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文檔簡介

電場

庫侖定律、電場強度、電勢能、電勢、電勢差、電場中的導(dǎo)體、導(dǎo)體

知識要點:

1、電荷及電荷守恒定律

⑴自然界中只存在正、負兩中電荷,電荷在它的同圍空間形成電場,電荷間

的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電量。基本電荷

O

⑵使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種:①摩擦起電②接觸帶

電③感應(yīng)起電。

⑶電荷既不能創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,

或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分,這叫做電荷守恒定律。

2、庫侖定律

在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距

離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,數(shù)學(xué)表達式為,

其中比例常數(shù)叫靜電力常量,。

庫侖定律的適用條件是(a)真空,(b)點電荷。點電荷是物理

中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時,

可以使用庫侖定律,否則不能使用。例如半徑均為的金屬球如

圖9—1所示放置,使兩球邊緣相距為,今使兩球帶上等量的異種電荷,設(shè)

兩電荷間的庫侖力大小為,比較與的大小關(guān)系,顯然,如果電荷

能全部集中在球心處,則兩者相等。依題設(shè)條件,球心間距離不是遠大于,

故不能把兩帶電體當(dāng)作點電荷處理。實際上,由于異種電荷的相互吸引,使電荷

分布在兩球較靠近的球面處,這樣電荷間距離小于,故。同理,

若兩球帶同種電荷,則。

3、電場強度

⑴電場的最基本的性質(zhì)之一,是對放入其中的電荷有電場力的作用。電場的

這種性質(zhì)用電場強度來描述。在電場中放入一個檢驗電荷,它所受到的電場力

跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強度,定義式是,場強

是矢量,規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向,負電荷受電場力的方向

與該點的場強方向相反。

由場強度的大小,方向是由電場本身決定的,是客觀存在的,與放不放檢

驗電荷,以及放入檢驗電荷的正、負電量的多少均無關(guān),既不能認為與成

正比,也不能認為與成反比。

要區(qū)別場強的定義式與點電荷場強的計算式,前者適用于任

何電場,后者只適用于真空(或空氣)中點電荷形成的電場。

4、電場線

為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向,在電場中畫出一系列曲線,

曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向,曲線的疏密表示電場的弱度。

電場線的特點:(a)始于正電荷(或無窮遠),終止負電荷(或無窮遠);

(b)任意兩條電場線都不相交。

電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱,并不是帶電粒子在電

場中的運動軌跡。帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度

共同決定。

5、勻強電場

場強方向處處相同,場強大小處處相等的區(qū)域稱為勻強電場,勻強電場中的

電場線是等距的平行線,平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩極之間除

邊緣外就是勻強電場。

6、電勢能

由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。

電勢能具有相對性,通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。

由于電勢能具有相對性,所以實際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢

能的變化。電場力對電荷做功,電荷的電勢能減速少,電荷克服電場力做功,電

荷的電勢能增加,電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值,這常是判斷

電荷電勢能如何變化的依據(jù)。

7、電勢、電勢差

⑴電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量

在電場中某位置放一個檢驗電荷,若它具有的電勢能為,則比值叫做

該位置的電勢。

電勢也具有相對性,通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢(對同一

電場,電勢能及電勢的零點選取是一致的)這樣選取零電勢點之后,可以得出正

電荷形成的電場中各點的電勢均為正值,負電荷形成的電場中各點的電勢均為負

值。

⑵電場中兩點的電勢之差叫電勢差,依教材要求,電勢差都取絕對值,知道

了電勢差的絕對值,要比較哪個點的電勢高,需根據(jù)電場力對電荷做功的正負判

斷,或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。

⑶電勢相等的點組成的面叫等勢面。等勢面的特點:

(a)等勢面上各點的電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。

(b)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢

較低的等勢面。

(c)規(guī)定:畫等勢面(或線)時,相鄰的兩等勢面(或線)間的電勢差相等。

這樣,在等勢面(線)密處場強較大,等勢面(線)疏處場強小。

⑷電場力對電荷做功的計算公式:,此公式適用于任何電場。電場

力做功與路徑無關(guān),由起始和終了位置的電勢差決定。

⑸在勻強電場中電勢差與場強之間的關(guān)系是,公式中的是沿場強方

向上的距離。

8、電場中的導(dǎo)體

⑴靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力

作用而定向移動,使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。

⑵靜電平衡:發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電

場,當(dāng)附加電場與外電場完全抵消時,自由電子的定向移動停止,這時的導(dǎo)

體處于靜電平衡狀態(tài)。

⑶處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點:

(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場強處處為零,電場線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。

(b)導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面。

(c)導(dǎo)體表面上任意一點的場強方向跟該點的表面垂直。

(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。

第九章電場

電容帶電粒子在電場中的運動

知識要點:

電荷

一、基礎(chǔ)知識

1、電容

(1)兩個彼此絕緣,而又互相靠近的導(dǎo)體,就組成了一個電容器。

(2)電容:表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。

a定義式:,即電容。等于。與U的比值,不能理解為電容

C與Q成正比,與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決

定的,與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。

b決定因素式:如平行板電容器(不要求應(yīng)用此式計算)

(3)對于平行板電容器有關(guān)的。、E.U.C的討論時要注意兩種情況:

a保持兩板與電源相連,則電容器兩極板間的電壓U不變

b充電后斷開電源,則帶電量。不變

(4)電容的定義式:C=2(定義式)

U

(5)C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于:C=±-(決

4兀Kd

定式)

