物理 高中物理核心知识点解读

会计学1物理物理 高中物理核心知识点解读高中物理核心知识点解读电场电场恒定电流恒定电流磁场磁场重点知识回顾重点知识回顾学习方法指导学习方法指导典型例题讲解典型例题讲解重点知识回顾重点知识回顾学习方法指导学习方法指导典型例题讲解典型例题讲解重点知识回顾重点知识回顾学习方法指导学习方法指导典型例题讲解典型例题讲解第1页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：1、电荷及电荷守恒定律 自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：摩擦起电 接触带电 感应起电。电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。无论用什么方法使物体带电，其本质都是因发生电子转移，而使物体所带的正负电荷总量不再相等。所以宏观带电体所带的电量是电子（或质子）所带电量的整数倍。即：q=ne（n=1、2、3）解释：第2页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：2、库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为 ，其中比例常数叫静电力常量，Nm2/c2。221rqqkF 9109k 库仑定律的适用条件是(a)真空，(b)点电荷。点电荷是物理中的理想模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用。解释：第3页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：3、电场强度 电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电荷，它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度，场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。解释：由于场强度的大小和方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放检验电荷，以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关，所以既不能认为E与F成正比，也不能认为E与q成反比。区别场强的定义式 与点电荷场强 ，前者适用于任何电场，后者只适用于真空（或空气）中点电荷形成的电场。qFE 2rqkE 第4页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：4、电场线 为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱。电场线的特点：(a)始于正电荷（或无穷远），终止负电荷（或无穷远）；(b)任意两条电场线都不相交。电场线只是法拉第用以描述电场的方向及定性地描述电场强弱的一种方法，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹,也不是电场中实际存在的线。带电粒子的运动轨迹和运动性质是由带电粒子受到的合外力和初速度共同决定的。解释：第5页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：5、电势能、电势、电势差 由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能和零点。电势是描述电场的能的性质的物理量电场中两点的电势之差叫电势差 由于电势能、电势具有相对性，所以实际的应用意义并不大。而经常应用的是电势能的变化和电势差。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值，这常是判断电荷电势能如何变化的依据。解释：第6页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：6、电场强度三个表达式的比较 多个电荷在空间某点的产生的电场强度是各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。解释：第7页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾电场：电场：7、带电粒子在匀强电场中的运动（不计重力）带电粒子的速度方向与场强方向平行由牛顿定律可知：带电粒子应做匀变速直线运动带电粒子的速度方向与场强方向垂直由牛顿定律及平抛运动的特征可知：带电粒子应做匀变速曲线运动（类平抛运动）质点的运动性质是由质点所受的合外力与初速度共同决定的。利用牛顿运动定律判断质点的运动情况是解决物理问题的基础，而立式则可从力和能两个方面考虑再作出适当的选择。解释：第8页/共51页 学习方法指导学习方法指导电场：电场：1、质点的运动性质是由质点所受的合外力与初速度共同决定的。所以对带电粒子作出正确的受力分析和判断出带电粒子的运动性质是解决电场问题的关键。了解常见电场线的分布才能对带电粒子作出正确的受力分析。明确带电粒子的运动路线才能对粒子的速度方向和合外力的大致指向作出正确的判断。由上述两项相结合才能得出带电粒子的运动性质。2、带电粒子电势能的变化是通过电场力对带电粒子做功情况来判断的。电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。电场力做多少功，带电粒子的电势能就变化多少。即功是能量转化的量度。知道电场力方向与速度方向间的夹角，才能判断出电场力做功的正负。解题时应画出电场线和速度矢量。第9页/共51页 学习方法指导学习方法指导电场：电场：3、特别注意点电荷模型的理解，库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，当带电体不能视为点电荷时，库仑定律则不成立，两电荷之间的库仑力是作用力和反作用力，总是大小相等，而与两带电体的电量大小无关。