)導(dǎo)體的大小、形狀、相對(duì)位置）、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，而與它所帶的電量o和電勢(shì)差U無關(guān)。④平行板電容器的電容C=εS/4πkd，表示C與介電常數(shù)ε成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。⑤電容器的額定電壓應(yīng)低于擊穿電壓。6．電流強(qiáng)度（I）電流強(qiáng)度是表示電流強(qiáng)弱的物理量。定義為I=q/t，要注意理解：①電流的形成：電荷的定向移動(dòng)。②導(dǎo)體中存在持續(xù)電流的條件：一是要有可移動(dòng)的電荷；二是保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差（如電源）。③電流的方向：規(guī)定正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?。在外（?nèi)）電路電流從電源的正（負(fù)）極流向負(fù)（正）極。④導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)速率并不快，電流的傳導(dǎo)速率即電場(chǎng)的傳播速率等于光速。7．電阻（R）、電阻率（ρ）、超導(dǎo)體電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的物理量，定義為R=U/I，其單位根據(jù)歐姆定律規(guī)定是歐姆，即1歐=1伏／安。電阻是導(dǎo)體的一種特性。電阻率是反映材料導(dǎo)電性好壞的物理量，根據(jù)電阻定律定義為ρ=RS/l，單位是歐姆“Ω·m”，各種材料的電阻率都隨溫度而變化，金屬的電阻率隨溫度的升高（降低）而增大（減?。?。當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)一些金屬、合金和化合物的電阻率會(huì)突然減小為零，此謂超導(dǎo)現(xiàn)象。處于這種狀態(tài)的導(dǎo)體叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)體的電阻為零。8．電功（W）電熱（Q）、電功率（P）電功是描述電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的物理量。可表示為W=UIt。在純電阻電路中，W=UIt=I2Rt=U2t/R。電功的實(shí)用單位1干瓦小時(shí)（度）=3.6106焦。電熱指電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。在純電阻電路里，W=Q，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在非純電阻（如含電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器）電路里，w＞Q；電功率是描述電流做功快慢的物理量，可表示為P=W/t=UI。在純電阻電路中，P＝UI=I2R=U2/R。9．電源、電動(dòng)勢(shì)（ε）、路端電壓（U）電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。對(duì)于給定的電源，電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻和允許通過的最大電流一定。電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物g量之一、要注意理解：①S是由電源本身所決定的，跟外電路的情況無關(guān)。②ε的物理意義；電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于路中通過1庫(kù)侖電量時(shí)電源所提供的電能。③注意區(qū)別電動(dòng)勢(shì)和電壓的概念。電動(dòng)勢(shì)是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量，是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量，是反映電場(chǎng)力做功的特性。路端電壓是外電路兩端的電壓?？杀硎緸椋篣=ε-U’（U’=Ir）。要明確：①U隨I的變化規(guī)律。當(dāng)I增大時(shí)，U減??；當(dāng)I=0時(shí)，U=ε。②U隨R的變化規(guī)律：當(dāng)R增大（減?。r(shí)，U隨著增大（減?。┊?dāng)R→∞（斷路）時(shí)，U=ε（據(jù)此原理可用伏特計(jì)直接測(cè)ε）。當(dāng)R→0（短路）時(shí)，U→0，此時(shí)有I＝ε/r，電流很大。10．磁性、磁體、磁極、磁化磁性指物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。具有磁性的物體叫磁體。磁體上最強(qiáng)的部分叫磁極，指南（北）的磁極叫南（北）極，用Bwj表示。磁化指使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程。11．磁場(chǎng)、磁感強(qiáng)度（B）磁場(chǎng)是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，它存在于磁體周圍的空間，磁體間的相互作用通過磁場(chǎng)發(fā)生。磁場(chǎng)的基本特性是它對(duì)其中的電流有磁場(chǎng)力的作用。磁感強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。描述磁感強(qiáng)度有幾種方法。其一，用公式定量描述。定義式為B=F/Il。要注意理解。①B是磁場(chǎng)的一種特性，與磁場(chǎng)力F、電流強(qiáng)度I、導(dǎo)線長(zhǎng)度l無關(guān)。B不是電流I所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。②B是矢量。它的方向即圍場(chǎng)的方向，規(guī)定B的方向是磁針N極在該點(diǎn)受力的方向。③在SI制中，B的單位為（T）特斯拉。