物理选修总复习提纲及习题PPT课件.pptVIP

选修3 1综合复习 1 1 电场 1 电荷 两种电荷 电荷守恒 基本电荷 库仑定律 F k 2 电场强度 力的属性 2 电场强度 力的属性 普遍定义式 真空中点电荷 匀强电场 3 电势 能的属性 电势 电势差 电场力做功 电势能 4 带电粒子在电场中的运动 直线加速 qUab Eb Ea电势能 动能守恒 偏转加速 qE ma y at2 2 x v0t 5 电容 电容器的电容 C Q U 平行板电容器的电容 C 正电荷受力方向是该点的电场方向沿电场线方向电势逐渐降低电场线密集的区域场强大电场力做正功 电势能减少电场线总是垂直于等势面带电粒子轨迹弯曲方向是受电场力方向 2 2 稳恒电流 1 部分电路欧姆定律 电流定律 I q t 电阻定律 R l S 欧姆定律 I U R 2 闭合电路欧姆定律 电动势 数值上等于电路中通过一库仑电荷量时电源所提供的能量 路端电压 U Ir 闭合电路欧姆定律 3 串 并联电路 串联电路特点 I U R P 并联电路特点 I U R P 4 电路中能量转化 测电阻 包括测金属电阻率 用电压表 电流表 电阻箱等 测电池的电动势和内阻 用电压表 电流表 电阻箱等 电流表改装电压表 多用电表探索黑箱内的元件 描绘小电珠的伏安特性曲线 5 实验 电功 W qU IUt 电功率 P W t IU 电功 W qU IUt 电功率 P W t IU 焦尔定律 Q I2Rt P热 I2R 电源 P源 I P出 IU端 P内 I2r 3 3 磁场 1 磁现象的电本质 电流产生磁场 2 描述磁场 磁感应强度 B F IL 三个量互相垂直 磁通量 BSB S 标量 有正 负之分 磁感线 封闭曲线 密 疏表示B大小 方向 小磁针静止时N极指向 3 相互作用 安培力 洛仑兹力 直线电流 F ILBsin 方向 左手定则 运动电荷 f qvB 方向 左手定则 在匀强磁场中作圆周运动 f qvB提供向心力 qvB 磁电式电表 4 电场 描述电场性质的物理量 场强 描述电场力学性质的物理量 电势 电势差 描述电场能的性质的物理量 描述放入电场中的电荷的物理量 电场力 电场对放入其中的电荷的作用力 电势能 电场给予电荷的能量 q 电场学习的总思路 5 一 概念和规律的复习 场强E与电势 场强与电势差电场强度E和电场力F电势 与电势能 q 电荷运动轨迹与电场线电场力做功W和电势能EP的变化电场线与等势面的关系场强方向和电势降低的方向 1 易混淆的几个概念的区别与关系 6 问题 1 确定电场强度大小的方法 根据定义式E F q 点电荷电场 E kQ r2 匀强电场 场强处处相等 且满足E U d 电场线密 疏 处场强大 小 2 如何判断电势的高低 启发学生用多种方法判断然后将学生回答内容归纳可能方法有 根据电势的定义式 W q 将 q从无穷远处移至 Q电场中的某点 外力克服电场力做功越多 则该点的电势越高 将q EP带符号代入 EP q计算 若 0 0 则电势变高 低 根据电场线方向 顺 逆 着电场线方向 电势越来越低 高 根据电势差 若UAB 0 O 则 A B A B 根据场强方向 场强方向即为电势降低最快的方向 7 概念和规律是非题 1 若将放在电场中某点的电荷q改为 q 则该点的电场强度大小不变 方向与原来相反 2 若取走放在电场中某点的电荷 则该点的电场强度变为零 3 沿电场线方向 场强一定越来越小 4 若电荷q在A处受到的电场力比B点时大 则A点电场强度一定比B点的大 5 电场中某点电场线的方向 就是放在该点的电荷所受电场力的方向 6 无论什么电场 场强的方向总是由高电势指向低电势 7 已知A B为某一电场线 直线 上的两点 由此可知 A B两点的电场强度方向相同 但EA和EB的大小无法比较 8 8 在电场中 电场强度越大的地方电势越高 9 若某区域内各点的电场强度均相等 则此区域内各点的电势一定相等 10 原静止的点电荷在只受电场力时 一定从电势高处向电势低处运动 11两个等量同种点电荷连线中点的场强为零 电势不为零 12 电荷沿电场线方向移动时 其电势能一定减小 13检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时 它在该点具有的电势能也一定大 14 把两个异号电荷靠近时 电荷电势能增大 9 15 若电场中A B两点间的电势差为零 则同一点电荷在A B两点所具有的电势能必定相同 16 将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点 外力所做的功等于该电荷电势能的变化量 17 电荷在电场中移动时 若电场力对电荷做正功 电荷的电势能一定减小 而电荷的动能不一定减小 18 电容器极板上的电荷数量越多 电容器的电容就越大19 静电平衡导体内部的场强为零 电势也为零20 只在电场力作用下 电场力一定对电荷做功 10 2 关于库仑定律与电荷守恒定律 例1 两个完全相同的金属小球A B 可视为质点 带有等量的异种电荷量 相隔一定距离 两球之间的引力的大小是F 今让另外两个与A B相同的不带电的金属小球与A B两球两两接触后移开另外两个球 这时 A B是两球之间的相互作用力的大小是 A F 