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1、高二上知识点梳理高二上知识点梳理 电场电场 恒定电流恒定电流 磁场磁场参考资料参考资料学海导航学海导航2012高考总复习版本高考总复习版本电场电场电荷库仑定律电荷库仑定律电场及其描述电场及其描述第七章一、电荷守恒定律一、电荷守恒定律1.自然界只存在自然界只存在与与这这两种电荷,任何带电体的电荷量都两种电荷,任何带电体的电荷量都是是的整数倍,元电荷:的整数倍,元电荷:e=1.610-19C.正电荷正电荷负电荷负电荷元电荷元电荷2.电荷守恒定律:电荷既不能电荷守恒定律:电荷既不能,也不能也不能,只能从一个物体,只能从一个物体到另一个物体,或从物体的一部分到另一个物体,或从物体的一部分另一部分,在另

2、一部分,在过程中,电荷的过程中,电荷的总量总量.3.起电的几种方法:起电的几种方法:、和和;起电的实质;起电的实质是是.创造创造消灭消灭转移转移转移到转移到转移转移不变不变摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电感应起电感应起电电荷的转移电荷的转移二、库仑定律二、库仑定律1.内容:内容: 的个的个 点电荷之间的点电荷之间的相互作用力与它们相互作用力与它们 成正比,成正比,与它们与它们 成反比,作用力的方向成反比,作用力的方向在在.公式:公式:,式中式中k叫做叫做,数值为,数值为9.0109Nm2/C2.2.点电荷:若带电体的点电荷:若带电体的和和 .对它们相互作用力的影响可以忽略不计,这对它们相互作用

3、力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看成点电荷,点电荷是一样的带电体就可以看成点电荷,点电荷是一种种模型模型.真空中真空中两两电荷量的乘积电荷量的乘积距离的二次方距离的二次方静电力常量静电力常量形状形状体积大小体积大小理想化理想化它们的连线上它们的连线上122kq qFr三、电场强度三、电场强度1.定义:放入电场中的某一点的检定义:放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值,叫该点的电场强度值,叫该点的电场强度.2.公式:公式:,单位:单位:.3.方向:规定为方向:规定为在该点受在该点受到的电场力的方向到的电场力的方向.4.点电荷的电场点电

4、荷的电场:.E=F/qN/C,V/m正电荷正电荷E=kQ/r25.电场线:为了直观形象地描述电场中各电场线:为了直观形象地描述电场中各点电场强度大小与方向点电场强度大小与方向,在电场中画出一系列曲在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的线,曲线上各点的方向表示该点的场强方向表示该点的场强方向,曲线的方向,曲线的表示电场的强弱表示电场的强弱.电场线的电场线的性质:性质:电场线起源于电场线起源于 (或无穷远处或无穷远处),终止于终止于 (或无穷远处或无穷远处),不会在无电荷,不会在无电荷处中断;处中断;电场线不相交、不重合;电场线不相交、不重合;电场线不是真实存在;电场线不是真实存在;电场线不表示电荷

5、在电场中的运动轨迹电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹.切线切线疏密疏密正电荷正电荷负电荷负电荷6.匀强电场:在电场中,如果各点匀强电场:在电场中,如果各点的场强大小和方向都相同,这样的电场的场强大小和方向都相同,这样的电场叫 匀 强 电 场叫 匀 强 电 场 . 匀 强 电 场 中 的 电 场 线匀 强 电 场 中 的 电 场 线是是.平行且等间距的直线平行且等间距的直线电场电场电势电势能电势电势能电势差电势差第七章一、电势能与电场力的功一、电势能与电场力的功1.电场力做功电场力做功公式:公式:特点:与重力做功相似,特点:与重力做功相似,电场力对电荷所做的功决定于电场力对电荷所做的功决定于 ,

6、与电荷经历的具体,与电荷经历的具体无无关关.W=qU电荷在电场中的初末位置电荷在电场中的初末位置路径路径2.电势能电势能电荷和电荷在电场中电荷和电荷在电场中决决定的能量,电势能具有相对性,通常取定的能量,电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能零点无穷远处或大地为电势能零点.3.两者的联系两者的联系电场力做了多少功就有多少电势能电场力做了多少功就有多少电势能转化为其他形式的能量;电荷在电场中转化为其他形式的能量;电荷在电场中某点具有的电势能等于电场力把它从该某点具有的电势能等于电场力把它从该点移到点移到位置时所做的功位置时所做的功.相对位置相对位置零势能点零势能点二、电势、电势差二、电势