4、要掌握用比值定义的物理量的特点，区分电场强度的定义式和决定式.场强的叠加原理，即空间某一点的场强应是各场源电荷在该点激发的电场的矢量和，应该遵循平行四边形定则.特别注意电场线与场强、电势高低、等势面的关系。5、带电体在电场中的平衡问题是指带电体处于静止或者匀速直线运动状态，仍属“静力学”范畴，只是带电体所受的外力中多了一项电场力而已，因此，解题的一般步骤为：研究对象的选取（整体法或者隔离法）；受力分析并画出受力图；根据平衡条件列方程求解。第10页/共51页 学习方法指导学习方法指导电场：电场：6、电势和电势差都是用来描述电场能的性质的物理量，电势差也是用比值来定义的物理量，其大小与电荷以及电场力做的功没有关系，取决于电场本身的性质，若是匀强电场，则UEd，其中d是指沿场强方向上的距离.对于电势，选参考点的电势为零后，则某点的电势就可以表示为该点到参考点的电势差了，电势是相对的，是标量，电势差是绝对的.还要注意总结物理量的“”“”的含义，在矢量中，“”表示方向，在标量中一是表示物理量的性质，如正功、负功，正电、负电.二是表示大小，如电势的3v，5v，3v5v。7、电场力做功与路径无关，和重力做功具有相同的性质.电场力做功与电势能的变化关系与重力做功和重力势能变化关系相同，可用类比的方法加以记忆、理解和运用。第11页/共51页 学习方法指导学习方法指导电场：电场：8、等势面和电场线处处垂直，且从高等势面指向低等势面，故已知等势面的分布，可以画出电场线的分布，反过来，已知电场线的分布，也可以画出等势面的分布，等差等势面分布越密，场强越大，在等势面上移动电荷，电场力不做功。9、电容也是用比值来定义的一个物理量，掌握用比值定义的物理量的特点，区分电容的定义式和决定式.电容器两极板的电势差用静电计来测量.电容器问题主要涉及到两种类型，要掌握这两种类型的问题中，什么变，什么不变。10、带电粒子在电场中的加速问题可以从受力的角度来分析，根据牛顿第二定律和运动学公式求解，也可以从能量的角度用动能定理求解.如动能定理.对于带电粒子在交变电场中的运动往往用v-t图象求解。第12页/共51页 学习方法指导学习方法指导电场：电场：11、带电粒子在匀强电场中的偏转实际上相当于一个类平抛运动，故求解的思维方法和平抛运动的一模一样，用运动的分解进行求解，当然，有时也可从能量的角度来求解。具体为：以抛出点为坐标原点，以初速度方向为x轴，以合外力方向为y轴，建立平面直角坐标系；分析出对应坐标轴上的运动性质，将不在两轴上的矢量正交分解，找到三角形，最后列方程求解。第13页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解电场：电场：例题1、两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1 3，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为：A、F/12 B、F/6 C、F/4 D、F/3设两个小球相互接触之前所带电荷量分别为q和3q，由库仑定律得：F3kq2/r2 由于两个导体小球完全相同，故接触后它们的带电情况完全相同。若它们原来带相同性质的电荷，则接触后它们的电荷量均为2q，于是有 F1k（2q）2/（2r）2F若它们原来带相异性质的电荷，则接触后的它们的电荷量均为q，于是有 F2kq2/（2r）2F所以，答案应选A、D【解析】第14页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解电场：电场：例题2、某电场中的几条电场线以及带负电的点电荷q在A点的受到的电场力方向如图所示。试在图中画出电场线的方向比较电场中A、B两点的场强EA、EB的大小在A、B两点分别放上等量异种电荷，试比较它们受到的力FA、FB的大小。负电荷的受力方向与该点的场强方向相反，电场线方向如图所示电场线的疏密反映了场强的大小，故EAEB因A、B两点放的是等量电荷，由F=Eq得 FAFB【解析】第15页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解电场：电场：例题3、如图所示，为某一电场的电场线和等势面。已知 a=5V，c=3V，ab=bc则：（）A、b=4VB、b4VC、b4VD、上述情况都有可能虽然题中给出的电场不是匀强电场，但仍可利用U=Ed定性地进行分析，由图示可知，a、b间的场强应大于b、c间的场强，而ab=bc，故UabUbc，即a-bb-cb(b-c)/2 即b 4V所以，答案应选C【解析】第16页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解电场：电场：例题4、如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是A、合上S，使A、B两板靠近一些B、合上S，使A、B正对面积错开一些C、断开S，使A、B间距增大一些D、断开S，使A、B正对面积错开一些图中静电计的金属杆接A板，外壳与B板均接地，静电计显示的是A、B两板间的电压，指针的张角越大，表示两板间的电压越高。当闭合S时，A、B两板间的电压等于电源两端电压不变。故静电计的张角保持不变。当断开S时，A、B两板构成的电容器的带电量保持不变，如果板间的间距增大，或正对面积减小，由平板电容器电容的决定式可知，电容都将减小，再由电容的定义式可知，板间电压都将增大，即静电计的张角应当变大。所以，答案应选C、D【解析】第17页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解电场：电场：例题5、如图所示，相距为d的两块平行金属板M、N与直流电源相连。一带电粒子（重力不计）垂直于电场方向从M板边缘射入电场，恰好打在N板的中央。为了能使粒子从N板边缘飞出电场，可将N板平移一段距离。