其二，用磁感線描述：磁感線的密（疏）程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線上特定點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是方向相同的距離相等的互相平行的直線；直線電流磁場(chǎng)的磁力線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的在限導(dǎo)線垂直的平面上的同心圓，通電螺線管磁場(chǎng)的磁力線與條形磁鐵相似。要注意：a.磁感線是使磁場(chǎng)形象化而假想的線。b.磁感線是閉合曲線，在磁體外（內(nèi)）部，從N（S）極到S(N)極。③磁場(chǎng)中任何兩條磁力線都不相交。12．磁通量(Φ）為了研究穿過其中一個(gè)面上的磁場(chǎng)，定義磁通量Φ=BScosθ要理解：①適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。②物理意義：穿過磁場(chǎng)中一些面的磁力線條線。③θ為所研究的平面的法線與B的夾角。④磁通量有正負(fù)。⑤在SI制中的單位為韋伯，⑤由B=Φ/S，常稱磁通密度。13．電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ε）、感應(yīng)電流（I）電磁感應(yīng)是指利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。要注意理解；①產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。②產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無關(guān)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流必需閉合電路。③產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種敘述是等效的，即閉合電路的一部分導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等效。14．自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)、自感系數(shù)（L）自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。飾產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感，它是反映線圈特性的物理量。線越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多，截面積越大，它的自感系越大。另外，有鐵心的線圇的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。15．交流電、表征交流電的物理量交流電是指電流強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。交流電有單相和三相之分。中學(xué)所研究的是正弦交流電.最大值交流電的最大值是交流電在一周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值．有效值交流電的有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)規(guī)定的，即如果在相同時(shí)間內(nèi)交流電和直流電通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等，則把這直流電的數(shù)值叫做這交流電的有效值．注意：①該關(guān)系式適用于按正弦現(xiàn)律變化的交流電。②電氣設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定充流以及電表測(cè)量的數(shù)值一般指有效值。③我國(guó)的交流電，照明電路電壓為220伏，動(dòng)力電路電壓為380伏。周期(T)和頻率(f)都是表征交流電變化快慢的物理量.其關(guān)系為:T=1/f。我國(guó)的交流電的周期為0.02S，頻率是50Hz，電流方向每秒改變100次。16．振蕩電流、電磁振蕩17．電磁場(chǎng)、電磁波電磁場(chǎng)是指由變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成的不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)。電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波。要注意理解：①?zèng)]有靜止的電磁場(chǎng)。②傳播電磁波不需要介質(zhì)。（二）、重要規(guī)律1．電荷守恒定律電荷守恒定律揭示了在電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過程沖總量保持不變的規(guī)律。要注意它在中和現(xiàn)象、三種起電（接觸起電、摩擦起電、感應(yīng)起電）過程、靜電感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用。2．庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律反映了電荷間相互作用力的規(guī)律?？杀硎綟=kQ1Q2/r2，其中靜電力恒星k＝9109N·m2／C2．要注意：①適用于真空中的點(diǎn)電荷。②應(yīng)用公式時(shí)，可把o和F的絕對(duì)值代入計(jì)算，庫(kù)侖力的方向根據(jù)電荷的正負(fù)來判斷。3．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)有四；其一，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。其二，表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。其三，電行只能分布在導(dǎo)體的外表面上（可用法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）。其四，該導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，它的表面是一個(gè)等勢(shì)面。4．電勢(shì)差限電場(chǎng)力做功、跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做的功跟電勢(shì)差的關(guān)系為W=qU。