高二物理下学期复习提纲恒定电流电磁场与电磁波

1、高二物理下学期复习提纲恒定电流-电磁场与电磁波一、 基本概念和规律：1、电源、电流、电阻. 电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向为电流方向（电流强度是标量）电源的正极电势高，负极的电势低.因此电源的电压叫做电动势.电动势E（标量）是由电源本身性质决定的，表示电源把其它形式的能转化电能本领大小的物理量.若是理想电源即内阻为零,则E=U路,一般电路中应考虑内电阻,则E=U内+U路. （1）在外电路中电流是从高电势流向低电势.（2）在内电路中，电流是从低电势（负极）流向高电势（正极）（3）（与通过导体横截面积的大小无关），I=nqSv(S横截面积，v定向移动速率，n单位体积的自由电荷个数)注

2、：自由电子定向移动的速率自由电子热运动的平均速率电流速率.如果正、负两种电荷往相反方向定向通过横截面积而形成电流，这时对应q为两种电荷的电荷量之和（负电荷等效反方向过来的正电荷）若是同种电荷，则是电荷量之差。（4）欧姆定律：适用对象：金属，电解质溶液（对气态导体和半导体不适用）或者是伏安特性曲线是直线的电阻，即纯电阻。（5）电阻定律：，R是反映自身的物理量，是反映材料导电性能的物理量，称为材料电阻率.纯金属的电阻率小，而合金的电阻率大.各种材料的电阻率都是随温度变化，有的随温度增高而增大.有的随温度增高而减小，而有的随温度增高而不变化. 例如：在灯泡（“220，100W”）工作时电阻为484，

3、则不工作时的电阻是小于484（随工作而升高的温度使R变大）. 附：半导体材料的导电性受温度、光照、掺入微量杂质影响. 大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然为零的现象，这个现象叫做超导，其温度称为超导转变温度（或临界温度）零. （只适用于纯电阻电路） EI= U路I+ U内I,，U路I 叫做外电路的消耗功率或者电源输出功率, U内I 叫做内电路的发热功率.U路=EIr（适用于一切电路），EI叫做电源功率或者电路总功率. 注：当电源两端短路时，R外=0，此时路端电压为零.路端电压与电流的图象：2、电功和电功率.电功率单位：瓦特W； 电功单位：J ，常用单位：kwh千瓦时又称“度“1kw

4、h = 3.6×J（1）W=UIt（适用于一切电路） （适用于纯电阻电路）（2）（适用于一切电路） （只适用于纯电阻电路）（3）焦耳定律：（适用于一切电路） W总=（只适用于纯电阻电路电功等于电热） W总=W机+W热=UIt=I2Rt+W机=UIt （适用于非纯电阻电路）（4）热功率P=（适用于一切电路）P=UI=P热+P机=I2R+P机（适用于非纯电阻电路） 注：电动机在正常工作的情况下，W总=W机+W热 而在电动机被卡住的情况下，W总= W热等效于纯电阻电路，电动机在因电压不足而不能转时，也同样可等效纯电阻电路，亦可用欧姆定律. 在纯电路电路中，电路上消耗的总功率等于各个电阻上消

5、耗的功率之和（无论是串联，还是并联）. 电源输出功率曲线：A、当R外= r 时，此时电源输出功率为最大.简证：P输=P输有最大值，则+R = r. B、滑动变阻器的最大功率的条件同样是R+r =R/时，这时采用R与r等效为一个新的电源内阻. 简证：P滑=（当时取等号）关于并联电路的最大电阻电路问题.推导：当R1 = R2, R有最大值.处于开路的用电器相当于一根导线（如图）. （R1相当于一根导线）串联，并联，混联特点是：其中任何一个阻值增大，则总电阻增大.3、电路中的规律：（1）电路中电表示数的判断：对于涉及电阻变化的动态直流电路问题，可运用“串反并同”规律迅速分析各支路中电流的变化。所谓“

6、串反并同”规律是：在由变化电阻、电源以及其他用电器构成的闭合电路中，支路电流的变化，总是与串联在该支路中电阻的变化相反，与其并联的另一支路中电阻的变化相同。即电阻增大时，该支路中电流减小，与其并联的另一支路中电流增大；电阻减小时，该支路中电流增大，与其并联的另一支路中电流减小。如图，当滑片P向a移动时，两表示数的变化？（均减小）（2）含有电容器的电路：要认清电容器与谁并联，电容器的极板间电压等于电路中哪两点间的电压？当电路变化时，极板间电压怎样变化？带电量如何变化？是充电还是放电？充、放电电流通过哪个回路？ 如上图所示，E=3.0V,r=1.0,R1=R2=10,R3=30,R4=35,C=1