(6)電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況:

第一種情況:若電容器充電后再將電源斷開,則表示電容器的電量Q為一定,

此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。

第二種情況:若電容器始終和電源接通,則表示電容器兩極板的電壓V為一

定,此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。

2、帶電粒子在電場中的運動

(1)帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學(xué)的知識,分析方法和

力學(xué)的分析方法基本相同:先分析受力情況,再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、

加速或減速,是直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。

(2)在對帶電粒子進行受力分析時,要注意兩點:

a要掌握電場力的特點。如電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有

關(guān),還與帶電粒子的電量和電性有關(guān);在勻強電場中,帶電粒子所受電場力處處

是恒力;在非勻強電場中,同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都

可能不同。

b是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定:基本粒子:如電子、質(zhì)子、粒子、

離子等除有要說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。

帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都

不能忽略重力。

3、帶電粒子的加速(含偏轉(zhuǎn)過程中速度大小的變化)過程是其他形式的能

和功能之間的轉(zhuǎn)化過程。解決這類問題,可以用動能定理,也可以用能量守恒定

律。

如選用動能定理,則要分清哪些力做功?做正功還是負功?是恒力功還是變

力功?若電場力是變力,則電場力的功必須表達成,還要確定初態(tài)動

能和末態(tài)動能(或初、末態(tài)間的動能增量)

如選用能量守恒定律,則要分清有哪些形式的能在變化?怎樣變化(是增加

還是減少)?能量守恒的表達形式有:

a初態(tài)和末態(tài)的總能量(代數(shù)和)相等,即;

b某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加,即

c各種形式的能量的增量的代數(shù)和;

4、帶電粒子在勻強電場中類平拋的偏轉(zhuǎn)問題。

如果帶電粒子以初速度如垂直于場強方向射入勻強電場,不計重力,電場力

使帶電粒子產(chǎn)生加速度,作類平拋運動,分析時,仍采用力學(xué)中分析平拋運動的

方法:把運動分解為垂直于電場方向上的一個分運動一一勻速直線運動:

,;另一個是平行于場強方向上的分運動一一勻加速運動,

,,粒子的偏轉(zhuǎn)角為。

經(jīng)一定加速電壓(5)加速后的帶電粒子,垂直于場強方向射入確定的平行

板偏轉(zhuǎn)電場中,粒子對入射方向的偏移,它只跟加在偏轉(zhuǎn)電

極上的電壓偽有關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的大小極性發(fā)生變化時,粒子的偏移也隨之變

化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠遠大于粒子穿越電場的時間(T),則在

粒子穿越電場的過程中,仍可當(dāng)作勻強電場處理。

應(yīng)注意的問題:

1、電場強度E和電勢U僅僅由場本身決定,與是否在場中放入電荷,以及

放入什么樣的檢驗電荷無關(guān)。

而電場力尸和電勢能£兩個量,不僅與電場有關(guān),還與放入場中的檢驗電荷

有關(guān)。

所以E和U屬于電場,而五電和£屬于場和場中的電荷。

2、一般情況下,帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合,運動軌

跡上的一點的切線方向表示速度方向,電場線上一點的切線方向反映正電荷的受

力方向。物體的受力方向和運動方向是有區(qū)別的。

如圖所示:

只有在電場線為直線的電場中,且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向

一致并只受電場力作用下運動,在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線

的。

3、點電荷的電場強度和電勢

(1)點電荷在真空中形成的電場的電場強度EocQ源,£ocl/r2,當(dāng)源電荷

Q>0時,場強方向背離源電荷,當(dāng)源電荷為負時,場強方向指向源電荷。但不

論源電荷正負,距源電荷越近場強越大。

(2)當(dāng)取時,正的源電荷電場中各點電勢均為正,距場源電荷越近,

電勢越高。負的源電荷電場中各點電勢均為負,距場源電荷越近,電勢越低。

(3)若有〃個點電荷同時存在,它們的電場就互相迭加,形成合電場,這

時某點的電場強度就等于各個點電荷在該點產(chǎn)生的場強的矢量和,而某點的電勢

就等于各個點電荷在該點的電勢的代數(shù)和。

1,

2mv?="TT加速?q

U1做好■q■L

=>y廁移=---4--------

d偏轉(zhuǎn)?4,U加速?q

_0儡轉(zhuǎn).'2

-4U加速?d

第十章恒定電流

電路基本規(guī)律串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

知識要點:

1.部分電路基本規(guī)律

(1)形成電流的條件:一是要有自由電荷,二是導(dǎo)體內(nèi)部存在電場,即導(dǎo)

體兩端存在電壓。

(2)電流強度:通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間,的比值,

叫電流強度:。

(3)電阻及電阻定律:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),定義式

;在溫度不變時,導(dǎo)體的電阻與其長度成正比,與導(dǎo)體的長度成正比,與

導(dǎo)體的橫截面S成反比,跟導(dǎo)體的材料有關(guān),即由導(dǎo)體本身的因素決定,決定式

;公式中L、S是導(dǎo)體的幾何特征量,P叫材料的電阻率,反映了材料的

導(dǎo)電性能。按電阻率的大小將材料分成導(dǎo)體和絕緣體。

對于金屬導(dǎo)體,它們的電阻率一般都與溫度有關(guān),溫度升高對電阻率增大,

導(dǎo)體的電阻也隨之增大,電阻定律是在溫度不變的條件下總結(jié)出的物理規(guī)律,因

此也只有在溫度不變的條件下才能使用。

將公式錯誤地認為R與U成正比或R與/成反比。對這一錯誤推論,

可以從兩個方面來分析:第一,電阻是導(dǎo)體的自身結(jié)構(gòu)特性決定的,與導(dǎo)體兩端

是否加電壓,加多大的電壓,導(dǎo)體中是否有電流通過,有多大電流通過沒有直接

關(guān)系;加在導(dǎo)體上的電壓大,通過的電流也大,導(dǎo)體的溫度會升高,導(dǎo)體的電阻

會有所變化,但這只是間接影響,而沒有直接關(guān)系。第二,伏安法測電阻是根據(jù)