8B F 4C 3F 8D 3F 4 点评 三个金属球两两接触 电荷平分且电荷守恒 电荷之间的作用力按照库仑定律求解 B 11 例2 有两个完全一样的金属小球A B A带电量7Q B带电量 Q 相距为r 已知球的半径比r小得多 将两小球接触后放回原位置 小球间库仑力是原来的多少倍 将不带电的相同小球C与A接触后移去 A B间库仑力为原来多少倍 将不带电的相同小球C与A接触后再与B接触后移去 A B间库仑力为原来多少倍 将不带电的相同小球C反复与A B球接触 最后移去C球 试问A B间的库仑力变为原来的多少倍 9 7 1 2 4 375 7 4 7 12 3 关于受库仑力作用的电荷的平衡问题及场的叠加 例3 在真空中同一条直线上的A B两点固定有电荷量分别为 4Q和 Q的点电荷 在该直线上的哪个位置的场强为零 除了无穷远的地方 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置 可以使它在电场力作用下保持静止 这个电荷点什么电 若A B不固定且要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止 那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷 电荷量是多大 三点共线 两同夹异 两大夹小 解题 重过程 讲道理 讲条理 13 例7 已知如图 在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球 两两间的距离都是l A B电荷量都是 q 给C一个外力F 使三个小球保持相对静止共同加速运动 求 C球的带电电性和电荷量 外力F的大小 QC 2q F 3FB 3FAB 点评 电学问题 力学方法 研究对象的选取 受力分析 14 例8 一摆长为L的单摆 摆球质量为m 带有负电荷 电量为q 如果悬点A处放一正电荷 电量也为q 要使摆能在竖直平面内作完整的圆周运动 如图所示 则摆在最低点的速度最小值为多少 最高点临界条件 T 0 选用物理规律 向心力公式 能量守恒 分析 能使物体在竖直面内做完整的圆周运动 通过最高点就要有最小的向心力 即 15 例1 如图4所示 匀强电场的电场强度为E A B是电场中一条电场线上的两点 若A B间的距离为d 则这两点间的电势差等于 A EdB E dC d ED 1 Ed 4 在匀强电场中 与电势差的关系 例2 如图1 25 3所示 a b c是一条电场线的三点 电场线的方向由a到c a b间距离等于b c间距离 用 a b c和Ea Eb Ec分别表示a b c三点的电势和场强 可以判定 A a b c B Ea Eb Ec C a b b a D Ea Eb Ec A 图1 25 3 A 16 根据定义式 点电荷电场 匀强电场 场强处处相等 且满足E U d 根据电场线来判断 根据等势面来判断 5 判断场强大小的方法 7 判断电场强度方向的方法 正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向 电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向 电势降低最快的方向就是场强的方向 17 6 比较电势高低的方法 1 沿电场线的方向 电势降低 2 在电场中 电场力对正电荷做正功时 沿正电荷的运动轨迹 电势降低 3 当电场中两点间的电势差大于零时 电势降低 反之升高 4 根据场强的方向 来确定电势的高低 18 方法一 根据电场力做功的正负判断 若电场力对移动电荷做正 负 功 则电势能减少 增加 方法二 根据公式Ep q WAB qUAB计算 7 比较电荷电势能的大小 8 电场线的作用 判定场强方向 描述场强的大小 描述电势的变化 要清楚几种典型的电场的电场线的分布 19 9 等势面 电场线的关系 例题1 如图4所示 平行直线表示匀强电场的电场线 但未标出方向 电荷量为 10 2C的粒子仅受电场力作用下 由A点运动到B点 动能损失0 1J 若A点的电势为 10V 则 1 判断电场线的方向 2 求B点的电势 3 粒子运动的轨迹是1还是2 答案 1 向左 2 0 3 应是2 变形 要是平行的直线是等势面答案如何 答案 1 向下 2 0 3 应是1 20 例题2 如图2所示 一电荷仅在电场力作用下 从A点运动到B点 运动电荷所带电荷的电性是 比较A B两点的 加速度aAaB 速度vAvB 动能EkAEkB 电势能EpAEpB 答案 正电荷大于 小于 小于 大于 变形 不给起点和终点 只给出虚线是轨迹 分析 物体运动的轨迹在速度与合外力两方向之间 21 例3 如图1所示 在点电荷 Q形成的电场中有一个带电粒子通过 其运动轨迹如图中实线所示 虚线表示电场的两个等势面 则 A 等势面电势UA UB 粒子动能EKA EKBB 等势面电势UA UB 粒子动能EKA EKBC 等势面电势UA UB 粒子动能EKA EKBD 等势面电势UA UB 粒子动能EKA EKB 点评 说说思路 首先说点电荷的电场线的分布 画出过A点的电场线 做出A点轨迹的切线方向 电荷在运动过程中只有电场力做功 动能和电势能相互转化 