若开关S始终闭合，则这个距离应为多大？若在开关S断开后再移动N板，这个距离又应为多？【解析】第18页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：1、串、并联电路的基本规律串联电路电流强度处处相等。电路两端的总电压等于各部分电压之和。电路的总电阻等于各部分电阻之和。并联电路干路中电流等于各支路电流之和。并联电路两端的电压相等。电路总电阻的倒数等于各部分电阻的倒数之和。因为串联电路两端的总电压等于各部分电压之和，所以串联电路具有分压作用；因为并联电路干路中电流等于各支路电流之和，所以并联电路具有分流作用。串联电路的总电阻大于最大的分电阻；并联电路的总电阻小于最小的分电阻。解释：第19页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：2、电阻定律、焦耳定律、部分电路欧姆定律电阻定律：在温度不变时，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。公式为R=L/S，其中是导体的电阻率，它是反映导体导电性能好坏的物理量。焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，与电流的平方、导体的电阻及通电时间三者乘积成正比。公式为Q=I2Rt。部分电路欧姆定律:流过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式为I=U/R。此三定律为电路计算中基础定律，公式中物理量必须是同一段电路中的物理量。欧姆定律的适用条件:适用于金属导电和电解液导电，不适用于气体导电电阻定律的适用条件:粗细均匀的导线;浓度均匀的电解液。解释：第20页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：3、电功和电功率电流流过导体时做的功，就是导体内稳恒电场移动自由电荷时做的功。所以W=qU，而q=It，得W=IUt电流做功的快慢就电功率，公式P=IU以上两公式是从电流做功的本质出发而得，所以在不清楚电路元件性质的情况下，求电功和电功率可直接使用上述公式。解释：第21页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：4、纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路：将消耗的电能全部转化为电路中内能的电路。例如白炽灯电路等。非纯电阻电路：将消耗的电能一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能的电路。例如电动机电路。纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能，电功和电热是相等的。公式：W=IUt；Q=I2Rt通用。非纯电阻电路消耗的电能只是一部分转化为热能，所以在。非纯电阻电路中，W=IUtQ=I2Rt；在该部分电路中不得使用欧姆定律进行电压和电流的计算，但是串并联电路中的电流和电压规律依旧能用。解释：第22页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：5、闭合电路的欧姆定律 闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟闭合电路总电阻成反比。其表达式为：电流式：I=E/(R+r)电压式：E=U外+U内或E=U外+Ir能量式：IE=IU外+I2r电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。物理意义是指:电路闭合后，电流通过源电,每通过1C的电荷，干电池就把15J的化学能转化为电能.对于一个给定的电源，通常电动势E和内阻r是定值。在能量式中，IE是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率；IU外是电源输出功率，也就是整个外电路上消耗的电功率；I2r是电源的内耗功率，也就是内电路上消耗的电功率。解释：第23页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾恒定电流：恒定电流：6、电学中的“三表一器”电压表和电流表：电压表是依据串联电路的分压规律改装而成的，电流表是依据并联电路的分流规律改装而成的；测量时，电压表应与被测电路并联，而电流表应与测电路串联。欧姆表：是依据闭合电路的欧姆定律改装而成的。测量时，被测电阻只是该闭合电路的一部分而已，所以欧姆表必须自带电源。滑动变阻器：其制用原理是电阻定律，将它以一定的方式接入电路中，可起到调节电路中的电流和电压的作用。电表在改装时，应首先得知被改装电表的三个参数满偏电流Ig，即表头允许通过的最大电流。满偏电压Ug，即表头两端允许加的最大电压。表头内阻Rg解释：第24页/共51页 学习方法指导学习方法指导恒定电流：恒定电流：1、电流的方向性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向运动方向与电流方向相反。2、公式RU/I是电阻的定义式，而R=L/S是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U0，它的电阻仍然照旧存在。3、并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；当并联电路中某支路电阻增大时，则并联部分总电阻也增大，反之亦然。若并联电路中各支路电阻之和为定值时，则当各支路电阻相等时，并联总电阻有最大值。串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理。4、在进行电功、电功率、电热量计算时，应区分纯电阻电路与非纯电阻电路。