7、00F,求接通电键K后通过R4的总电量。（Q=2.0×10-4C）二.实验部分1、电流表的改装：电压表、电流表都是用灵敏电流计改装而成的。（1）电流表G改装电压表V，是灵敏电流计串联较大的分压电阻组成的，实际电压表可看做一个能显示两端电压值（读数）的阻值为RV（电压表内阻）的电阻。 （2）电流表G改装电流表A，是灵敏电流计并联较小的分流电阻组成的，实际电压表可看做一个能显示流过自身电流值（读数）的阻值为RA（电流表内阻）的电阻。（“量程”指通过电流表、电压表的满偏电流、满偏电压、电流表、电压表本身就是用电器）2、伏安法测电阻.（1）伏安法测电阻原理：部份电路的欧姆定律.（2）伏安法测

8、电阻的两种接法.电流表外接法：在电压表的内阻远远大于R时，使用（此时通过电压表的电流I00）.电流表内接法：在电流表的内阻远远小于R时，使用（此时电流表两端的电压V00）.附：如果不知道Rx，Rv，RA的阻值，可用试触法，即通过不同的电表连接方式的电路，看电压表电流变化情况.如果电流表变化明显，说明电压表内阻对电路影响大，应选用电流表内接法同理，若电压表变化明显选用电流表外接法（简记为电流表变化大电流内接， 电压表变化大电压外接）.用百分比来判断变化大小. 例如：用内接法，A表为1mA,V为2V；用外接法，A表为2mA，V表为3V，则=（2-1）/2=（3-2）/3,故A表变化大，选内接法.磁

9、 场1. 磁场、磁感线.（1）磁场的产生. 磁极磁场磁极； 磁极磁场电流；电流磁场电流,磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质。（2）磁场的作用：磁场对放入其中的磁极有力的作用（同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引）。 磁场对放入其中的通电导线亦有力的作用（同向电流相互吸引，异向电流互相排斥）。（3）磁场的方向性，在磁场中的任一点，磁感线的切线方向，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，都表示那一点的磁场方向（有着重符号的文字等价）。（4）磁感线：假想的一族曲线，在磁体外部从北极出发回到南极，在内部从南极到北极闭合的曲线（电场线是非闭合曲线，其相同点都是不相交的曲线）.

10、 但是磁感线从磁体N极出发，终止于磁体S极是错误的，那是因为磁感线是回到S极。（5）电流的磁场的特点：直线电流的磁场的特点是：无磁极，非匀强，距导线越近处磁场越强，距导线越远处磁场越弱；环形电流的磁场的特点是：圆环中心处磁场最强；通电螺线管的磁场特点是：管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场。 注：磁感线走势的方向上的切线方向为磁场方向. 特别的，在磁场内部（如图）则不能等效小磁针了. 磁感线虽然是假想的线但可用实验摸拟. 磁感线的疏密表磁场或磁感应强度的大小.（6）地磁场：地球本身就是一个磁场，地球北极是地磁场的南极，地球南极是地磁场的北极，两极的磁感线是垂直地球两极. 在赤道，磁感线是与地球表面

11、平行的.2. 安培力、洛伦磁力.（1）安培力：通电导线在磁场中受到磁场对它的安培力. F安=BIL（L为有效长度，如图中垂直于磁感线方向的长度为有效长度，L平行于B时，F安为0，L垂直于B时，F安为最大）.注：用B = F/IL来测量计算B,非匀强磁场时需要L足够短. B叫磁感应强度，是描述磁场自身的物理量，用它可表示磁场强弱，单位是特斯拉，简称特，符号T. 磁感应强度的方向：某点磁场的方向为该点磁感应强度的方向（B为矢量）. 安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.注：一小段通电导体放在磁场中A处受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处磁感应强度大.(×)不知放入方式

12、，即F安=BIL中L是有效长度不知. 又如同一通电导体在a、b受力情况,也不能判断（2）洛伦磁力：磁场对运动电荷能够产生洛伦磁力. F洛 = qvB(v为有效速度，如图中垂直于磁感线方向的速度为有效速度，v0平行于B时，F洛 = 0，v0垂直于 B时，F洛为最大)F洛与v有瞬时对应关系，即v瞬对应瞬时洛伦磁力.洛伦磁力对运动电荷不做功（f洛垂直于v与B确定的平面，故f洛v由微元法知任何一段极小时间内的位移可看作与f洛垂直，故Wf =0）安培力不同于洛伦磁力，安培力可以做功.（若电荷沿磁感线移动，安培力不做功）注：F安 = (nqSv)LB可由是nLS个运动电荷所受F洛 = qVB的合力求得.3