但总能量不变 A 22 例4 如图所示 虚线a b c是电场中的三个等势面 相邻等势面间的电势差相同 实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下 通过该区域的运动轨迹 P Q是轨迹上的两点 下列说法中正确的是 不计重力 A 三个等势面中 等势面a的电势最高B 带电质点一定是从P点向Q点运动C 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小 点评 描绘电场线 提高对电场线和等势面关系的认识 通过电场线的描绘来说明等势面的电势高低 同时说明质点的电性 23 练习1 一负电荷从电场中A点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动的速度 时间图象如图甲所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的 C 24 练习2 如图所示 甲图是某电场中的一条电场线 a b是这条线上的两点 一负电荷只受电场力作用 沿电场线从a运动到b 在这个过程中 电荷的速度时间图象如乙图所示 比较a b两点电势的高低和场强的大小A a bEa EbB a bEa EbC a bEa EbD a bEa Eb 点评 先分析速度图像 电荷的加速度是恒定的 电场应该是匀强电场 速度逐渐减小说明动能在逐渐减小电场力是由b指向a的 场强方向由a到b 这两道题可以训练通过图像来捕捉信息 建立完整的物理情景 25 练习3 某静电场的电场线分布如图所示 图中P Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ 电势分别为 P和 Q 则 A EP EQ P QB EP EQ P QC EP EQ P QD EP EQ P Q 点评 提高用电场线描述电场的认识 等量的异种电荷正电荷发出的电场线和负电荷接收到的电场线的条数应该相等 电场线是守恒的 A 26 练习4 如图所示 圆O在匀强电场中 场强方向与圆O所在平面平行 带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中 只在电场力作用下运动 从圆周上不同点离开圆形区域 其中从C点离开圆形区域的带微粒的动能最大 图中O是圆心 AB是圆的直径 AC是与AB成角的弦 则匀强电场的方向为 A 沿AB方向B 沿AC方向C 沿OC方向D 沿BC方向 点评 提高对场的空间分布的认识 对等势面的认识的提高场强的方向是 C 27 二 电容器 静电平衡状态下的导体 平行板电容器 两个要点 U不变还是Q不变 三个关系 1 C S 4 kd2 C Q U3 E U d Q不变 1 d C U E不变 2 S C U E 3 C U E U不变 1 d C E Q 2 S C E不变 Q 3 C E不变 Q 28 例1 一平行板电容器两极板间距为d 极板面积为S 电容为C 对此电容器充电后断开电源 当增加两板间距时 电容器极板间 A 电场强度不变 电势差变大B 电场强度不变 电势差不变C 电场强度减小 电势差不变D 电场强度较小 电势差减小 点评 断开电源就是上的电荷量不变 当两极板的距离增大时 电容器的电容就减小 d C U E不变 A 29 练习 如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置 平行板电容器的A板与静电计相连 B板和静电计金属壳都接地 1 指出下列三个图所示的情况下 静电计指针的偏转变化情况 正对面积减小时 静电计指针的偏转 板间距离增大时 静电计指针的偏转 插入电介质时 静电计指针的偏转 2 实验说明平行板电容器的电容与正对面积 板间距离 电介质的介电常数之间的关系为 30 例3 如图6所示 已知平行板电容器带电量为Q 且保持不变 场强为E 两板间距离为d 则 1 两板间电压U 电容C 2 若有一带电液滴 质量为m 在两板间的处于静止状态 则液滴带何种电荷 电荷量是多少 例2 有一电容器 带电量1 0 10 5C时 两板间电压为200V 如果使它带电量增加1 0 10 6C 这时它的电容是5 10 8F 两板间电压是220V 点评 题中易错的地方是 对电荷量的认识 错误的认为 题中给出的电荷量是两个极板是的电荷之和 答案 1 2 液滴带负电 31 3 若下面的极板向上移动一段距离 电容C 液滴将向哪个方向移动 为什么 变化练习 U不变时 情况怎样 4 若d保持不变 将上板向左平移L 4 下板向右平移L 4 电容C 板间电压U 2U 场强E 2E 液滴的加速度a Eq m 方向向上 5 正极板接地 上极板向上移动一小段距离 液滴所在处的电势降低液滴的电势能如何变化减小 减小 32 例3 如图所示 平行板电容器与电动势为E的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态 现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 A 带点油滴将沿竖直方向向上运动B P点的电势将降低C 带点油滴的电势将减少D 若电容器的电容减小 