7、、电势差1.电势描述电势描述电场的物理量,电场的物理量,其数值等于电荷的其数值等于电荷的与与的比值,的比值,单位:单位:;电场中某点的电势高低与检;电场中某点的电势高低与检验电荷验电荷关,是电场本身的一种属性关,是电场本身的一种属性.能的性质能的性质电势能电势能电荷量电荷量伏特伏特无无2.等势面等势面电场中电场中构成的面叫构成的面叫做等势面;在同一等势面上移动电荷电做等势面;在同一等势面上移动电荷电场力做功为场力做功为.3.电势差电势差电势差就是电场中某两点电势差就是电场中某两点的差的差值;电场中各点电势的大小与零势点的值;电场中各点电势的大小与零势点的选取有关,而电场中两点间的电势差与选取有

8、关,而电场中两点间的电势差与零势点的选择零势点的选择.电势相同的各点电势相同的各点零零电势电势无关无关4.电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系电场中某点的电势与电场强度并无电场中某点的电势与电场强度并无直接联系,但电场中两点间的电势差与直接联系,但电场中两点间的电势差与电场强度存在一定的联系:电场强度存在一定的联系:电场中,场强方向指向电势降电场中,场强方向指向电势降低低的方向;的方向;电场线与等势面电场线与等势面,并,并且由且由等势面指向等势面指向等势面;等势面;最快最快相互垂直相互垂直高高低低电场线的疏密与等势面的电场线的疏密与等势面的疏密存在对应关系:电场线越密疏密存在对应关系:

9、电场线越密处等势面也处等势面也;在匀强电场中电场强度与在匀强电场中电场强度与电势差的关系可表示为:电势差的关系可表示为:E=U/d,式中式中d表示电势差所对应的两点表示电势差所对应的两点在在方向上的距离方向上的距离.该式对该式对非匀强电场不适用但可用于定性非匀强电场不适用但可用于定性分析分析.越密越密场强场强电场电场带电粒子在匀强电场带电粒子在匀强电场中的运动示波管中的运动示波管第七章一、带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的平衡带电粒子在电场中的平衡带电粒子在电场中静止或匀速直线运动带电粒子在电场中静止或匀速直线运动时,通过分析受力,根据时,通过分析受力,根据

10、来解决问题来解决问题.2.带电粒子在电场中的加速运动带电粒子在电场中的加速运动若带电粒子在匀强电场中加速运动,则若带电粒子在匀强电场中加速运动,则既可运用既可运用方法处理,又可以运方法处理,又可以运用用处理;若带电粒子在非匀强电场中处理;若带电粒子在非匀强电场中加速,则往往只能运用加速,则往往只能运用方法处理方法处理.平衡条件平衡条件动力学动力学动能定理动能定理动能定理动能定理3.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转(v0垂垂直于直于E时时)运动性质是运动性质是,其轨迹为,其轨迹为.处理方法:运用处理方法:运用,沿初速度方向做沿初速度方向做,沿电场线,沿电场线方向做方向做.类平

11、抛运动类平抛运动抛物线抛物线运动的合成与分解运动的合成与分解匀速直线运动匀速直线运动初速度为零的匀加速直线运动初速度为零的匀加速直线运动二、示波管二、示波管(1)构造:电子枪,构造:电子枪,荧,荧光屏光屏.(2)工作原理工作原理(如图如图7-3-1所示所示)图图7-3-1偏转电极偏转电极(3)如果在偏转电极如果在偏转电极XX和和YY之间都之间都没有加电压,则电子枪射出的电子沿着没有加电压,则电子枪射出的电子沿着直线运动,打在荧光屏的直线运动,打在荧光屏的,在那里,在那里产生一个亮斑产生一个亮斑. (4)YY上加的是待显示的上加的是待显示的,XX上是机器内部产生的锯齿形电压,上是机器内部产生的锯

12、齿形电压,叫做叫做.若所加扫描电压和信号电若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待 测 信 号 在 一 个 周 期 内 变 化 的待 测 信 号 在 一 个 周 期 内 变 化 的.中心中心信号电压信号电压扫描电压扫描电压稳定图象稳定图象电场电场4电容器电容器 电容器的电压、电容器的电压、电荷量和电容的关系电荷量和电容的关系第七章一、电容器一、电容器两个彼此两个彼此又相互靠近的又相互靠近的构成一个构成一个电容器电容器.常用电容器:有固定电容器和可变电容常用电容器:有固定电容器和可变电容器器.固定电容器有:固定电容器有:和和,使用电解电容器时不

13、能接错其两极,不能使用电解电容器时不能接错其两极,不能接接电流;可变电容器通常采用改电流;可变电容器通常采用改变变来改变电容大小来改变电容大小.绝缘绝缘导体导体纸质电容器纸质电容器电解电容器电解电容器交变交变导体正对面积导体正对面积电容器的充放电使电容器两极板电容器的充放电使电容器两极板带上等量异种电荷的过程称为带上等量异种电荷的过程称为,充,充电后在两极间就存在电后在两极间就存在,两极间就存,两极间就存在电势差,此电势差叫电容器的在电势差,此电势差叫电容器的,电容器上电容器上所带电荷量的绝对所带电荷量的绝对值叫做电容器的电荷量值叫做电容器的电荷量.电容器充电后,两极间用导体接通,电容器充电后