13、. （1）电荷在洛伦磁力作用下的圆周运动：qVB = mv2 / r，而. 由此可见，荷质比相同的粒子以相同速度进入同一磁场，其轨道半径相同；带电量相同的粒子以相同的动量进入同一磁场，其轨道半径相同，荷质比相同的粒子，进入同一磁场，其周期相同.注：电场或磁场都会使运动带电粒子发生偏转. 利用质谱仪对某种元素进行测量，可以准确测出各种同位素的原子量.（2）带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定方法：因洛伦兹力f的方向永远指向圆心，根据f洛v，可以画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的洛伦兹力f的方向，其延长线的交点即为圆周轨道的圆心。已知入射方向和出射点的位置时，

14、可以通过入射点作入射方向的垂线和入射点出射点连线的中垂线，两垂线的交点即为轨道圆心。半径的计算一般是先画出粒子运动轨迹示意图，利用几何知识，常用解三角形的方法，求出半径。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出轨迹所对的圆心角的大小，由公式可求出粒子在磁场中的运动时间。（3）带电粒子在复合场中的运动。复合场是指磁场与电场的复合场，或者是磁场与重力场、电场的复合场。当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线运动状态；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，其合外力提供向心力，则重力和电场力一定平衡，洛伦兹力提供向心力。对于带电粒子在复合场中的运动

15、，一要写出相应的受力方程，二要应用相应物理规律（应用动能定理或能量守恒定律、牛顿定律）列方程求解。（4）带电粒子的初速度v0与B成角进入磁场：粒子做螺旋运动，将粒子的速度v0分解为两个方向，一个与B垂直的分量，另一个与B平行的分量v=v0cos，粒子由于v0而做匀速圆周运动，其轨道半径为，另一方面，v在其方向上做匀速直线运动，这样的合运动就叫做螺旋运动，其螺距（粒子运转一周前进的距离）. 电 磁 感 应一、 磁通量、电磁感应、感应电流.1、磁通量：= BS（B为匀强磁场，S为有效面积）（1）是标量，但有正负（不表大小）“+”表示给定的一个平面来讲，是穿入（穿出）比如穿过某面的磁通量是，将面转过

16、180°穿过该面的磁通量为 （2）磁通量单位是韦，单位Wb.（3）特别地当磁感应强度反向时：.（4）产生感应电流图象：（互余关系）2、感应电流.产生感应电流的条件是：一是电路闭合，二是穿过闭合电路的磁通量有变化.3、法拉第电磁感应定律：或E=BLv（L为有效长度垂直于磁场方向的长度，v为有效速度垂直于磁场方向的切割速度可归纳为“三垂线” B、L、v三者相互垂直）（1）附：两种常见的有效长度.回路构造法：可将A、B两端用直线相连，构成闭合回路，该闭合回路没有感生电流，说明直线AB上的感应电动势与弧上的感应电动势大小相等，方向相反而抵消，所以弧上的感应电动势就等于AB线上的感应电动势，A

17、B线长就是 弧长的等效长度，所以对这样一类非直线导体，它的等效长度可用“回路构造”法，与安培力中等效长度用“回路构造法”类似.（2）对公式或E=BLv的正确理解：对于上式，常用E = n，计算一般时间E感的平均值，而E=BLV常用于计算瞬时电动势，且此式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线时产生感应电动势的计算。产生感应电动势不同于感应电流，其电路是否闭合对是否产生感应电动势没有影响.两种切割运动的公式：A、平动切割.B、转动切割. 在转动切割中，在内OA转过的角度，扫过的面积，ab中产生的感应电动势。当闭合回路的磁通量发生变化时，将产生感应电动势和感应电流，在时间内回路中迁移的电量，适

18、用于电流没有反向的前提下.若线框在磁场中运动，由于没有变化，则不产生感应电动势，也无电流，但是当视AD、BC为导体做切割磁感线运动，则有，只是加起来就为零而已.感应电动势E的大小决定于穿过回路的磁通过量的变化率，而与的大小，的大小没有必然的联系。一般可包括四种情况：A、回路面积S不变，而磁感应强度B变化，则有； B、磁感强度B不变，而回路面积S变化，则有； C、回路平面在磁场中转动引起磁通量的变化；D、回路面积S和磁感应强度B均发生变化，则有。磁通量的变化率，等于图像上某点切线的斜率，磁感应强度变化率等于Bt图像上某点切线的斜率。利用求出的是时间内整个回路里产生的感应电动势，而不是回路中某部分