则极板带电量将增大 平行板电容器 电势 电容 受力分析 33 例4 如图3所示 平行板电容器的两极板A B接于电池两极 一带正电的小球悬挂在电容器内部 闭合S 电容器充电 这时悬线偏离竖直方向的夹角为 A 保持S闭合 将A板向B板靠近 则 增大B 保持S闭合 将A板向B板靠近 则 不变C 断开S 将A板向B板靠近 则 增大D 断开S 将A板向B板靠近 则 不变 答案 AD 34 三 带电粒子在电场中的运动 基本粒子 如 电子 质子 离子 原子核 常不计重力 带电微粒 小球 液滴 常要考虑重力 2 电场 1 什么带电体 匀强电场 非匀强电场 周期性变化的电场 35 3 带电粒子在电场中的运动形式 只在电场中 加速运动 减速运动 匀加速直线和曲线 变加速直线和曲线 匀减速直线和曲线 变减速直线和曲线 匀速圆周运动 在复合场中的运动 静止 加速运动 减速运动 匀加速直线和曲线 变加速直线和曲线 匀减速直线和曲线 变减速直线和曲线 圆周运动 36 4 解决的思路和方法电场中的规律和力学方法 这类问题本质上是一个力学问题 应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律 要注意的是 1 对于具体问题要分清 场的条件和在场中运动电荷的条件 2 做好受力分析 3 加速度 4 由研究问题的本质上来分析 如电荷在匀强电场中的偏转问题 关键在于研究的方法 分解 通过时间这个物理量来连接两个分运动 37 类 平抛运动模型 38 例1 如图所示 在点电荷 Q的电场中有A B两点 将质子和 粒子分别从A点由静止释放 到达B点时它们速度大小之比为多少 解析 质子和 粒子都是正离子 从A点释放将受电场力作用加速运动到B点 设AB两点间的电势差为U 由动能定理有 39 例2 两块相距为d的平行金属板AB竖直放置 两板间的电压为U 一质量为m 带电大小为e的电子以初速度v0沿与板面垂直的方向射入电场 若AB两板间距足够大 电子不能射出电场 求 1 电子运动的最大距离 2 电子射入电场到回到射入点所经历的时间 点评 1 对电子做功的电压不是U 而是U的一部分 应该是 2 竖直上抛运动模型的应用 答案 40 例3 如图所示 水平放置的平行板电容器两极板间距为d 带负电的微粒质量为m 带电荷量为q 它从上极板的边缘以初速度v0射入 沿直线从下极板N的边缘射出 则A 微粒的加速度不为零B 微粒的电势能减小了mgdC 两极板的电势差为D M板的电势低于N板的电势 点评 要求用力学分析问题的方法来解决 做好受力分析 才能对电荷的运动性质做出判断 对答案做出正确的选择 C 41 例4 质量为m 电荷量为q的带电粒子 经过加速极电压U1加速后 平行极板进入偏转极电场 偏转极电压为U2 已知偏转极极板长度为l 两板间的距离为d 求带电粒子射出电场时侧向偏移距离y和偏转角 动能的增量 这类问题的研究方法 分解为两个分运动来处理 42 练习 电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动 然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中 入射方向跟极板平行 整个装置处在真空中 重力可忽略 在满足电子能射出平行板区的条件下 下述四种情况中 一定能使电子的偏转角 变大的是 A U1变大 U2变大B U1变小 U2变大C U1变大 U2变小D U1变小 U2变小 B 由结论式可知偏转角的正切值 与电荷无关 只和场有关 43 例5 如图7 24所示 有三个质量相等 分别带正 负电和不带电的微粒 从左侧中央匀强电场方向射入匀强电场中 它们分别落在正极板的A B和C处 将落在A B C处的微粒分别称为微粒A B和C 则这三者带电种类的情况是 A电 B电 C电 这三者在电场中运动的时间关系是 TATBTC 这三者在电场中的加速度关系是 aAaBaC 这三者到达正极板时的动能关系是 EAEBEC 正 不带 负 44 例6 一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置 两板距离为d 在距上板高h处 有一质量为m 电荷量为 q的带电质点从静止释放 1 为使带电质点落到下板时的速度恰好为零 两板间的电压为多少 哪板电势高 2 带电质点运动到两板正中间时 速度为多大 力电综合 动能定理 45 例7 空间有一区域 存在水平方向的匀强电场 场强为E 一带电微粒质量m 以与水平方向成 角斜向上的速度v射入该匀强电场区域 并做直线运动 求 1 微粒的电性和电量2 微粒在电场中运动的最大位移3 在电场中运动时间4 电荷电势能的变化量 q mg Etan s v2sin 2gt 2vsin g增加了mv2cos2 2 物体做直线运动的条件 运动学 电势能 46 例8 矩形的绝缘板固定在水平面上 另一质量为m带电荷为q的小物体沿板的上表面以某一初速度从左端A水平向右滑上该板 整个装置处于竖直向下的匀强电场中 小物块沿板运动至右端B恰好相对板静止 若场强大小不变而方向反向 当小物块仍由A端以相同的速度滑上该板面 则小物块运动到2 3处 就相对板静止了 求 1 小物块带何种电荷 2 匀强电场的场强大小 1 