14、,两极间用导体接通,使两板电荷相互使两板电荷相互,电容器的带电,电容器的带电量逐渐减小的过程叫量逐渐减小的过程叫.充电充电电场电场电压电压一个极板一个极板中和中和放电放电二、电容二、电容定义:电容器所带定义:电容器所带与两个与两个极板间的极板间的的比值的比值.公式公式.单位:单位:,单位符号,单位符号.*平行板电容器的电容决定公平行板电容器的电容决定公式:式:.电荷量电荷量电势差电势差C=Q/U法拉法拉F4SCkd电路电路欧姆定律电阻定律欧姆定律电阻定律电功和电功率焦耳定律电功和电功率焦耳定律第八章1.电流电流(1)电流的定义:电流的定义:.规定规定定向移动的方向为电流的方向定向移动的方向为电

15、流的方向.形成电流的条件是:存在着自由电荷;形成电流的条件是:存在着自由电荷;导体两端存在着电势差导体两端存在着电势差.两者缺一不可两者缺一不可.这里这里要注意区分形成电流、形成持续电流、形成恒要注意区分形成电流、形成持续电流、形成恒定电流的不同定电流的不同.“持续持续”意味着长时间的存在,意味着长时间的存在,“恒定恒定”则表明存在且不变则表明存在且不变.电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流正电荷正电荷(2)对电流,我们要能够从宏观对电流,我们要能够从宏观(定定义式义式)与微观与微观(决定式决定式)两个方面去理解:两个方面去理解:宏观上,宏观上, (定义式定义式),即,即.微观上,微观

16、上,InevS(决定式,其中决定式,其中n为单位体积内的自由电子个数,为单位体积内的自由电子个数,S为导为导线的横截面积,线的横截面积,v为自由电子的定向移为自由电子的定向移动速率,约动速率,约10-5m/s).qIt单位时间单位时间内通过导体横截面的电荷量内通过导体横截面的电荷量2.欧姆定律欧姆定律(1)欧姆定律内容:导体中的电流欧姆定律内容:导体中的电流跟它两端的电压成跟它两端的电压成,跟它的电,跟它的电阻成阻成,表达式,表达式.(2)欧姆定律的适用范围:适用欧姆定律的适用范围:适用于于导电和导电和导电,对于气导电,对于气体导电不适用体导电不适用.正比正比反比反比UIR金属金属电解液电解液

17、(3)金属导体的伏安特性曲线金属导体的伏安特性曲线(I-U或或U-I图象图象)把电压和流经金属导体的电流看成把电压和流经金属导体的电流看成两个变量,由于金属导体中的电流跟它两个变量,由于金属导体中的电流跟它两端的电压成两端的电压成,跟它的电阻成,跟它的电阻成,所以图象是一条过原点的直线,在,所以图象是一条过原点的直线,在I-U图中直线斜率的倒数是导体的电阻图中直线斜率的倒数是导体的电阻.注注意意I-U曲线和曲线和U-I曲线的区别曲线的区别.如图如图8-1-1.正比正比反比反比还要注意:当考虑到电阻率随温度还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是的变化时,电阻的伏安特性曲

18、线不再是过原点的直线过原点的直线.图图8-1-13.电阻电阻定律电阻电阻定律电阻:导体中能通过电流,但对电流有电阻:导体中能通过电流,但对电流有阻碍的作用,表示对电流有阻碍作用的物理阻碍的作用,表示对电流有阻碍作用的物理量就是电阻量就是电阻.电阻的定义式:电阻的定义式:.电阻定律:电阻定律:(1)导体电阻的决定式:导体电阻的决定式: ,此式说,此式说明在温度不变时,粗细均匀的导线的电阻跟明在温度不变时,粗细均匀的导线的电阻跟它的长度成它的长度成,跟它的横截面积成,跟它的横截面积成.LRSURI正比正比反比反比导体的电阻是由它本身的因素决定导体的电阻是由它本身的因素决定的,与所在的电路无关的,与

19、所在的电路无关.相同材料的金相同材料的金属导线越长,它对电流的阻碍作用越大;属导线越长,它对电流的阻碍作用越大;导线的截面积越大,它对电流的阻碍作导线的截面积越大,它对电流的阻碍作用越小用越小.长度相同、横截面积相同的不长度相同、横截面积相同的不同的金属由于它们的结构不同,对电流同的金属由于它们的结构不同,对电流的阻碍作用也不同的阻碍作用也不同.(2)电阻率电阻率电阻率反映了材料的导电性能,电电阻率反映了材料的导电性能,电阻率大的材料导电性能差,电阻率小的材阻率大的材料导电性能差,电阻率小的材料导电性能好料导电性能好.电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系(考纲尽管没有考纲尽管没有要求要求,但同