要注意：①公式適用于任何電場(chǎng)。②q、U、W三個(gè)量都有正、負(fù)。為避免錯(cuò)誤，應(yīng)用時(shí)，均取絕對(duì)，值，功的正負(fù)可從電荷的正負(fù)及移動(dòng)方向加以判斷。③在電場(chǎng)力作用下。正（負(fù)）電荷總是從高（低）電勢(shì)處移向低（高）電勢(shì)處，且電荷的電勢(shì)能減小。電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可從以下三方面理解：①大小關(guān)系：①U=Ed（適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，d為沿電場(chǎng)線方向的兩點(diǎn)間距離）。②方向關(guān)系：場(chǎng)強(qiáng)的方向就是電勢(shì)降低最快的方向．③單位關(guān)系：1V/m=1N/C。5．帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶電粒子在重力、電場(chǎng)力作用下?；蛱幱谄胶鉅顟B(tài)、或加速、或偏轉(zhuǎn)（在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類拋體運(yùn)動(dòng)）。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律同樣遵循力學(xué)的三把金鑰匙、只是在受力分析時(shí)要多考慮一個(gè)電場(chǎng)力而已。6．電阻定律電阻定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，它揭示了影響導(dǎo)核電阻的因素間的關(guān)系。要注意理解：①當(dāng)溫度不變時(shí)，導(dǎo)線的電阻是由它的長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料決定的。而與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流強(qiáng)度無關(guān)。②電阻還隨著溫度的升高而增大。③該公式適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體及放度均勻一致的電解液7．歐姆定律部分電路歐姆定律為：I=U/R，要注意：①公式中的I、U、R三個(gè)量必須是屬于同一段電路的。②適用范圍；適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)的溶液，不適用于氣體?；蚶斫鉃閮H適用于不含電源的其中一部分電路。閉合電路歐姆定律可表示為：I=ε/（R+r），要注意：①適用于包括電源的整個(gè)閉合電路。②會(huì)從能量的轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)理解Iε=IU+Ir的物理意義，明確電源的總功率（Iε）、輸出功率（IU）和內(nèi)電路消耗的功率（IU'）及其關(guān)系。8．焦耳定律焦耳定律是定量反映電流熱效應(yīng)的規(guī)律。在SI制中表示為Q=I2Rt。要注意；①對(duì)任何電路，只要有電阻R存在，由電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量都可用該公式計(jì)算。②在純電阻電路中，還可表示為Q=UIt或U2t/R。③在SI制中Q用焦作單位。9．電路串并聯(lián)和電源串并聯(lián)的特點(diǎn)電路串并聯(lián)要注意理解電壓分配、電流分配、功率分配的規(guī)律。電源（相同電池）串并聯(lián)要注意適用條件：當(dāng)用電器額定電壓高于單個(gè)電他的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，應(yīng)采用串聯(lián)電池組。當(dāng)用電器的額定電流比單個(gè)電地允許通過的最大電流大時(shí)，應(yīng)采用并聯(lián)電池組。必要時(shí)采用混聯(lián)電池組。10．改裝電表的原理將電流計(jì)改裝成優(yōu)特計(jì)．需給電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，該電阻可由R串＝（n—1）Bg計(jì)算，其中n=U/Ug為電壓量程擴(kuò)大的倍數(shù)。將電流計(jì)改裝螨安始計(jì)，需給電流計(jì)并取一個(gè)分流電阻，該電阻可由IgRg=（I-Ig）R并計(jì)算，其中n=I/Ig為電流量程擴(kuò)大的倍數(shù)。11．測(cè)量電阻的方法（1）用伏安法測(cè)。應(yīng)明確：當(dāng)測(cè)量?。ù螅╇娮钑r(shí)應(yīng)采用安培計(jì)外（內(nèi)）接法。（2）用歐姆計(jì)測(cè)。應(yīng)理解：①這是一種能直接讀出電阻值的粗略測(cè)量方法。②要先調(diào)零再測(cè)量。12．磁極間的作用規(guī)律磁極間相互作用的磁和同（異）名磁極相斥（吸）。13．判定磁場(chǎng)方向的法則用安培定則判定。注意；當(dāng)判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指表示充流方向，四指表示磁感線的環(huán)繞方向.當(dāng)判定環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向時(shí)，大姆指表示磁感線的方向。四指表示電流方向。14．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律（1）大?。弘娏魉艿拇艌?chǎng)力通常稱為安培力。其大小F=BIlsinθ，注意：①適用于勻場(chǎng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)直通電導(dǎo)線．②θ為I與B的夾角。磁場(chǎng)對(duì)通電線圈有磁力矩作用，其大小M=BIScosθ。注意：①適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)和輻向磁場(chǎng)②S為線圈（不一定有規(guī)則）面積。③θ為B與線圈平面的`夾角。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力通常稱為洛侖茲力。其大小f=qvBsinθ。