带负电 2 E mg 5q 47 例9 如图所示 竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R 下端与光滑绝缘水平面平滑连接 整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中 一质量为m 带电量为 q的物块 可视为质点 从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动 沿半圆形轨道恰好通过最高点C 场强大小E mg q 1 试计算物块到达C点的速率和在运动过程中克服摩擦力做的功 2 证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关 且为一常量 点评 把问题拆分成几个简单的过程来处理 对于每一个过程都要做好受力分析 求解物块通过到C点的速度是关键 利用题中给出的 恰好 这个条件 得出C点的向心力 就可求出通过C点的速度 1 2 s 2R 48 磁场复习建议 磁场部分的知识是以磁感应强度核心 以带电粒子在磁场中的运动为重点 相对于电场要简单的多 磁感应强度的定义和电场强度定义方法有相同的地方还是有较大的区别 所以在复习时可以把两种场进行对比 这样能更好的理解两个概念 在解题中重要的环节是通电导体或运动电荷在磁场中受力的方向的判断 磁场和电场都是空间分布的 但是关于磁场对通电导体和对电荷的作用方向 要比电场对电荷的作用的方向要复杂 所以首先要把磁场力的方向问题解决好 关于运动电荷在磁场中的运动问题 主要围绕洛伦兹力的作用效果来进行分析 49 1 磁场的产生 磁体的周围存在磁场 与电场一样是一种特殊物质 电流 运动电荷 周围存在磁场 奥斯特实验 一 磁场的描述 安培分子电流假说 解释磁化 消磁现象 不显磁性 显磁性 50 2 磁场的基本性质 对放入其中的磁体 电流 运动电荷 有力的作用 磁体对电流的作用 同向电流相吸 反向电流相斥 51 磁场的基本特性之一就是对处于其中的磁体 电流或运动电荷有力的作用 磁极与磁极之间 磁体与电流之间 电流与电流之间的作用力都是通过自己的磁场而作用于对方的 3 磁场的方向 规定在磁场中任一点 小磁针静止时N极指向 即N极的受力方向 就是该点的磁场方向 注意 不是电流的受力方向 磁场的方向小磁针静止时N极指向N极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向 52 4 磁感线 用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的假想曲线 磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向 即小磁针N极在该点的受力方向或静止时的指向 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线是封闭曲线 和静电场的电场线不同 53 几种磁场的磁感线 54 安培定则 右手螺旋定则 对直导线 四指指磁感线方向 对环行电流 大拇指指中心轴线上的磁感线方向 对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向 55 下列说法中正确的是 A 磁感线可以表示磁场的方向和强弱B 磁感线从磁体的N极出发 终止于磁体的S极C 磁铁能产生磁场 电流也能产生磁场D 放入通电螺线管内的小磁针 根据异名磁极相吸的原则 小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极 1 磁感线例题 AC 56 2 电流磁场方向的判断例题 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态 突然发现小磁针N极向东偏转 由此可知 A 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 C 57 一束电子流沿x轴正方向高速运动 如图所示 则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是 A 沿y轴正方向B 沿y轴负方向C 沿z轴正方向D 沿z轴负方向 A 58 5 磁感应强度 描述磁场的强弱与方向的物理量 定义 在磁场中垂直磁场方向的通电导线 受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值 表达式 单位 特斯拉 T 矢量 方向为该点的磁场方向 即通过该点的磁感线的切线方向 59 例1 关于磁感强度 正确的说法是 A 根据定义式 磁场中某点的磁感强度B与F成正比 与IL成反比 B 磁感强度B是矢量 方向与F的方向相同 C B是矢量 方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 D 在确定的磁场中 同一点的B是确定的 不同点的B可能不同 磁感线密的地方B大些 磁感线疏的地方B小些 磁感应强度的定义例题 60 是非题 主要作用是 强化对概念的理解 1 通电导体在受到磁场力大的地方 磁感应强度一定大 2 