20、学应有所了解但同学应有所了解)金属的电阻率随着温度的升高而增金属的电阻率随着温度的升高而增大大.纯金属的电阻率小,合金的电阻率大纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.某些合金的电阻率几乎不受温某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,如锰铜、镍铜度变化的影响,如锰铜、镍铜.有些半导体材料的电阻率随着有些半导体材料的电阻率随着温度的升高而减小温度的升高而减小.有些物质当温度接近有些物质当温度接近0K时,电时,电阻率突然减小到零阻率突然减小到零这种现象叫超这种现象叫超导现象导现象.4.电功和电热电功和电热(1)电功:电功:W= .(2)电热:电热:Q= ,此关系式又称此关系式又称为焦耳定律为焦耳定律.5

21、.电功率和热功率电功率和热功率(1)电功率:单位时间内电流做的功,电功率:单位时间内电流做的功,即即P= .此式适用于一切电路此式适用于一切电路.(2)热功率:单位时间内电阻产生的热功率:单位时间内电阻产生的热量,即热量,即P热热= .I2RUII2RtUIt电路电路电阻的串、并联电阻的串、并联第八章一、串、并联电路的特点一、串、并联电路的特点1.串联电路的特点串联电路的特点( 1 ) 各 处 的 电 流各 处 的 电 流 , 即 :, 即 :(2)电路两端电压等于电路两端电压等于,即:即:相等相等各电压之和各电压之和I1=I2=InU=U1+U2+Un(3)电路的总电阻等于各电路的总电阻等于

22、各,即:,即:(4)分压原理:电压分配与电阻成分压原理:电压分配与电阻成 ,即:即:(5)串联电路功率与电阻成串联电路功率与电阻成,即:,即:电阻之和电阻之和正比正比正比正比R总总=R1+R2+Rn1212nnUUUIRRR21212nnPPPIRRR2.并联电路的特点并联电路的特点(1)各支路电压各支路电压,即:,即: .(2)电路中的总电流等于各电路中的总电流等于各,即:即:.( 3 ) 电 路 的 总 电 阻 的 倒 数 等 于电 路 的 总 电 阻 的 倒 数 等 于,即:即:.相等相等U1=U2=Un电流之和电流之和I=I1+I2+In各电阻倒数之和各电阻倒数之和121111nRRR

23、R总总(4)分流原理:电流分配和电阻成分流原理:电流分配和电阻成,即:,即:. (5)并联电路的功率与电阻成并联电路的功率与电阻成,即:即:.反比反比反比反比I1R1=I2R2=InRn=UP1R1=P2R2=PnRn=U23.有关串、并联电路的几个推论有关串、并联电路的几个推论(1)串联电路的总电阻串联电路的总电阻 于其中任于其中任一部分电路的电阻一部分电路的电阻.电路中任意一个电电路中任意一个电阻变大时,串联的总电阻变阻变大时,串联的总电阻变.(2)并联电路的总电阻小于其中任意并联电路的总电阻小于其中任意一个电阻一个电阻.任意一个电阻变大时,并联任意一个电阻变大时,并联的总电阻变的总电阻变

24、.大大大大大大(3)串联电路电流相等,具有分压作串联电路电流相等,具有分压作用;并联电路电压相等,具有分流作用用;并联电路电压相等,具有分流作用.(4)无论是串联还是并联,其总功率无论是串联还是并联,其总功率都等于各个用电器的功率之和,即都等于各个用电器的功率之和,即P总总=P1+P2+Pn.二、分压器二、分压器1.原理:利用串联电路的原理:利用串联电路的原理原理.图图8-2-12.关系:如图关系:如图8-2-1所示,所示,若滑动变阻器的总电阻为若滑动变阻器的总电阻为R0,两固定端输入的电压为两固定端输入的电压为U0,滑片滑片P和固定端和固定端Q间的电阻间的电阻为为R,则空载时,则空载时PQ间

25、间输出的电压输出的电压U= .(空载即(空载即P、Q间断路)间断路)00RUR分压分压3.若将滑片若将滑片P向上移动,则输出的向上移动,则输出的电压电压U将将;输出的电压;输出的电压U的变的变化范围是化范围是.若在若在PQ间接上一个间接上一个负载电阻,则输出的电压相比于空载时负载电阻,则输出的电压相比于空载时;负载电阻越大,输出的电压越;负载电阻越大,输出的电压越.增大增大0U0小小接近空载时的电压接近空载时的电压三、简单的电路分析三、简单的电路分析1.首先将电路等效成由几部分组成的串首先将电路等效成由几部分组成的串联电路,按串联电路的特点将电压、功率分联电路,按串联电路的特点将电压、功率分配