注意：①洛侖茲力是磁場(chǎng)對(duì)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，而安培力是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線上電流的作用力。②θ為B與v的夾角。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若θ=0，則電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若θ=90°，則電荷在向心力f=qvB作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可以證明，電荷的運(yùn)動(dòng)周期跟軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率無關(guān)。③f對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。（2）方向：由左手定則判既注意：當(dāng)判定洛侖茲力方向時(shí)，四指的指向與正（負(fù)）電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同（反）。15．電磁感應(yīng)規(guī)律（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小：由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。公式一：ε=△Φ/△t。注意；①該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．②ε只與穿過電路的磁通量的變化率△Φ/△t有關(guān)，而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二：ε=Blvsinθ。注意：①該式通常用于導(dǎo)體切割磁力線之時(shí)。且導(dǎo)線與磁感線互相垂直。②θ為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度（即l為導(dǎo)體實(shí)際長(zhǎng)度在垂直于B方向上的投影）。公式三：ε=L△I/△t。注意：①該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。②ε與電流的變化率△I/△t成正比。（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向是一致的，均由楞次定律和右手定則來判定。方法一：楞次定律。注意：①正確理解楞次定律比右手定則有更深刻的物理本質(zhì)。反映了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律。即發(fā)電機(jī)的基本原理：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。②普遍適用。只是當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用楞次定律較方便。③掌握應(yīng)用楞次定律的正確步驟；第一步，明確原磁場(chǎng)的方向及穿過閉合電路中的磁通量增減情況；第二步。根據(jù)格次定律確定感生電流的磁場(chǎng)方向；第三步，利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。要深刻理解“阻礙”兩字的含義，阻礙不同于相反。方法二：右手定則。注意：①兩種判斷方法結(jié)論一致。當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則較方便。右手定則可視為楞決定律的特殊情況．②與左手定則的區(qū)別。15.交流電的變化規(guī)律（1）用函數(shù)式表示：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為：e=εmsinωt，εm=2Blv。電流的瞬時(shí)值為：i=Imsinωt，Im=εm/R。（2）用函數(shù)象表示：是正弦函數(shù)象。16．變壓器的變壓原理和變壓規(guī)律變壓原理：在原、副線圈中由于電流交變而發(fā)生互相電磁感應(yīng)使之變壓。應(yīng)理解；①變壓過程的本質(zhì)是傳遞能量。②變壓過程中穿過原、副線圈的交變磁通量相同，每匝線圈的感生電動(dòng)勢(shì)相等。③適用于交流電。直流電不能用變壓器變壓。變壓規(guī)律：對(duì)于理想變壓器有U1/U2=n1/n2，I1/I2=n2/n1注意：該式僅適用于只有一個(gè)副線圈的情況。當(dāng)有幾個(gè)副線圈時(shí)，每個(gè)副線日與原線圈均有這種關(guān)系，且變壓器的輸出電流工：應(yīng)等于各副線圈中的電流之和。③輸入功率等于輸出功率。17．電磁振蕩的規(guī)律電磁振蕩的固有周期T、固有頻率f。注意：①適用于無阻尼自由振蕩（不再?gòu)耐饨绔@得能量）。＠T或f與振幅無關(guān)。18．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論該理論的要點(diǎn)為；任何變化的電（磁）場(chǎng)都要在周圍的空間產(chǎn)生磁（電）場(chǎng)。要理解：均勻變化的電（磁）場(chǎng)在周圍產(chǎn)生穩(wěn)擔(dān)的磁（電）場(chǎng)；振蕩電（磁）場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的磁（電）場(chǎng)。二、重要研究方法1．用比值定義物理量若比值為恒量，則反映了物質(zhì)的其中一種性質(zhì)。如：物質(zhì)的密度ρ、導(dǎo)體的電阻R、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)U、電容C等。2．類比如：將電場(chǎng)與重力場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度E與重力場(chǎng)強(qiáng)度（即重力加速度g）、電勢(shì)能與重力勢(shì)能、等勢(shì)面與等高線相類比。將電磁振蕩與簡(jiǎn)諧振動(dòng)、電磁波與機(jī)械波、電指振與振動(dòng)的共振相類比。其優(yōu)點(diǎn)是利用已學(xué)過的知識(shí)去認(rèn)識(shí)有類似特點(diǎn)或規(guī)律的未知抽象知識(shí)。3．