第25页/共51页 学习方法指导学习方法指导恒定电流：恒定电流：5、在分析复杂电路时，首先应找出各个结点，凡是用导线相连的两结点是等势点（如果有理想电流表时可以将电流表看作导线），可以看成连在一起，连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把最基本的电路等效后，可以对高一级的电路进一步等效。6、电压表和电流表的改装原理，实质是串并联电路中的串联分压和并联分流知识点的应用。改装后的电压表和电流表满偏时，实际流过电流计的电流并没有增大，仍为电流计原来的满偏电流。7、利用伏安法测电阻，无论采用电流表的内接还是外接都会产生误差，这是由于实验原理的不完善带来的，属于系统误差。测量大电阻时，用电流表的内接，测量的误差相对小一些；而测量小电阻时，用电流表的外接，测量的误差相对小一些。第26页/共51页 学习方法指导学习方法指导恒定电流：恒定电流：8、在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。9、含电容器的电路的分析和计算，要抓住电路稳定时电容器相当于断路.分析稳定状态的含容电路时可先把含有电容器的支路拆除，画出剩下电路等效电路图，之后把电容器接在相应位置。如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。10、滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取。第27页/共51页 学习方法指导学习方法指导恒定电流：恒定电流：11、实验器材选用与电路选择应注意从两个方面去考虑：一是分析待测电路，二是分析控制电路。12、选用滑动变阻器时，应考虑滑动变阻器接法。在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻R0大于RX，一般在25倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX0.5RX之间为好。13、器材选择的一般原则 准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的/3，读数误差较大。安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。第28页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解恒定电流：恒定电流：例1、如图所示，三个阻值相同的电阻连成三角形电路，原来A、B间电阻RA B等于B、C间电阻RBC，由于某种原因，其中一个电阻发生了变化，结果RABRBC，其原因可能是 A、R1变小 B、R2变小 C、R3变大 D、R3变小【解析】所以答案应选D第29页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解恒定电流：恒定电流：例2、关于电流和电阻,下列说法中正确的是A、电流方向与导体中电荷的定向移动方向相同 B、金属导体温度升高时，由于自由电子的热运动加剧，所以电流增大C、由R=U/I可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比；U一定时，R与I成反比D、对给定的导线，比值U/I是个定值，它反映导体本身的一种性质【解析】电流可以是正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成。电流方向与负电荷的定向移动方向相反。电荷的热运动是无规则的，不能形成电流，电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，与是否通电无关。所以答案应选D 第30页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解恒定电流：恒定电流：例3、额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？【解析】电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q=I2Rt得1280=I20.81 解得I=40A由能量转化和守恒得P输入=P机+P热P机=UI-I2R=8800-1280J=7520J第31页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解恒定电流：恒定电流：例4、如图所示，电源的电动势是6V，内电阻是0.5，小电动机M的线圈电阻为0.5，限流电阻R0为3，若电压表的示数为3V，试求：电源的功率和电源的输出功率电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率【解析】第32页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解恒定电流：恒定电流：例5、如图所示的电路中，R1和R2是定值电阻，在滑动变阻器R的滑动片P从下端a逐渐滑到上端b的过程中，电阻R1上消耗的电功率A、一定是逐渐减小B、有可能逐渐减小C、有可能先变小后变大D、一定是先变小后变大【解析】所以答案应选C第33页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾磁场：磁场：1、电流的磁场直线电流磁场的磁感线以直线电流上各点为圆心的同心圆。同心圆与直线电流垂直。距直线电流越同心圆越疏，即磁场越弱。环形电流磁场的磁感线两侧是N极和S极。离圆环中心越远，磁感线越疏，即磁场越弱。通电螺线管管内的磁场可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场 电流磁场的磁感线方向与电流方向间的关系用安培定则判断，其简便方法为：“I和B一直一弯，谁直，大拇指就表示谁”。