26、到各部分配到各部分.2.再对具有支路的某一部分按并联电路再对具有支路的某一部分按并联电路的特点,将电流、功率分配到各支路的特点,将电流、功率分配到各支路.3.在分析电路中物理量变化时,应先分在分析电路中物理量变化时,应先分析电阻值不变的那部分电路,再由串、并联析电阻值不变的那部分电路,再由串、并联电路的特点分析电阻值变化的那部分电路电路的特点分析电阻值变化的那部分电路.电路电路3闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律第八章一、电源的电动势和内电阻一、电源的电动势和内电阻1.电动势电动势E(1)物理意义:反映电源把其他形物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量式能转化为电能本领大小

27、的物理量.(2)大小:等于电路中通过大小:等于电路中通过1C电荷电荷量时电源所提供的电能的数值,也等于量时电源所提供的电能的数值,也等于电源电源电路时两极间的电压电路时两极间的电压.未接入未接入电源电动势的大小由电源电动势的大小由来来决定决定.电动势是标量,但为了说明问题电动势是标量,但为了说明问题方便,习惯上规定电动势的方向,在电方便,习惯上规定电动势的方向,在电源内部从源内部从极指向极指向极极.电动势不是电压电动势不是电压.2.内电阻内电阻r:电源内部电路的电阻,:电源内部电路的电阻,有电流通过时自身会产生热量,电能转有电流通过时自身会产生热量,电能转化为内能化为内能.电源本身电源本身负负

28、正正二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路里的电流内容:闭合电路里的电流跟跟成正比,成正比,跟跟成反比成反比.2.公式:公式:.E=U外外+Ir电源的电动势电源的电动势内外电路的电阻之和内外电路的电阻之和EIRr 3.路端电压:外电路两端的电压,即路端电压:外电路两端的电压,即电源的输出电压,电源的输出电压,U外外=E-Ir.(1)当外电阻当外电阻R增大时,总电流增大时,总电流I,路端电压路端电压U外外.当外电路断开时,当外电路断开时,I=,U外外=.(2)当外电阻当外电阻R减小时,总电流减小时,总电流I,内电压内电压,路端电压,路端电压.当外电路短路时,外电阻当外电路短路

29、时,外电阻R= ,I=,U外外=.0E增大增大增大增大减小减小00Er减小减小增大增大(3)图象:图象:U外外-R关系图线如关系图线如8-3-1所所示,示,由图象可知,随着外电阻由图象可知,随着外电阻R的增大,的增大,路端电压逐渐路端电压逐渐 .图图8-3-2图图8-3-1增大增大U外外-I关系图象如图关系图象如图8-3-2所示,所示,由由U外外=E-Ir可知,图线为一条直线,可知,图线为一条直线,与纵轴交点为与纵轴交点为,与横轴,与横轴交点为交点为,直线的斜率表示,直线的斜率表示.电源电动势电源电动势短路电流短路电流电源内阻电源内阻一、表头一、表头(指小量程的电流表指小量程的电流表即灵敏电流

30、表,也叫电流计,或称表头即灵敏电流表,也叫电流计,或称表头)1.构造:表头主要由永磁铁和放入构造:表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成永磁铁磁场中的可转动的线圈组成.2.工作原理:当线圈中有电流通过工作原理:当线圈中有电流通过时,在磁场力的作用下线圈带着指针一时,在磁场力的作用下线圈带着指针一起偏转,通过线圈的电流越大,指针的起偏转,通过线圈的电流越大,指针的偏角就越大偏角就越大.对于磁电式的仪表对于磁电式的仪表(利用永磁铁来利用永磁铁来使通电线圈偏转的仪表使通电线圈偏转的仪表)有:指针偏角有:指针偏角正比于电流正比于电流I.因此由指针在标有电流值因此由指针在标有电流值的刻度盘

31、上所指的位置就可以读出通过的刻度盘上所指的位置就可以读出通过表头电流值表头电流值.3.表头的参数表头的参数(1)电流表的内阻电流表的内阻Rg:即电流表的电阻:即电流表的电阻.(2)满偏电流满偏电流Ig:电流表满偏时的电流,:电流表满偏时的电流,一般为几十微安到几毫安一般为几十微安到几毫安.(3)满偏电压满偏电压Ug:电流表通过满偏电流:电流表通过满偏电流时,加在电流表两端的电压时,加在电流表两端的电压. 4.三个参数之间的关系:由欧姆三个参数之间的关系:由欧姆定律知定律知.由于由于Ig、Ug较小,而较小,而一般实际测量的电流较大,电压较高,一般实际测量的电流较大,电压较高,这就需要对进行改装,