電阻的定義式,用伏特表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出通過電阻的

電流,從而計算出電阻值,這是測量電阻的一種方法。

(4)歐姆定律

通過導(dǎo)體的電流強度,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,即

,要注意:

a:公式中的/、U、火三個量必須是屬于同一段電路的具有瞬時對應(yīng)關(guān)系。

b: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。在電動機

中,導(dǎo)電的物質(zhì)雖然也是金屬,但由于電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這時

通過電動機的電流,也不能簡單地由加在電動機兩端的電壓和電動機電樞的電阻

來決定。

(5)電功和電功率:電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功,電場力對電荷

做功電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,因此電功W=qU=

這是計算電功普遍適用的公式。單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,

這是計算電功率普遍適用的公式。

(6)電熱和焦耳定律:電流通過電阻時產(chǎn)生的熱叫電熱。。=FRt這是普

遍適用的電熱的計算公式。

電熱和電功的區(qū)別:

a:純電阻用電器:電流通過用電器以發(fā)熱為目的,例如電爐、電熨斗、白

熾燈等。

b:非純電阻用電器:電流通過用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的,

發(fā)熱是不可避免的熱能損失,例如電動機、電解槽、給蓄電池充電等。

在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱,即卬=?!?/用

=是通用的,沒有區(qū)別。同理也無區(qū)別。在非純電阻電

路中,電路消耗的電能,即卬=?!ǚ譃閮刹糠郑阂淮蟛糠洲D(zhuǎn)化為熱能以外的其

他形式的能(例如電流通過電動機,電動機轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機械能);另一小

部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱。=I~Rto這里W=Ult不再等于Q=I2Rt,而是W>

Q,應(yīng)該是W=E其他+。,電功只能用W=U〃,電熱只能用。=尸心計算。

2.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

(1)串聯(lián)電路及分壓作用

a:串聯(lián)電路的基本特點:電路中各處的電流都相等;電路兩端的總電壓等

于電路各部分電壓之和。

b:串聯(lián)電路重要性質(zhì):總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,即R^=R+R2+-+

&;串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律:串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各

個電阻消耗的電功率跟各個電阻的阻值成正比,即:

c:給電流表串聯(lián)一個分壓電阻,就可以擴大它的電壓量程,從而將電流表

改裝成一個伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為治,允許通過的最大電流為人用這

樣的電流表測量的最大電壓只能是IxRgi如果給這個電流表串聯(lián)一個分壓電阻,

該電阻可由或計算,其中為電壓量程擴

大的倍數(shù)。

(2)并聯(lián)電路及分流作用

a:并聯(lián)電路的基本特點:各并聯(lián)支路的電壓相等,且等于并聯(lián)支路的總電

壓;并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。

b:并聯(lián)電路的重要性質(zhì):并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,

即;并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律:并

聯(lián)電路中通過各個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻

的阻值成反比,即,;

c:給電流表并聯(lián)一個分流電阻,就可以擴大它的電流量程,從而將電流表

改裝成一個安培表。如果電流表的內(nèi)阻是心,允許通過的最大電流是用這

樣的電流表可以測量的最大電流顯然只能是4將電流表改裝成安培表,需要給

電流表并聯(lián)一個分流電阻,該電阻可由計算,

其中為電流量程擴大的倍數(shù)。

閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實驗

知識要點:

1、電動勢:電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。

定義式為:。要注意理解:(1)是由電源本身所決定的,跟外電路的

情況無關(guān)。(2)

的物理意義:電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1庫侖電量時電源所提供的電能或

理解為在把1庫侖正電荷從負極(經(jīng)電源內(nèi)部)搬送到正極的過程中,非靜電

力所做的功。(3)注意區(qū)別電動勢和電壓的概念。電動勢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,是反映電場力做功的特性。

2、閉合電路的歐姆定律:

(1)意義:描述了包括電源在內(nèi)的全電路中,電流強度與電動勢及電路總

電阻之間的關(guān)系。

(2)公式:;常用表達式還有:。

3、路端電壓U,內(nèi)電壓U'隨外電阻R變化的討論:

外電阻R總電流內(nèi)電壓路端電壓

增大減小減小增大

(斷路)00等于

減小增大增大減小

(短路)(短路電流)

閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決

定,對一定的電源,,「視為不變,因此,

的變化總是由外電路的電阻變化引起

的。根據(jù),畫出U——R圖像,能清楚

1

0R

看出路端電壓隨外電阻變化的情形。

還可將路端電壓表達為,以,,為參

量,畫出U—1圖像。

這是一條直線,縱坐標(biāo)上的截距對應(yīng)于電源電動

勢,橫坐標(biāo)上的截距為電源短路時的短路電流,直線

的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻,即

4、在電源負載為純電阻時,電源的輸出功率與外

電路電阻的關(guān)系是:

o由此

式可以看出:當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻,即/?=一時,電源

的輸出功率最大,最大輸出功率為,電源輸

出功率與外電阻的關(guān)系可用P——R圖像表示。

電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是:

。顯然,

當(dāng)時,電源輸出功率最大,且最大輸出功率為:

oP——/圖像如圖所示。

選擇路端電壓為自變量,電源輸出功率與路端電壓

的關(guān)系是:

顯然,當(dāng)時,oP——U圖像如圖

所示。

綜上所述,恒定電源輸出最大功率的三個等效條件是:(1)外電阻等于內(nèi)

電阻,即。(2)路端電壓等于電源電動勢的一半,即。(3)輸出

電流等于短路電流的一半,即。除去最大輸出功率外,同一個輸出

功率值對應(yīng)著兩種負載的情況。一種情況是負載電阻大于內(nèi)電阻,另一種情況是

負載電阻小于內(nèi)電阻。顯然,負載電阻小于內(nèi)電阻時,電路中的能量主要消耗在

內(nèi)電阻上,輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量,電源的電能利用效率低,電源

因發(fā)熱容易燒壞,實際應(yīng)用中應(yīng)該避免。

5、同種電池的串聯(lián):

〃個相同的電池同向串聯(lián)時,設(shè)每個電池的電動勢為,內(nèi)電阻為廣,則串聯(lián)

電池組的總電動勢,總內(nèi)電阻,這樣閉合電路歐姆定律可表示

為,串聯(lián)電池組可以提高輸出的電壓,但應(yīng)注意電流不要超過每個電

池能承受的最大電流。

6、電阻的測量:

(1)伏安法:伏安法測電阻的原理是部分電路的歐姆定律,測量電

路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法,如圖甲、乙:

——?-----_

甲乙

兩種接法都有系統(tǒng)誤差,測量值與真實值的關(guān)系為:當(dāng)采用安培表內(nèi)接電路

(甲)時,由于安培表內(nèi)阻的分壓作用,電阻的測量值

;當(dāng)采用安培表外接電路(乙)時,由于伏特

表的內(nèi)阻有分流作用,電阻的測量值,可以

看出:當(dāng)和時,電阻的測量值認為是真實值,即系統(tǒng)誤差可

以忽略不計。所以為了確定實驗電路,一般有兩種方法:一是比值法,若

時,通常認為待測電阻的阻值較大,安培表的分壓作用可忽略,應(yīng)采用安培表內(nèi)

接電路;若時,通常認為待測電阻的阻值較小,伏特表的分流作用可忽

略,應(yīng)采用安培表外接電路。若時,兩種電路可任意選擇,這種情況

下的電阻叫臨界電阻,,待測電阻和比較:若>時,

則待測電阻阻值較大;若<時,則待測電阻的阻值較小。

二是試接法:在、未知時,若要確定實R

驗電路,可以采用試接法,如圖所示:如先采用安十沙〒

PP

培表外接電路,然后將接頭P由。點改接到b點,\

同時觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示'-------

數(shù)變化比較顯著,表明伏特表分流作用較大,安培表分壓作用較小,待測電阻阻

值較大,應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著,表明安培表分壓

作用較大,伏特表分流作用較小,待測電阻阻值較小,應(yīng)采用安培表外接電路。

(2)歐姆表:歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律

制成的。

a.歐姆表的三個基準(zhǔn)點。

如圖,虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電阻

,待測電阻為,則

,可以看出,隨按紅

雙曲線規(guī)律變化,因此歐姆表的刻度不均勻。當(dāng)=0

時,——指針滿偏,停在0刻度;

當(dāng)時,——指針不動,停在電

阻刻度;當(dāng)時,

一指針半偏,停在刻度,因此又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。

b.中值電阻的計算方法:當(dāng)用1檔時,,即表盤中心的刻度

值,當(dāng)用檔時,。

c.歐姆表的刻度不均勻,在“”附近,刻度線太密,在“0”附近,刻度

線太稀,在“”附近,刻度線疏密道中,所以為了減少讀數(shù)誤差,可以通過

換歐姆倍率檔,盡可能使指針停在中值電阻兩次附近范圍內(nèi)。由于待

測電阻雖未知,但為定值,故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近,就得

調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中匚3P三

值電阻兩側(cè)附近,就得調(diào)至歐姆高倍率檔。―0—I

(3)用安培表和伏特表測定電池的電動勢和內(nèi)電…

阻。--------@-------

如圖所示電路,用伏特表測出路端電壓,同時|/

用安培表測出路端電壓時流過電流的電流正改變―一噎一

電路中的可變電阻,測出第二組數(shù)據(jù);根據(jù)閉合電路歐姆定律,列方程

組:解之,求得

上述通過兩組實驗數(shù)據(jù)求解電動勢和內(nèi)電阻的方法,

由于偶然誤差的原因,誤差往往比較大,為了減小偶

然因素造成的偶然誤差,比較好的方法是通過調(diào)節(jié)變

阻器的阻值,測量5組?8組對應(yīng)的U、/值并列成表

格,然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在U——/坐標(biāo)系中標(biāo)出各組

數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點,作一條直線,使它通過盡可能多的坐標(biāo)點,而不在直線上的坐標(biāo)

點能均等分布在直線兩側(cè),如圖所示:這條直線就是閉合電路的U一一/圖像,

根據(jù),U是/的一次函數(shù),圖像與縱軸的交點即電動勢,圖像斜率

磁場

磁場的主要概念磁場對直線電流的作用磁場對運動電荷的作用力

知識要點:

磁場的產(chǎn)生磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

磁場的方向

磁場的基本特征-安培定則

磁感線

磁感應(yīng)強度

洛侖茲力

磁場對運動

r軌道半徑的計算

電荷的作用L帶電粒子在場中的運動-

周期的計算

左手定則

對通電直導(dǎo)線的作用安培力的計算

磁場對電流

的作用磁力矩的計算

對通電線圈的作用

電流表的原理

1、磁場

磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。

(1)磁場的基本特性一一磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場

力的作用。

(2)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)一一磁體、電流和運動電荷的磁場都產(chǎn)生于電荷的運

動,并通過磁場而相互作用。

(3)最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的假說和實驗一一安培分子環(huán)流假說和羅蘭

實驗。

2、磁感應(yīng)強度

為了定量描述磁場的大小和方向,引入磁感應(yīng)強度的概念,在磁場中垂直于

磁場方向的通電導(dǎo)線,受到磁場力尸跟電流強度/和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比

值,叫通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度。用公式表示是

磁感應(yīng)強度是矢量。它的方向就是小磁針N極在該點所受磁場力的方向。

公式是定義式,磁場中某點的磁感應(yīng)強度與產(chǎn)生磁場的磁極或電流有關(guān),和

該點在磁場中的位置有關(guān)。與該點是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)。

3、磁感線

磁感線是為了形象描繪磁場中各點磁感應(yīng)強度情況而假想出來的曲線,在磁

場中畫出一組有方向的曲線。在這些曲線上每一點的切線方向,都和該點的磁場

方向相同,這組曲線就叫磁感線。磁感線的特點是:

磁感線上每點的切線方向,都表示該點磁感應(yīng)強度的方向。

磁感線密的地方磁場強,疏的地方磁場弱。

在磁體外部,磁感線由N極到S極,在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極,形成

閉合曲線。

磁感線不能相交。

對于條形、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線畫法必須

掌握。

4、磁通量()和磁通密度(B)

(1)磁通量()一一穿過某一面積(S)的磁感線的條數(shù)。

(2)磁通密度一一垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù),也即磁感應(yīng)強度的大

小。

(3)與8的關(guān)系=BScos獄中Seos。為面積S在中性面上投影的大小。

5、公式=BScosO及其應(yīng)用

磁通量的定義式=BScos。,是一個重要的公式。它不僅定義了的物理意

義,而且還表明改變磁通量有三種基本方法,即改變8、S或。。在使用此公式

時,應(yīng)注意以下幾點:

(1)公式的適用條件-----般只適用于計算平面在勻強磁場中的磁通量。

(2)族的物理意義一一表示平面法線(〃)方向與磁場?

(B)的夾角或平面(S)與磁場中性面(00)的夾角(圖1),-[------>

而不是平面(S)與磁場(B)的夾角(a)。)

因為6+a=90°,所以磁通量公式還可表示為=BSsina一飛

(3)是雙向標(biāo)量,其正負表示與規(guī)定的正方向(如平面-----4——>

法線的方向)是相同還是相反,當(dāng)磁感線沿相反向穿過同一平鹵1

面時,磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)一一磁通量的代

數(shù)和,即

1—2

6、磁場對通電導(dǎo)線的作用

磁場對電流的作用力,叫做安培力,如圖2所示,一根長

為L的直導(dǎo)線,處于磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中,且與8

的夾角為仇當(dāng)通以電流/時,安培力的大小可以表示為尸=8〃

sin。

圖2

式中以與/(或/)的夾角,Bsin以垂直于/的分量。

在8、I、L一定時,F(xiàn)oesinft

當(dāng)。=90°時,安培力最大為:Fm=BIL

當(dāng)6=0°或180°時,安培力為零:F=0'/

應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題

第一、安培力的方向,總是垂直3、/所決定的平面,即一掇-----

定垂直B和/,但8與/不一定垂直(圖3)。圖3

第二、彎曲導(dǎo)線的有效長度L,等于兩端點連接直線的長度(如圖4所示)

相應(yīng)的電流方向,沿L由始端流向末端。

所以,任何形狀的閉合平面線圈,通電后在勻強磁場受到的安培力的矢

量和一定為零,因為有效長度L=0。

公式的運動條件----般只運用于勻強磁場。

7、安培力矩公式

在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一個匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈,當(dāng)

通以電流/時,受到的安培力矩為M=N/^/sine=M5/"adsin。(圖5所示),

即M=NBISsin。

在使用安培力矩公式時,應(yīng)注意下列問題。

(1)雒與a的區(qū)別與聯(lián)系

公式中的明,表示線圈平面(S)與磁場中性面(So)的夾角或線圈平面法

線(“)與3方向的夾角,而不是線圈平面與8的夾角(a)。

因為。+a=90°,所以安培力矩公式還可以表示為M=NB/Scosa

一般,規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定,即與環(huán)形電流中

心的磁場方向一致。

(2)公式的適用條件

勻強磁場,且轉(zhuǎn)軸(0。)與B垂直;相對平行于8的任意轉(zhuǎn)軸,安培力矩

均為零。

任意形狀的平面線圈,如三角形、圓形和梯形等。因為任意形狀的平面線圈,

都可以通過微分法,視為無數(shù)矩形元組成。

8、磁場對運動電荷的作用

在不計帶電粒子(如電子、質(zhì)子、洲立子等基本粒子)的重力的條件下,帶

電粒子在勻強磁場有三種典型的運動,它們決定于粒子的速度C)方向與磁場

的磁感應(yīng)強度(B)方向的夾角(夕)。

(1)當(dāng)丫與3平行,即。=0°或180°時——落侖茲力/=8/sine=0,帶

電粒子以入射速度(v)作勻速直線運動,其運動方程為:$=”