解释：第34页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾磁场：磁场：2、安培力与洛仑兹力安培力安培力大小F=BIL式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L是指弯曲导线中由始端指向末端的直线长度。安培力的方向由左手定则判定。安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零。使用左手定则判断安培时，应注意左手的手形、掌心与磁感线的关系、四指的指向应为电流方向、大拇指的指向应为电流所受的安培力方向，不可误解为载流导体运动的方向。解释：第35页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾磁场：磁场：2、安培力与洛仑兹力洛仑兹力洛伦兹力大小f=qvB，条件：vB当vB时，f=0。洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定。洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功。在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用。使用左手定则判断洛仑兹力时，应注意左手的手形、掌心与磁感线的关系、四指的指向应为电流方向（不可误解为带电粒子运动方向）、大拇指的指向应为带电粒子所受的洛仑兹力方向。解释：第36页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾磁场：磁场：3、带电粒子在匀强磁场中的运动规律带电粒子仅在洛伦兹力的作用下如果带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），则带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。如果带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动。如果带电粒子的速度方向与磁场方向斜交。则带电粒子做等螺距的螺旋运动（垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动；平行磁场方向做匀速直线运动）。带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，由左手定则洛仑兹力一定在垂直磁感线的平面内，且时刻与速度垂直，所以洛仑兹力不做功，带电粒子的速率不变。由此得带电粒子只能在垂直磁感线的平面内做匀速圆周运动。解释：第37页/共51页 重点知识回顾重点知识回顾磁场：磁场：4、实际应用速度选择器共点力平衡条件的应用。质谱仪电场加速与磁场圆偏转的组合应用。回旋加速器交变电场加速与磁场圆偏转的组合应用，要求交变电场的频率与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率相等。磁流体发电机可视为速度选择器的变形。解决质谱仪类问题时，可联合使用动能定理和洛仑兹力提供向心力。带电粒子经回旋加速器加速后所能达到的最大动能由粒子的比荷和回旋加速器的半径共同决定，而与加速电压的大小无关。解释：第38页/共51页 学习方法指导学习方法指导磁场：磁场：1、对于通电螺旋管来说通电后相当于一条形磁铁，因此在分析条形磁铁的磁场性质时完全可以按条形磁铁的性质去分析。对于磁极间的相互作用规律在应用时，一定先要弄清楚是磁铁的内部还是磁铁的外部，因为在磁铁的内部它们的作用规律恰好与外部的作用规律相反。另外在用下磁针来确定磁场中某一点的磁场方向时，一定要注意小磁针所处的状态是静止后N极所指的方向。2、磁感应强度是磁场本身的一种属性，某处磁感应强度的大小完全由磁场本身来决定，而与外界因素无关，因此不能根据公式B=F/IL错误得说B与F成正比，与IL的乘积成反比。3、在用公式BIL计算安培力时一定要明确该公式的适用条件，它是在I垂直于B的条件下才可使用，式中的L为有效长度。当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和。第39页/共51页 学习方法指导学习方法指导磁场：磁场：4、当通电导体在磁场所受到安培力、重力等外力的合力为零时，它将处于平衡状态，实质上通电导体在磁场中的平衡问题的实质是就是力学的中的平衡问题，因此在分析通电导体在磁场中的平衡问题时其思路与方法与分析力学中的平衡问题是一样的因此，力的平行四边形法则、共点力的平衡条件以及力的平衡特点依旧是分析通电导体在磁场中受力平衡问题的主要方法。5、在分析直线电流之间的安培力及运动方向时可采用以下结论：当两电流相互平行且无转动趋势时，则同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；当两电流不平行时，则有转动到相互平行且使电流方向相同的趋势。6、洛伦兹力任何情况下都不对运动电荷做功，但它可以改变运动电荷的运动方向，在分析洛伦兹力的方向问题时紧抓住洛伦兹力始终与速度方向垂直这一特点。第40页/共51页 学习方法指导学习方法指导磁场：磁场：7、在分析带电粒子在磁场的运动时，要特别注意一些几何知识的应用，如一些三角形的特征、偏向角与弦切角关系的应用。特别要注意带电粒子在有界磁场中做不完整的圆周运动时的偏转角的确定。8、在分析带电粒子在磁场中运动的临界、最值问题时一定要根据这两种情况的共同特点（即所对应的临界状态往往都是圆周运动的轨迹与边界相切）画出它们的运动轨迹，然后在结合相关的几何关系（特别要注意切点与圆心连线、切点到直径的垂线的运用）来分析。9、处理洛伦兹力下圆周运动临界状态的基本思路：有边界，看相切。10、带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，往往是洛伦兹力提供向心力，其余各力合成后为零在分析带电粒子在叠加场中的一般曲线运动时对带电题受力及功能分析是关键，注意洛伦兹力始终不做功。