19、导体产生的感应电动势。4、楞次定律：感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应应电流的磁通量的变化，对于楞次定律的理解，可以从三个角度认识“电磁感应所产生的效果”：（1）从磁通量变化的角度看，阻碍磁通量的变化，具体可归纳为是增加的，B感与B原反向，阻碍增加；是减小的，B感与B原同向，阻碍减小。即“增反减同”。（2）从导体和磁场的相对运动来看，阻碍相对运动，具体可归纳为：当导体与磁场相对靠近时，在导体中产生的感应电流的磁场阻碍它们靠近；当导体与磁场相对远离时，在导体中产生的感应电流的磁场阻碍它们远离。即“来阻去留”。（3）从导体中电流变化来看，阻碍电流的变化，具体可归纳为：当导体中电流增大时，导体中产

20、生的自感电动势的方向与原来电流的方向相反，阻碍其增大；当导体中电流减小时，导体中产生的自感电动势的方向与原来电流的方向相同，阻碍其减小。也即“增反减同”。注意：当闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动时，一定产生感应电流.（×）例如：线框上下平动，总之，磁通量是否发生变化是判断是否产生感应电流的充要条件I感的方向是内电路的方向常用来判断感应电动势的正负极，但要注意的是电源内部的电势高低，是由低电势（负极）流向高电势（正极）.整个闭合回路在磁场中出来时，闭合电路中一定产生感应电流.（×）线框在磁场中与磁感线平行时二、 自感.1、自感现象属于电磁感应现象，它是由于通电线圈中自身电

21、流变化而引起的电磁感应现象.2、作用：阻碍原电流的增加，起延迟时间的作用3、I自的方向：是增加的，的方向与相反；是减小的，的方向与方向相同4、（L为自感系数，描述线圈产生自感电动势大小本领的物理量其单位为享，用H表示，它的大小是由线圈本身决定）注：决定自感系数的因数-线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与通不通电流，电流的大小无关.线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，它的自感系数就越大.实际上它与线圈上单位长度的匝数n成正比，与线圈的体积成正比.除此外，线圈内有无铁芯起相当大的作用，有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多.附：至于灯泡中的电流是突然变大还是变小（也就是说灯泡是否突然变得更亮一下），

22、就取决于与谁大谁小，也就是取决于R和r谁大谁小的问题：如果Rr，灯泡会先更亮一下才熄灭；如果R = r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭；如果Rr，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭.当Rr，则I1I2 当S断开，则灯泡的电流为I2，变亮;当R = r，则I1=I2，当S断开，则灯泡电流为I1，保持原亮;当Rr，则I1I2，当S断开，则灯泡电流为I2，变暗.可见灯泡的这种瞬间变化，取决于灯泡电阻R与线圈直流电阻r，而不是线圈的自感系数，线圈的自感系数决定了这种缓慢熄灭持续的时间，L越大，持续的时间越长. 自感总是阻碍原电流的变化，即尽可能的维持原电流的大小，但是最后灯泡还是要熄灭.5、线圈L的3种等效状态

23、（1）通电瞬间相当于一个无穷大的电阻（2）通电稳定时，相当于一根导线（3）断电时，相当于一个电源6、自感的防止：用双线绕法产生反向电流，使磁场相互抵消.7、 日光灯.（1）电路图. （2）起动器和镇流器作用：起动器实际上就是一个自动开关，一通一断，使通过镇流器的电流急剧变化，如果一直接通，则不能使水银导电.镇流器在日光灯起动时提供瞬时高压，而在日光灯正常工作时起降压限流的作用.第十七章 交变电流1. 直流电，交流电（1）直流电（DC）：电流方向不随时间变化的电流.（2）交流电（AC）：电流方向随时间变化的电流.2. 发电机原理：电磁感应原理（从与中性面垂直的时刻开始计时）若是从与中性面垂直位置开始计时，则.附：(1)中性面（BS的位置）有为最大值等于BS；E=0V；每经过一次中性面，电流改变一次，对于一个周期，则电流改变两次.(2)线圈与中性面垂直有，E=BS，为最大值. （不乘以乘以n）3. 表征交变电流的物理量：最大值、有效值、平均值根据电流热效应的定义，相同电阻，相等时间，产生相等的热量；交流电流、电压表的示数就是该交流电的有效值，铭牌上标注的电流、电压值都是有效值，计算交变电流通过电阻产生的热量，电流做