(2)當(dāng)v與B垂直,即。=90°時——帶電粒子以入射速度(v)作勻速圓

周運動,四個基本公式:

向心力公式:

軌道半徑公式:

周期、頻率和角頻率公式:

動能公式:

T、/和口的兩個特點

第一、八./1的。的大小與軌道半徑(H)和運行速率(V)無關(guān),而只與磁

場的磁感應(yīng)強度(8)和粒子的荷質(zhì)比Qq/m)有關(guān)。

第二、荷質(zhì)比(q/m)相同的帶電粒子,在同樣的勻強磁場中,T、/和口相同。

(3)帶電粒子的軌道圓心(0)、速度偏向角()、回旋角(a)和弦切

角(6)。

在分析和解答帶電粒子作勻速圓

周運動的問題時,除了應(yīng)熟悉上述基

本規(guī)律之外,還必須掌握確定軌道圓

心的基本方法和計算、a和弼定量

關(guān)系。如圖6所示,在洛侖茲力作用

下,一個作勻速圓周運動的粒子,不

論沿順時針方向還是逆時針方向,從

A點運動到B點,均具有三個重要特點。

第一、軌道圓心(。)總是位于A、8兩點洛侖茲力(/)的交點上或弦

的中垂線(。。9與任一個/■的交點上。

第二、粒子的速度偏向角(),等于回旋角(a),并等于A3弦與切線的

夾角----弦切角(。)的2倍,即=a=20=a)to

第三、相對的弦切角(。)相等,與相鄰的弦切角(夕)互補,即夕+夕=180°o

磁場

帶電粒子在勻強磁場及在復(fù)合場中的運動規(guī)律及應(yīng)用

知識要點:

1、帶電體在復(fù)合場中運動的基本分析:

這里所講的復(fù)合場指電場、磁場和重力場并存,或其中某兩場并存,或分區(qū)

域存在,帶電體連續(xù)運動時,一般須同時考慮電場力、洛侖茲力和重力的作用。

在不計粒子所受的重力的情況下,帶電粒子只受電場和洛侖茲力的作用,粒子所

受的合外力就是這兩種力的合力,其運動加速度遵從牛頓第二定律。在相互垂直

的勻強電場與勻強磁場構(gòu)成的復(fù)合場中,如果粒子所受的電場力與洛侖茲力平

衡,粒子將做勻速直線運動;如果所受的電場力與洛侖茲力不平衡,粒子將做一

般曲線運動,而不可能做勻速圓周運動,也不可能做與拋體運動類似的運動。在

相互垂直的點電荷產(chǎn)生的平面電場與勻強磁場垂直的復(fù)合場中,帶電粒子有可能

繞場電荷做勻速圓周運動。

無論帶電粒子在復(fù)合場中如何運動,由于只有電場力對帶電粒子做功,帶電

粒子的電勢能與動能的總和是守恒的,用公式表示為

qU°=^mv^=qUb+^mvl

2、質(zhì)量較大的帶電微粒在復(fù)合場中的運動

這里我們只研究垂直射入磁場的帶電微粒在垂直磁場的平面內(nèi)的運動,并分

幾種情況進行討論。

(1)只受重力和洛侖茲力:此種情況下,要使微粒在垂直磁場的平面內(nèi)運

動,磁場方向必須是水平的。微粒所受的合外力就是重力與洛侖茲力的合力。在

此合力作用下,微粒不可能再做勻速圓周運動,也不可能做與拋體運動類似的運

動。在合外力不等于零的情況下微粒將做一般曲線運動,其運動加速度遵從牛頓

第二定律;在合外力等于零的情況下,微粒將做勻速直線運動。

無論微粒在垂直勻強磁場的平面內(nèi)如何運動,由于洛侖茲力不做功,只有重

力做功,因此微粒的機械能守恒,即

,12

mghb+^mvl

mgh+-mva

(2)微粒受有重力、電場力和洛侖茲力:此種情況下。要使微粒在垂直磁

場的平面內(nèi)運動,勻強磁場若沿水平方向,則所加的勻強電場必須與磁場方向垂

直。

在上述復(fù)合場中,帶電微粒受重力、電場力和洛侖茲力。這三種力的矢量和

即是微粒所受的合外力,其運動加速度遵從牛頓第二定律。如果微粒所受的重力

與電場力相抵消,微粒相當(dāng)于只受洛侖茲力,微粒將以洛侖茲力為向心力,以射

入時的速率做勻速圓周運動。若重力與電場力不相抵,微粒不可能再做勻速圓周

運動,也不可能做與拋體運動類似的運動,而只能做一般曲線運動。如果微粒所

受的合外力為零,即所受的三種力平衡,微粒將做勻速直線運動。

無論微粒在復(fù)合場中如何運動,洛侖茲力對微粒不做功。若只有重力對微粒

做功,則微粒的機械能守恒;若只有電場力對微粒做功,則微粒的電勢能和動能

的總和守恒;若重力和電場力都對微粒做功,則微粒的電勢能與機械能的總和守

恒,用公式表示為:

qU°+mgha+1mv;=qUh+mghb+1mv1

在上述復(fù)合場中,除重力外,如果微粒還受垂直磁場方向的其他機械力,微

粒仍能沿著與磁場垂直的平面運動。在這種情況下,應(yīng)用動能定理及能的轉(zhuǎn)化和

守恒定律來研究微粒的運動具有普遍的意義。只有當(dāng)帶電微粒在垂直磁場的平面

內(nèi)做勻變速直線運動時,才能應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)公式來研究微粒的運