運(yùn)用形象思維如：用電場(chǎng)線和等勢(shì)面描述電場(chǎng)的性質(zhì)，幫助理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)等抽象概念，用小磁針和磁感線描述磁場(chǎng)的性質(zhì)。用安培定則、左手定則描述相關(guān)物理量間的關(guān)系，提供判定物理三的方向等。以達(dá)到由形象思維上升到抽象思維的境界。4．運(yùn)用等效思想如；借助等效電阻、等效電路簡(jiǎn)化電路，便于解題。5．極端分析法如：研究閉合電路兩端點(diǎn)的電壓即路端電壓、用電鍵的閉合和斷開、變阻器滑片移至兩極端、使電路斷路和短路等都是運(yùn)用了極端分析的思想方法。6．尋求守恒規(guī)律如：電荷守恒定律。在純電阻電路中，電功等于電熱。法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律反映了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律。在工C回路中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化。這實(shí)際上是能是守恒定律的具體體現(xiàn)。7．運(yùn)用象法研究如：在I－U坐標(biāo)息中畫出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線來研究導(dǎo)體的電阻。在U-I坐標(biāo)系中畫出線來研究路端電壓隨電流的變化規(guī)律，并借助它測(cè)算ε和r。用正弦函數(shù)象描述正孩交流電、振蕩電流。8．實(shí)驗(yàn)檢測(cè)如：用驗(yàn)電器檢測(cè)物體上是否帶電、帶何種電、帶多少電，用靜電計(jì)檢測(cè)導(dǎo)體間的見勢(shì)差。用庫(kù)侖扭秤研究庫(kù)侖定律，用伏特計(jì)測(cè)電壓，用安培計(jì)測(cè)電流強(qiáng)度，用歐姆計(jì)測(cè)電阻等。9．觀察和實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)是揭示物理規(guī)律的基本方法，物理規(guī)律依靠實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。如：奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁場(chǎng)，羅蘭實(shí)驗(yàn)證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電荷能產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。用電子射線管檢驗(yàn)了運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的設(shè)想。法拉第的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)使他的“把磁轉(zhuǎn)變成電”的光輝思想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)．赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。還如：用示波器觀察波形，用萊頓瓶說明電諧振等。三、基本解題思路解答電場(chǎng)和電路問題的基本思路大致與解力學(xué)和熱學(xué)問題相仿，下面擇其不同之處作些說明：1.關(guān)于研究對(duì)象。電場(chǎng)中的研究對(duì)象往往是電場(chǎng)中的其中一點(diǎn)或其中一個(gè)電荷。電路的研究對(duì)象住在是一些元件（包括電源、用電器、電表等）或一段電路。2．關(guān)于受力分析。由于電場(chǎng)的參與，要多考慮一個(gè)電場(chǎng)力（庫(kù)侖力）。3．關(guān)于物理過程。電場(chǎng)中主要研究靜電平衡、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（平衡、加速、偏轉(zhuǎn)）等。電路主要研究電路變化，如通過電鍵、轉(zhuǎn)換開關(guān)、變阻器變換電路的組成并引起了電路中各個(gè)量的變化。為了便于認(rèn)識(shí)電路，常常先要畫出簡(jiǎn)化的等效電路。4.關(guān)于狀態(tài)參量的分析。表征電場(chǎng)的狀態(tài)量主要有場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)能等，引起電場(chǎng)狀態(tài)量變化的是力、功等。表征電路的狀態(tài)量有電壓、電流等，引起電路狀態(tài)量變化的是電阻等。要抓住關(guān)鍵的物理量，如并聯(lián)電路中的電壓相等、串聯(lián)電路中的電流相等、變化電路中電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變、在全電路中能量守恒等。解答磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)問題的基本思路大致與前面的相仿，下面擇其不同之處作些說明：1．關(guān)于研究對(duì)象。四場(chǎng)中的研究對(duì)象往往是小磁針、帶電粒子、通電直導(dǎo)線、通電線圈、閉合回路等。還有如：變壓器、電磁波、振蕩電流等。2．關(guān)于受力分析。由于磁場(chǎng)的參與，要多考慮一個(gè)磁場(chǎng)力(安培力、洛侖茲力）。3．關(guān)于物理過程。磁場(chǎng)中主要研究：通電導(dǎo)體受力平衡和帶電粒子受到洛侖茲力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象，交流電和振蕩電流的正弦變化過程，電磁波的發(fā)射、傳播和接收過程等．一些問題的物理過程往往是在三維空間進(jìn)行，為此，要善于發(fā)揮空間想象力，選擇恰當(dāng)?shù)钠矫嬉暎ㄈ缫酝妼?dǎo)線的橫截面作為受力面）將立體形轉(zhuǎn)化為平面形，畫出簡(jiǎn)明的物理過程示意。4．關(guān)于狀態(tài)參量的分析。要抓住關(guān)鍵的物理量，如：磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)物體的力（由此涉及加速度、沖量等）和骼（由此涉及功、動(dòng)能、勢(shì)能），電磁感應(yīng)中的磁通量變化率，交流電中的最大值（或有效值）和周期（或頻率）、傳播電磁波的頻率和波長(zhǎng)、振蕩電流的周期〔或頻率