两个相同的线圈 放在磁场的不同地方 穿过其中一个磁通量大 则这个线圈所在处的磁感应强度就大 3 线圈的面积越大 则穿过它的磁感线的条数越多 4 放在磁场中的通电导体越长 通过的电流越大 则它所受的安培力越大 5 同一通电导体在磁场强度大的地方 受到的磁场力一定大 6 同一电荷在电场中的不同点 受到的电场力大的地方 该点的电场强度越大 61 例2 一根长10cm的通电导线放在磁感强度为0 4T的匀强磁场中 导线与磁场方向垂直 受到的磁场力为4 10 3N 若以导线的中点为轴转动导线使导线和磁感线平行 则导线所在处的磁感强度为T 导线受到的磁场力为 答案 0 1A 0 4T 0 62 例3 关于左手定则的使用 下列说法中正确的是 A 当 时 在电流 磁感强度和安培力三个物理量中 知道其中任意两个量的方向就可以确定第三个量的方向 B 知道电流方向和磁场方向 可以唯一确定安培力的方向 C 知道磁场方向和安培力的方向 可以唯一确定电流的方向 D 知道电荷的运动方向和洛伦兹力的方向 可以唯一确定磁场方向 63 磁感应强度的叠加例题 两根长直通电导线互相平行 电流方向相反 它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处 如图所示 两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B 则C处磁场的总磁感应强度是 A 2BB BC 0D B C D A B A 64 磁场对电流的作用力 安培力 方向 左手定则 二 安培力 方向 四指 指向电流方向 掌心 让磁感线垂直穿入掌心 拇指 指向安培力方向 F B I关系 65 大小 F 0 I B F BIL IBB为匀强磁场 F BILsin 任意情况 2 安培力的大小 66 判定所受安培力的方向 明确磁场及两者位置关系 磁场的空间分布安培力 67 如图 相距20cm的两根光滑平行铜导轨 导轨平面倾角为 370 上面放着质量为80g的金属杆ab 整个装置放在B 0 2T的匀强磁场中 1 若磁场方向竖直向下 要使金属杆静止在导轨上 必须通以多大的电流 2 若磁场方向垂直斜面向下 要使金属杆静止在导轨上 必须通以多大的电流 关于安培力作用问题 分析 能把立体图转成平面图 做好受力分析 根据平衡条件求解 1 15A 2 12A 68 通电导线所受安培的判断 69 洛仑兹力提供向心力 轨道半径 圆心 半径 运动时间的确定 三 洛仑兹力 5 洛仑洛伦兹力的方向 左手定则 70 a 两个速度方向垂直线的交点 常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下 b 有几何关系和轨道半径公式结合 来求物理题目中的所求 C 由转过的圆心角和周期公式来计算时间 圆心的确定 71 例题 在图7所示的四幅图中 正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是 答案 AC 72 带电粒子在磁场中的运动 一 在磁场中的运动形式 静止 匀速直线运动 匀速圆周运动 非匀速率曲线运动 二 运动电荷在非匀强磁场中的运动v B 带电粒子的速度的大小不变 做曲线运动 但不是圆运动 例题 如图所示 导线中通有如图的恒定电流 一带正电的电荷以速度v和导线在同一平面内且平行于导线的方向射入 带电粒子的运动轨迹为A 抛物线B 圆周C 既不是圆周也不是抛物线D 以上答案都不对 73 三 带电粒子v B时在匀强磁场中的运动1 无界磁场中的运动 求运动的带电粒子的周期之比 轨道半径之比电荷之比 质量之比 或磁感应强之比 动能之比等 例题 1 电子 质子 氘核 氚核 以同样的速度垂直磁场方向射入同一匀强磁场中 它们都做匀速圆周运动 则轨道半径最大的是A 氘核B 氚核C 电子D 质子 C 2 两个带电粒子 其质量相等 在同一匀强磁场中只受洛仑兹力的作用而做匀速圆周运动A 若半径相等 则速率必相等B 若电荷相等 则半径必相等C 若电荷相等 则周期必相等D 若半径相等 则动量必相等 C 74 2 在有界磁场中的运动 1 有界磁场的界 有一个直线界 条形界 方形界 圆形界 V V V 2 运动电荷进入磁场的方式垂直于界 与界不垂直与界的夹角为300 600等 正对圆心入射 600 300 3 在磁场中走的弧 1 4圆 半个圆 优弧 劣弧 75 09会考题 供选学物理3 1的考生做 如图14所示 在虚线MN右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为B 一个质量为m 电荷量为q的带负电的粒子从P点以垂直MN的速度v进入磁场 粒子在磁场中做匀速圆周运动 一段时间后从Q点离开磁场 不计粒子的重力 求 1 P Q两点间的距离 2 粒子在磁场中运动的时间 点评 熟悉电荷在磁场中做匀速圆周运动的规律 用得出的结论求解 76 供选学物理3 1的考生做 8分 如图13所示 真空中有直角坐标系xOy P a b 是坐标系中的一个点 a b均为大于0的常数 在y 0的区域内存在着垂直于xOy平面的匀强磁场 一质量为m 电荷量为q的带正电的粒子A从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射出 