32、以满足实际测这就需要对进行改装,以满足实际测量的需要量的需要.Ug=IgRg二、电表的改装(本内容要求理解改装二、电表的改装(本内容要求理解改装原理)原理)1.将表头将表头 改装成电压表改装成电压表(1)电压表是由电流表电压表是由电流表 改装而成的,改改装而成的,改装原理:利用串联电路的装原理:利用串联电路的原理,将电流原理,将电流表表 一只适当阻值的电阻一只适当阻值的电阻R,就可以,就可以改装成一定量程的电压表改装成一定量程的电压表.如图如图8-4-1所所示示.图图8-4-1串联串联分压分压(2)分压电阻分压电阻R:串联电阻:串联电阻R的作用的作用是分担一部分电压,做这种用途的电阻是分担一部

33、分电压,做这种用途的电阻叫分压电阻叫分压电阻.若将内阻为若将内阻为Rg、满偏电流、满偏电流为为Ig的电流表改装成量程为的电流表改装成量程为U的电压表,的电压表,则有:则有:U=Ig(Rg+R),所用的分压电阻阻,所用的分压电阻阻值值R= -Rg.gUI(3)电压表内阻电压表内阻RV:表头内阻:表头内阻Rg和和分 压 电 阻分 压 电 阻 R 的 总 阻 值 为 电 压 表 内的 总 阻 值 为 电 压 表 内阻阻.RV=Rg+R.根据欧姆定律,通过表头根据欧姆定律,通过表头的电流值跟加在表头两端的电压成正的电流值跟加在表头两端的电压成正比,如果刻度盘上标出电压值,则可比,如果刻度盘上标出电压值

34、,则可由指针所指的位置得到加在表头两端由指针所指的位置得到加在表头两端的电压值的电压值.2.将表头改装成电流表将表头改装成电流表(1)电流表是由小量程的电流表改装电流表是由小量程的电流表改装而成,改装原理:利用并联电路的而成,改装原理:利用并联电路的原理,原理,在电流表两端在电流表两端一只适当阻值的电阻一只适当阻值的电阻R,就可以改装成一定量程的电流表,如图就可以改装成一定量程的电流表,如图8-4-2所示所示.分流分流并联并联图图8-4-2(2)分流电阻分流电阻R:并联电阻:并联电阻R的作用是分担的作用是分担一部分电流,做这种用途的电阻叫分流电阻一部分电流,做这种用途的电阻叫分流电阻.若将内阻

35、为若将内阻为Rg,满偏电流为,满偏电流为Ig电流表改装成量电流表改装成量程为程为I电流表,则有电流表,则有IgRg=(I-Ig)R,所用的分流所用的分流电阻电阻.(3)电流表的内阻电流表的内阻RA:电流表的内阻:电流表的内阻为表头内阻为表头内阻Rg和分流电阻和分流电阻R的并联值的并联值 .注意:将改装成或所依据的原理是注意:将改装成或所依据的原理是串联电路的分压作用或并联电路的分流作用串联电路的分压作用或并联电路的分流作用.()gggI RRII gAgRRRRR 三、电阻的测量三、电阻的测量1.伏安法伏安法(1)测量原理根据欧姆定律测量原理根据欧姆定律R= ,用电压表测出电阻两端的电压,用电

36、流用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,从而求出电阻表测出通过电阻的电流,从而求出电阻的测量方法叫做伏安法的测量方法叫做伏安法.(2)两种测量接法伏安法测电阻有两两种测量接法伏安法测电阻有两种电路连接方式,内接法和外接法种电路连接方式,内接法和外接法.UI图图8-4-3电流表内接法如图电流表内接法如图8-4-3(a)所示,所示,电流表外接法如图电流表外接法如图8-4-3(b)所示所示.(3)两种连接方式的误差分析两种连接方式的误差分析内接法内接法电压表测出的电压电压表测出的电压被测电阻被测电阻Rx的真的真实电压,电流表测出的电流是通过实电压,电流表测出的电流是通过Rx的电流的

37、电流的真实值的真实值.因此,用因此,用R=计算出的电阻的计算出的电阻的数值将数值将被测电阻被测电阻Rx的真实值的真实值.设图设图8-4-3(a)中的的示数为中的的示数为I,则的,则的示数为:示数为:IRA+IRx.故故Rx的测量值的测量值Rx=Rx.即测量值为即测量值为Rx真真实值和电流表内阻之和实值和电流表内阻之和.UIUIAxIRIRI Rx+RA大于大于大于大于外接法外接法电压表测出的电压值等于被测电阻两端电压表测出的电压值等于被测电阻两端电压的真实值,电流表测出的电流值大于被电压的真实值,电流表测出的电流值大于被测电阻中的电流,由测电阻中的电流,由R=计算出的电阻的计算出的电阻的测量值