動,這是一種極特殊的情況。為了防止研究的失誤,我們特別提請注意的是:

(1)牛頓第二定律所闡明的合力產(chǎn)生加速度的觀點仍是我們計算微粒加速

度的依據(jù)。這里所說的合力是微粒所受的機械力、電場力和洛侖茲力的矢量和。

尤其注意計算合力時不要排除洛侖茲力。

(2)由于洛侖茲力永不做功,在應(yīng)用動能定理時,合外力對微粒所做的功

(或外力對微粒做的總功),只包括機械力的功和電場力的功。

(3)在應(yīng)用能的轉(zhuǎn)換和守恒定律時,分析參與轉(zhuǎn)化的能量形式時,不僅要

考慮機械能和內(nèi)能,還要考慮電勢能。此種情況下,弄清能量的轉(zhuǎn)化過程是正確

運用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的關(guān)鍵。

3、解決與力學(xué)知識相聯(lián)系的帶電體綜合問題的基本思路:

正確的受力分析是前提:除重力、彈力外,要特別注意對電場力和磁場力的

分析。正確分析物體的運動狀態(tài)是解決問題的關(guān)鍵:找出物體的速度、位置及其

變化的特點,分析運動過程,如果出現(xiàn)臨界狀態(tài),要分析臨界狀態(tài)。恰當(dāng)?shù)仂`活

地運用動力學(xué)的三個基本方法解決問題是目的:牛頓運動定律是物體受力與運

動狀態(tài)的瞬時對應(yīng)關(guān)系,而運動學(xué)公式只適用于勻變速直線運動;用動量的觀點

分析,包括動量定理與動量守恒定律;用能量的觀點分析,包括動能定理與能量

守恒定律;針對不同問題靈活地選用三大方法,注意弄清各種規(guī)律的成立條件和

適用范圍。

4、帶電粒子垂直射入E和8正交的疊加場一一

速度選擇器原理(如圖)

粒子受力特點一一電場力廠與洛侖茲力一方

向相反

粒子勻速通過速度選擇器的條件一一帶電粒

子從小孔S水平射入,勻速通過疊加場,并從小

孔S2水平射出,從不同角度看有三種等效條件:

從力的角度---電場力與洛侖茲力平衡,即=從速度角度----vo的大小

等于E與8的比值,即;從功的角度一一電場力對粒子不做功,即

使粒子勻速通過選擇器的兩種途徑:

當(dāng)w一定時——調(diào)節(jié)E和B的大?。划?dāng)E和8一定時——調(diào)節(jié)加速電壓U

的大?。桓鶕?jù)勻速運動的條件和功能關(guān)系,有,所以,加速

電壓應(yīng)為

如何保證廠和/的方向始終相反——將vo、E、8三者中任意兩個量的方向

同時改變,但不能同時改變?nèi)齻€或者其中任意一個的方向,否則將破壞速度選擇

器的功能。

兩個重要的功能關(guān)系一一當(dāng)粒子進入速度選擇

器時速度,粒子將因側(cè)移而不能通過選擇

器。

如圖,設(shè)在電場方向側(cè)移后粒子速度為匕

當(dāng)時:粒子向/方向側(cè)移,口做負功——粒子

動能減少,電勢能增加,有

時,粒子向尸方向側(cè)移,

E做正功一一粒子動能增加,電勢能減少,有;

5、質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀主要用于分析同位素,測定

其質(zhì)量,荷質(zhì)比和含量比,如圖所示為

一種常用的質(zhì)譜儀,由離子源。、加速

電場U、速度選擇器E、Bi和偏轉(zhuǎn)磁場

及組成。

同位素荷質(zhì)比和質(zhì)量的測定:粒子

通過加速電場,根據(jù)功能關(guān)系,有。粒子通過速度選擇器,根據(jù)勻速運

動的條件:。若測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場的軌道直徑為4則

,所以同位素的荷質(zhì)比和質(zhì)量分別為。

6、磁流體發(fā)電機

工作原理:磁流體發(fā)電機由燃燒室

。、發(fā)電通道E和偏轉(zhuǎn)磁場3組成,如

圖所示。

在2500開以上的高溫下,燃料與氧

化劑在燃燒室混合、燃燒后,電離為導(dǎo)電的正負離子,即等離子體,并以每秒幾

百米的高速噴入磁場,在洛侖茲力作用下,正、負離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn),兩

極板因聚積正、負電荷而產(chǎn)生靜電場,這時,等離子體同時受到方向相反的洛侖

茲力丁與電場力尸的作用。

當(dāng)/〉/時,離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn),兩極電勢差隨之增大;當(dāng)/=/時,離子勻速穿過

磁場,兩極電勢差達到最大值,即為電源電動勢。

電動勢的計算:設(shè)兩極板間距為",根據(jù)兩極電勢差達到最大值的條件/=£

即,則磁流體發(fā)電機的電動勢。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

知識要點:

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:

1、只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,

如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。

回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化,

因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵,由磁通量的廣義公式中。=B?Ssin。(。是3

與S的夾角)看,磁通量的變化△??捎擅娣e的變化AS引起;可由磁感應(yīng)強度B

的變化M引起;可由8與S的夾角。的變化A9引起;也可由8、S、。中的兩

個量的變化,或三個量的同時變化引起。

下列各圖中,回路中的磁通量是怎么的變化,我們把回路中磁場方向定為磁

通量方向(只是為了敘述方便),則各圖中磁通量在原方向是增強還是減弱。

XX

Xn

---?v

(4)

(1)圖:由彈簧或?qū)Ь€組成回路,在勻強磁場8中,先把它撐開,而后放

手,到恢復(fù)原狀的過程中。

(2)圖:裸銅線而在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運動過程中。

(3)圖:條形磁鐵插入線圈的過程中。

(4)圖:閉合線框遠離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過程中。

(6)

(8)

(5)圖:同一平面內(nèi)的兩個金屬環(huán)A、B,3中通入電流,電流強度/在逐

漸減小的過程中。

(6)圖:同一平面內(nèi)的A、8回路,在接通K的瞬時。

(7)圖:同一鐵芯上兩個線圈,在滑動變阻器的滑鍵尸向右滑動過程中。

(8)圖:水平放置的條形磁鐵旁有一閉合的水平放置線框從上向下落的過

程中。

2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動時,可以產(chǎn)生感應(yīng)

電動勢,感應(yīng)電流,這是初中學(xué)過的,其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。

3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件:導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運動時,

導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;穿過線圈的磁量發(fā)生變化時,線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動

勢。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分,或者線圈是閉合的,就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本

質(zhì)上講,上述兩種說法是一致的,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為:穿過閉合

電路的磁通量發(fā)生變化。

二、楞次定律:

1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實驗總結(jié)出:感應(yīng)電流的方向總是要使感

應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

即磁通量變化一沙-〉感應(yīng)電流建立>感應(yīng)電流磁場阻礙>磁通量變

化。

2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時,用楞次定律判斷感應(yīng)

電流的方向。

楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。

楞次定律是判斷感應(yīng)電動勢方向的定律,但它是通過感應(yīng)電流方向來表述

的。按照這個定律,感應(yīng)電流只能采取這樣一個方向,在這個方向下的感應(yīng)電流

所產(chǎn)生的磁場一定是阻礙引起這個感應(yīng)電流的那個變化的磁通量的變化。我們把

“引起感應(yīng)電流的那個變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡單

表達為:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指:

當(dāng)原磁通增加時,感應(yīng)電流的磁場(或磁通)與原磁通方向相反,阻礙它的增加;

當(dāng)原磁通減少時,感應(yīng)電流的磁場與原磁通方向相同,阻礙它的減少。從這里可

以看出,正確理解感應(yīng)電流的磁場和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注

意理解“阻礙”和“變化”這四個字,不能把“阻礙”理解為“阻止”,原磁通

如果增加,感應(yīng)電流的磁場只能阻礙它的增加,而不能阻止它的增加,而原磁通

還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的“磁場”阻礙“原磁通”,尤其不能把阻礙理

解為感應(yīng)電流的磁場和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是:通過感應(yīng)電流的磁

場方向和原磁通的方向的相同或相反,來達到“阻礙”原磁通的“變化”即減或

增。楞次定律所反映提這樣一個物理過程:原磁通變化時(原變),產(chǎn)生感應(yīng)

電流(/廄),這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題;感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間

激發(fā)磁場(然),這就是電流的磁效應(yīng)問題;而且/感的方向就決定了展的方向

(用安培右手螺旋定則判定);感阻礙原的變化一一這正是楞次定律所解決的

問題。這樣一個復(fù)雜的過程,可以用圖表理順如下:

楞次定律也可以理解為:感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電

流的原因,即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙,閉合電路就會努

力實現(xiàn)這種過程:

(1)阻礙原磁通的變化(原始表速);

(2)阻礙相對運動,可理解為“來拒去留”,具體表現(xiàn)為:若產(chǎn)生感應(yīng)電

流的回路或其某些部分可以自由運動,則它會以它的運動來阻礙穿過路的磁通的

變化;若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動回路發(fā)生相對運動,而回

路的面積又不可變,則回路得以它的運動來阻礙磁體與回路的相對運動,而回路

將發(fā)生與磁體同方向的運動;

(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢;

(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)。

利用上述規(guī)律分析問題可獨辟蹊徑,達到快速準(zhǔn)確的效果。

如圖1所示,在。點懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán),拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線

環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運

動。若按常規(guī)方法,應(yīng)先由楞次定律判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的

方向,再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極,由磁極的相互

作用確定導(dǎo)線環(huán)的運動方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析:條形磁鐵向環(huán)內(nèi)

插入過程中,環(huán)內(nèi)磁通量增加,環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加,由磁

通量減小的方向運動。因此環(huán)將向右擺動。顯然,用第二種方法判斷更簡捷。

應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟:

(1)查明原磁場的方向及磁通量的變化情況;

(2)根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向;

(3)由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。

3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時,用右手定則可判定感

應(yīng)電流的方向。

運動切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,

所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能

判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情況下,不如用右手

定則判定的方便簡單。反過來,用楞次定律能判定的,并不是用右

手定則都能判定出來。如圖2所示,閉合圖形導(dǎo)線中的磁場逐漸增

強,因為看不到切割,用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向,而用楞次定律就

很容易判定。

要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別,兩個定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為:“因

電而動”用右手,

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