粒子A恰好通过P点 不计粒子重力 求 1 磁感应强度B的大小和方向 2 粒子A从O点运动到P点的时间t 77 四 在复合场中的运动 1 在电场 磁场中的运动 1 组合场 电场与磁场没有同时出现在同一区域 会对于基础问题确定圆心 找半径 会将复杂问题进行拆分 例1 如图所示 在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场 磁感强度为B 在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场 场强为E 一质量为m 电量为 q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出 射出之后 第三次到达x轴时 它与点O的距离为L 求此粒子射出x轴时的速度v和运动的总路程s 重力不计 答案 78 供选学物理3 1的考生做如图14所示 两平行金属板P1和P2之间的距离为d 电压为U 板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场 一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动 粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中 在洛伦兹力的作用下 粒子做匀速圆周运动 经过半个圆周后打在挡板MN上的A点 已知粒子的质量为m 电荷量为q 不计粒子重力 求 1 粒子做匀速直线运动的速度v 2 O A两点间的距离x 点评 关于磁场中的基本模型 如速度选择器 质谱仪 答案 79 2 叠加场 电场 磁场 重力场中只少有两个同时出现在同一区域 例一 速度选择器 f FqvB qEv E Bv与q m无关 当V E B时 带电粒子匀速沿直线通过当V E B时 即BqV Eq 带电粒子向电场力的反方向偏 电场力对电荷做负功当V E B时 即BqV Eq 带电粒子向电场力的方向偏 电场力对电荷做正功 80 例2 设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场 如图4所示 已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下 从静止开始自A点沿曲线ACB运动 到达B点时速度为零 C点是运动的最低点 忽略重力 以下说法中正确的是 A 离子带正电 B 离子在C点的速度最大C 离子到达B点时与A点到正极板的距离相等 D 离子到达B点后沿原路返回 A BC 81 例3 如图所示 倾角为 的光滑绝缘斜面 处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中 有一质量为m 带电量为 q的小球 恰可在斜面上做匀速圆周运动 其角速度为 那么 1 匀强磁场的磁感强度的大小 2 未知电场的最小场强和方向 1 B 2 Emin 方向沿斜面向下 82 对带电体在复合场中的运动小结 带电粒子在电场 磁场 重力场中的运动 简称带电粒子在复合场中的运动 一般具有较复杂的运动图景 这类问题本质上是一个力学问题 应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律 分析带电粒子在电场 磁场中运动 主要是两条线索 力和运动的关系 根据带电粒子所受的力 运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解 功能关系 根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系 从而可确定带电粒子的运动情况 这条线索不但适用于均匀场 也适用于非均匀场 因此要熟悉各种力做功的特点 带电体在复合场中受力情况复杂运动情况多变 往往出现临界问题 应以题中 最大 最高 至少 等词语为突破口 挖掘隐含条件 根据临界条件列出辅助方程 再与其它方程联立求解 83 恒定电流复习建议 本章的概念和规律很多 有很多在初中已经学过 针对这部分内容可以比较快的方式通过 本章的重点核心内容是 闭合电路欧姆定律 电路问题关键在于对电路的识别 对闭合电路的认识 用能量观点认识电路 用图象对电路的描述等 这就要求要会画等效电路 不要弄太复杂的电路 84 基本概念与基本规律 1 电流公式 I q tI nesv2 电动势E 描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 定义式 电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压3 电阻 导体对电流的阻碍作用R U I4 电阻率 反映材料的导电性能物理量5 电功 W UIt6 电功率 P UI 85 7 欧姆定律 I U R适用范围 金属导体 电解液溶液8 电阻定律 R L S9 焦耳定律 Q I2Rt10 电功与电热的关系 在纯电阻电路中电功等于电热 在非纯电阻电路中电功大于电热 11 串并联电路串联 主要特点 电流处处相等 总电压等于各个导体电压之和 