38、,将测量值,将被测电阻的真实值被测电阻的真实值.设图设图8-4-3(b)中的示数为中的示数为U,则的示,则的示数:数:I=,故故Rx的测量的测量值值Rx=Rx. VxxVVxU RRUURRR R UI小于小于()VxxVVxxVUU RRR RUIR RRR (4)两种连接电路选择两种连接电路选择a.大、小电阻法大、小电阻法当当RxRA时,时,Rx+RARx.这时由这时由于的内阻而带来的影响很小,因此,于的内阻而带来的影响很小,因此,采用内接法测电阻误差较小,即测大采用内接法测电阻误差较小,即测大电阻时宜选用电阻时宜选用.内接法内接法当当RxRV时,时,Rx.这时由于的内阻这时由于的内阻而带

39、来的影响很小,因此,采用外接法测电阻而带来的影响很小,因此,采用外接法测电阻误差较小,即测小电阻时宜选用误差较小,即测小电阻时宜选用 .大电阻、小电阻的判断:当大电阻、小电阻的判断:当Rx 时,时,Rx为小电阻,采用外接法;当为小电阻,采用外接法;当Rx时,时,Rx为大电阻,采用内接法为大电阻,采用内接法.外接法外接法xVxVR RRR AVR RAVR Rb.试接法试接法如果不知道如果不知道RA、RV及及Rx的大约值,的大约值,可按图可按图8-4-4试接,使试接,使P分别接分别接a、接、接b,读,读出对应的出对应的U、I,若示数变化显著,采,若示数变化显著,采取外接,若示数变化显著,采取内接

40、取外接,若示数变化显著,采取内接.图图8-4-4(5)滑动变阻器的限流式接入和分压式滑动变阻器的限流式接入和分压式接入接入伏安法测电阻时,除要选择内接、外伏安法测电阻时,除要选择内接、外接外,还有一个滑动变阻器如何接入电路接外,还有一个滑动变阻器如何接入电路的问题,即按限流式接入还是按分压式接的问题,即按限流式接入还是按分压式接入,在其他的电学实验中有时也会遇到这入,在其他的电学实验中有时也会遇到这个问题个问题.两种接法如图两种接法如图8-4-5(a)、(b)所示所示.图图8-4-5两种接法的选择原则:两种接法的选择原则:通常情况下通常情况下(即安全和易于操作即安全和易于操作),由于,由于限流

41、式接法电路结构简单,耗能较小,因此限流式接法电路结构简单,耗能较小,因此应优先考虑限流式接法应优先考虑限流式接法.即:即:“能限流不分压能限流不分压”的原则,所谓能限流是指按限流式接法接入的原则,所谓能限流是指按限流式接法接入后,电路安全且能正常操作和读数后,电路安全且能正常操作和读数.下列几种情况必须采用分压式接法:下列几种情况必须采用分压式接法:要使某部分电路的电压或电流从零开要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,必须采用分压式接法电路始连续调节,必须采用分压式接法电路.如果实验所提供的电压表、电流如果实验所提供的电压表、电流表量程或用电器允许最大电流较小,采表量程或用电器允许最大电

42、流较小,采用限流式接法时,无论怎样调节,电路用限流式接法时,无论怎样调节,电路中实际电流中实际电流(压压)都会超过电表量程或电都会超过电表量程或电器元件允许的最大电流器元件允许的最大电流(压压),为了保护,为了保护电表和用电器免受损坏,必须采用分压电表和用电器免受损坏,必须采用分压式接法电路式接法电路.伏安法测电阻实验中,若所用的伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流式接法时,即使变阻器触头从一端限流式接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流滑至另一端,待测电阻上的电流(压压)变变化也很小,这不利于多次测量求平均值化

43、也很小,这不利于多次测量求平均值和图象法处理数据,为了在变阻器阻值和图象法处理数据,为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下,能大范远小于待测电阻阻值的情况下,能大范围地调节待测电阻上的电流围地调节待测电阻上的电流(压压),应选,应选择变阻器的分压式接法择变阻器的分压式接法.磁场磁场磁场、磁感应强度、磁磁场、磁感应强度、磁感线感线第九章一、磁场一、磁场1.磁场的产生:磁场是存在于磁体、电磁场的产生:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,本质上讲磁场是由于物质,本质上讲磁场是由于所产所产生的生的.变化的电场空间也产生磁场变化的电场空间