第41页/共51页 学习方法指导学习方法指导磁场：磁场：11、在分析带电粒子在叠加场中的运动时一定要明白带电粒子做各种运动的条件，而带电粒子在组合场中的运动时，它的整个运动是由几部分运动组合起来的，因此在分析带电粒子在组合场中的运动时最好要分段分析，还要注意分析粒子在场交界处的速度，它是连接两个场中两种运动的纽带。12、在分析带电粒子在组合场中的运动时一定要善于将一个复杂的组合运动将它拆开来分析。13、在分析带电粒子在叠加场中的运动时除了做好带电体的受力分析外，还要特别小心带电体做匀速圆周运动的受力分析。第42页/共51页 学习方法指导学习方法指导磁场：磁场：14、带电粒子在磁场中运动形成多解的原因 带电粒子的电性不确定：受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电荷，也可能带负电荷，在相同的初速度的条件下，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。磁场方向不确定：只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑感应强度方向不确定而形成的多解。临界状态不唯一：带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180又从入射界面这边反向飞出，于是形成了多解。第43页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题1、如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是向右飞行的负离子向左飞行的负离子向右飞行的正离子向左飞行的正离子A B C D磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，即磁场的方向向外，根据安培定则可判断出电流方向水平向左因此该带电粒子可能是向左飞行的正离子或向右飞行的负离子所以，答案应选C【解析】第44页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题2、一小磁针静止在通电螺线管内部，螺线管通过如图所示的电流，则下列说法中正确的是A螺线管左端是N极，小磁针左端也是N极B螺线管左端是S极，小磁针左端也是S极C螺线管左端是N极，小磁针左端是S极D螺线管左端是S极，小磁针左端是N极通电螺线管相当于条形磁铁，现在小磁针位于磁铁的内部，在磁铁的内部，磁极间的相互作用规律与外部的姿极间的相互作用规律相反，在根据安培定则可知磁铁的左端为磁铁的N极，因此小磁针左端也是N极。所以，答案应选A【解析】第45页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题3、如图所示，三根通电直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r，I为通电导线的电流强度，r为距通电导线的距离的垂直距离，K为常数；则R受到的磁场力的方向是（）A垂直R，指向y轴负方向B垂直R，指向y轴正方向C垂直R，指向x轴正方向D垂直R，指向x轴负方向【解析】根据安培定则可判断出P在R处的磁感应强度方向斜向右下，Q在R点的磁感应强度方向斜向右上，合场强方向水平向右，如图所示再用左手定则可判断R所受安培力方向竖直向下。所以，答案应选A第46页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题4、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是AB=mgsin/IL，方向垂直斜面向下BB=mgsin/IL，方向垂直斜面向上CB=mgcos/IL，方向垂直斜面向下DB=mgcos/IL，方向垂直斜面向上【解析】通电导体的受力分析如图所示，根据受力平衡力的条件分析可知，由于支持力与重力的合力沿斜面向下，因此电流所受安培力的方向要沿斜面向上，由左手定则可知磁感应强度方向垂直斜面向上安培力的大小要与重力沿斜面方向的分力大小相等，则要有BIL=mgsin。所以，答案应选B第47页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题5、一个负离子，质量为m，电量为q，以速率v垂直于屏S经小孔O射入有匀强磁场的真空室中，磁感应强度B的方向与离子运动方向垂直，并垂直于纸面向里，如图所示。如果离子进入磁场后经过时间t到达P点，则直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系式如何？【解析】第48页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：例题6、空间中存在着水平方向的匀强磁场，磁场的方向如图所示，即垂直纸面向里同时也存在着水平方向的匀强电场，一带电油滴沿一条与竖直方向成角的直线MN运动，可判断下列说法正确的是：A如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B粒子的运动必定是匀速运动C如果水平电场方向向左，油滴是从N点运动到M点D如果水平电场方向向右，油滴是由M点运动到N点【解析】第49页/共51页 典型例题讲解典型例题讲解磁场：磁场：如果油滴带正电，受力有重力竖直向下，电场力只能水平方向，洛仑兹力只能垂直MN，则竖直向上需要有力才能保证竖直平衡，故洛仑兹力必须有向上的分量，洛仑兹力必须垂直MN向上，由左手定则可知油滴是从M点运动到N点；对B选项，假设粒子速率改变，则洛仑兹力必定改变，原来的受力平衡必被打破，合力的方向必定改变，将于速度方向不在同一直线，不会做直线运动，这与题干意思矛盾，故粒子必定做匀速运动，B正确；对于CD选项，由于不知道粒子的电性，即使已知电场方向也无法知道电场力的方向，故无法判断油滴的运动方向。所以，答案应选AB第50页/共51页