电压与电阻成正比并联 主要特点 电压相等 总电流等于各个支路电流之和 电流与电阻成反比 86 串联电路 并联电路 计算电功率 无论串联 并联还是混联 总功率都等于各电阻功率之和 无论是纯电阻电路还是分纯电阻电路都有电压和电流的关系 87 例一 下列关于电阻率的正确说法是 A 导体的电阻率与导体的长度 横截面积有关 B 导体的电阻率表征了导体的导电能力的强弱 与温度有关 C 电阻率大的导体 其电阻一定大 D 任何物体的电阻率不可能为零 点评 导体的电阻率可以用公式 来求得 但是电阻率的与R S L无关 要从它的物理意义上来理解 同时还要分清电阻率和电阻的大小的关系 如 C中所说的关系是不成立的 答案是 B 88 例二 有两个导体a b 它们的I U图象如图8 2所示 据此分析 正确的结论是 A 导体a电阻较大B 导体a两端的电压较大C 导体b的电阻较大D 流过导体b的电流较大 C 若横轴和纵轴所表示的物理量调换 图线的斜率的意义是什么 若把ab表示的电阻串联起来 总电阻的图线应该怎样表示 89 电功和电热的对比 90 10会考例题 下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容 根据表中的信息 可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为A 9 2AB 8 2AC 7 2AD 6 2A B 点评 会考中的实际应用题目 考查观察能力对信息进行分析的能力 91 闭合电路欧姆定律 表达形式 I R间关系 U R间关系 U I间关系 2 外电路短路时 1 外电路断路时 只能在纯电阻电路上使用 任何闭合电路都适用 92 10会考 供选学物理3 1的考生做 在图5所示的电路中 已知电源的电动势E 1 5V 内电阻r 1 0 电阻R 2 0 闭合开关S后 电路中的电流I等于4 5AB 3 0AC 1 5AD 0 5A 点评 会考中考查应用闭合电路欧姆定律的基本应用 而会考说明中对闭合电路欧姆定律的要求是C级 答案 D 93 例1 如图 1 14 2 9 当开关处于位置1时 电流表读数I1 0 2A 当开关处于位置2时 电流表读数I2 0 3A求电源的电动势E和内电阻r E 3Vr 1 点评 这种问题的基本思路 是要利用闭合电路欧姆定律列两个方程联立求解 因为在闭合电路欧姆定律中要有两个未知量同时出现即 E和r 94 例2 如图 电阻R1 12 R2 8 R3 4 S断开时 电流表A的示数为0 25A S闭合后 电流表A的示数为0 36A 求 电源电动势和内电阻 电表内阻的影响不计 点评 这种问题的基本思路 是要利用闭合电路欧姆定律列两个方程联立求解 因为在闭合电路欧姆定律中要有两个未知量同时出现即 E和r s 答案 3 6V1 2 95 路端电压跟负载的关系 1 路端电压随外电路电阻R增大而增大 但不是正比关系 2 分析判断路端电压随外电阻变化而变化的四部 1 明确外电阻的变化情况 2 由得出电路中的总电流的变化 3 由分析出内电压的变化 4 由得出路端电压的变化 96 3 路端电压U随电流I变化的图象 U E Ir图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势E 图象斜率的绝对值表示电源的内阻 内阻越大 图线倾斜得越厉害 97 例题 图为分压器接法电路图 电源电动势为E 内阻不计 变阻器总电阻为r 闭合电键S后 负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A B C D 点评 当滑键P滑到滑动变阻器的中点时 R的电压小于E的一半对滑动变阻器 串并联电路都是很好的复习 C 98 例1 在如图8所示的电路中 E为电源电动势 r为电源内阻 R1和R3均为定值电阻 R2为滑动变阻器 当R2的滑动触点在a端时合上开关S 此时三个电表A1 A2和V的示数分别为I1 I2和U 现将R2的滑动触点向b端移动 则三个电表示数的变化情况是 A I1增大 I2不变 U增大B I1减小 I2增大 U减小C I1增大 I2减小 U增大D I1减小 I2不变 U减小 解析滑动触点由a向b移动时 R2阻值减小 所以总电阻减小 电路中总电流增大 则内电压增大 路端电压减小 故U减小 总电流增大 R3两端电压也增大 所以并联电压减小 故I1减小 I2增大 答案B 电路的动态变化分析 99 例2 如图所示 电源电动势为E 内电阻为r 当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时 发现电压表V1 V2示数变化的绝对值分别为 U1和 U2 下列说法中正确的是 A 小灯泡L1 L3变暗 L2变亮B 小灯泡L3变暗 L1 L2变亮C U1 U2 BD 点评 若电路中的电流变大时 内电压变大 内电阻上增大的电压应该是外电路上每部分电路上减小的电压之和 100 A R1短路B R2短路C R3短路D R1断路 A 电路故障分析题型 如图所示的电路中 开关S闭合后 由于电阻发生短路或者断路故障 电压表和电流表的读数都增大 则肯定出现了下列那种故障 点评 由于电流表始终有示数 所以电阻R1不可能断路 R