44、也产生磁场.电荷运动电荷运动2.磁场的基本特性:磁场对处于其磁场的基本特性:磁场对处于其中的中的有力的作用;有力的作用;磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用都是通过之间的相互作用都是通过发生的发生的.3.磁场的方向:磁场的方向: . .该点处磁场方向该点处磁场方向.磁极、电流和运动电荷磁极、电流和运动电荷磁场磁场 规定在磁场中任规定在磁场中任意一点小磁针北极的受力方向意一点小磁针北极的受力方向(小磁针小磁针静止时静止时N极的指向极的指向)4.磁现象的电本质:奥斯特发现电磁现象的电本质:奥斯特发现电流磁效应流磁效应(电生磁电生磁)后,安培提出分子电后

45、,安培提出分子电流假说:认为在原子、分子等物质微粒流假说:认为在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流内部,存在着一种环形电流分子电分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极;小的磁体,它的两侧相当于两个磁极;从而揭示了磁铁磁性的起源:磁铁的磁从而揭示了磁铁磁性的起源:磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由场和电流的磁场一样都是由产产生的;根据分子电流假说可以解释磁化、生的;根据分子电流假说可以解释磁化、去磁等有关磁现象去磁等有关磁现象.电荷运动电荷运动二、磁感线二、磁感线1.磁感线的定义:为了形象描述磁场,磁感线的定义:为了形象

46、描述磁场,在磁场中画出一簇有向曲线,使曲线上每一在磁场中画出一簇有向曲线,使曲线上每一点的点的方向都跟该点的磁场方向一致,方向都跟该点的磁场方向一致,这簇曲线叫做磁感线这簇曲线叫做磁感线.2.磁感线的性质:磁感线的性质:(1)磁感线上任意一点的切线方向都跟磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同该点的磁场方向相同(该点处磁场方向、磁该点处磁场方向、磁感应强度方向、磁感线的切线方向、小磁针感应强度方向、磁感线的切线方向、小磁针北极受力方向、小磁针静止时北极受力方向、小磁针静止时N极指向都是极指向都是同一个方向同一个方向);切线切线(2)任意两条磁感线不相交、不相切;任意两条磁感线不相交、

47、不相切;(3)任意一条磁感线都不中断,是闭合任意一条磁感线都不中断,是闭合曲线;在磁体外部磁感线曲线;在磁体外部磁感线,在磁体内部磁感线从在磁体内部磁感线从;(4)磁感线的疏密表示磁感线的疏密表示,磁感线越密处磁场磁感线越密处磁场,反之,反之;(5)磁感线并不真实存在,但其形状可磁感线并不真实存在,但其形状可以用实验模拟;没有画出磁感线的地方,并以用实验模拟;没有画出磁感线的地方,并不等于没有磁场不等于没有磁场.从从N极出,极出,S极进极进S极指向极指向N极极磁场的强弱磁场的强弱越强越强越弱越弱3.熟悉几种常见磁场的磁感线的分布熟悉几种常见磁场的磁感线的分布:(1)磁铁的磁场,如图磁铁的磁场,

48、如图9-1-1.图图9-1-1(注:内部还有磁感线注:内部还有磁感线)(2)电流的磁场:掌握直线电流的磁电流的磁场:掌握直线电流的磁场场(如图如图9-1-2)、环形电流的磁场、环形电流的磁场(如图如图9-1-3)、螺线管电流、螺线管电流(如图如图9-1-4)的磁场的磁场.图图9-1-2图图9-1-3图图9-1-4三、磁感应强度三、磁感应强度磁感应强度是描述磁场大小和方向磁感应强度是描述磁场大小和方向的物理量,用的物理量,用“B”表示,是矢量表示,是矢量.1.B的大小:磁场中某点的磁感应的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于垂直于磁场方向放置于强度的大小等于垂直于磁场方向放置于该点的一小段通电

49、直导线所受磁场力该点的一小段通电直导线所受磁场力F与通过该导线电流强度和导线长度乘积与通过该导线电流强度和导线长度乘积IL的比值的比值.即即B=.FIL2.B的方向:磁场中某一点的磁场的方向:磁场中某一点的磁场方向方向.3.B的单位:特斯拉的单位:特斯拉.1T=1N/(Am)4.匀强磁场:磁感应强度大小、方匀强磁场:磁感应强度大小、方向处处相等的区域,在匀强磁场中,磁向处处相等的区域,在匀强磁场中,磁感线互相平行且等距感线互相平行且等距.1.安培力大小安培力大小(1)公式:公式: (仅限仅限BI情情形形).(2)适用条件:一般只适用于匀强适用条件:一般只适用于匀强磁场磁场.(3)弯曲导线的有效长度:等于两弯曲导线的有效长度:等于两端点所连直线的长度端点所连直线的长度.F=BIL2.安培力的方向安培力的方向左手定则左手定则(1)通电导线在磁场中所受安培力的方向通电导

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