2022年高中物理电磁学知识.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 但凡涉及电磁学学问题目必需把握:1、知得电性:即带正电荷仍是负电荷2、知电场 E 或磁场 B 的方向3、判定出 F电、F 安、f 洛等的受力方向情形;4、再依据运动情形 判定各力做功情形、能量转化情形及运动规律等;5、再选取适当的规律解题;电荷静止四周的是静电场;熟记几种典型的电场的电场线分布情形;电荷电 变电荷运动产生磁场匀速恒定电流四周产生稳固的B:直线电流、环形电流、通电螺线管安培右手螺旋定就化的电场周期性运动周期性变化的E周期性变化的B 形成电磁波场电场第 1 课 电场力的性质 电场强度 E 一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“ +”
2、 “ -”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;2、元电荷: 所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为e=1.6 10-19 C,是一个电子 或质子 所带的电量;说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍;荷质比 比荷 :电荷量 q 与质量 m 之比, q/m 叫电荷的比荷 3、物体带电方法有三种 摩擦起电,接触起电 留意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均安排,异种电 荷先中和后再平分;感应起电切割 B,或磁通量发生变化;光电效应在光的照耀下使物体发射出电子 4、电荷守恒定律:电荷既不能制造,也不能被毁灭,它们只能从一个物体
3、转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另 一部分,系统的电荷总数是不变的二、库仑定律名师归纳总结 1内容: 真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离第 1 页,共 10 页的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上;方向由电性打算同性相斥、异性相吸 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2公式:FkQ 1Q2k9109Nm2C2,叫静电力恒量r2极大值问题: 在 r 和 Q1+Q2=恒定值的情形下,当Q1=Q2 时,F 有最大值;3适用条件:真空中点电荷点电荷 是一个抱负化的模型,在实际中,假如带电体间的距离比它们自
4、身的大小大得多,以致带电体的外形和大小对相互作用力的影响可以忽视不计时,就可以把带电体视为点电荷这一点与万有引力很相像,但又有不同:对质量匀称分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替 学中的质点r ;点电荷很相像于我们力留意 :两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律:作用力与反作用力 使用库仑定律运算时,电量用肯定值代入,作用力的方向依据“ 同性相排斥,异性相吸引” 的规 律定性判定;运算方法: 带正负运算,为正表示斥力;为负表示引力;一般电荷用肯定值运算,方向由电性异、同判定;三个自由点电荷平稳问题,静电场的典型问题
5、,它们均处于平稳状态时的规律; “ 三点共线,两同夹异,两大夹小” 中间电荷靠近另两个中电量较小的; 中间点电荷的平稳求间距,两边之一平稳求中间点电荷的电量,关系式为q1q2q2q3q1 q3或Q2Q左Q右中 q 1、q3 固定时, q2 的平稳位置具有唯独性,且与 三、电场:q2 的电量多少,电性正负无关;1、 带电体四周客观存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体电场: 只要电荷存在它四周就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性;力 电场强度 ;能磁通量 假设电荷不动四周的是静电场,假设电荷运动四周不单有电场而且产生磁场,2、电场的基本性质- 对放入其中的电荷有力的作用;能使放入电场
6、中的导体产生静电感应现象3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生;名师归纳总结 四、电场强度 E描述电场力特性的物理量;矢量第 2 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1定义: 放入电场中某一点的电荷受到的电场力 处电场的强弱 2求 E 的规律及方法 有如下 5 种 :F 跟它的电量 q 的比值,叫做这一点的电场强度,表示该EF定义式普遍适用 方向:正电荷在该点的受力方向,是矢量q的作用适用于任何电场, 电场中某点的场强是确定值, 其大小和方向与检验电荷 q 无关检验电荷 q 充当“ 测量工具 ”单位是: N/C 或 V/m
7、;“描述自身的物理量”统统不能说 正此, 反比 下同 EkQ导出式,真空中的点电荷形成的电场,E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 打算 r2EU只适用于匀强电场,是场强与电势差的关系式,留意式中d 为两点间沿电场线方向上的距离 单位d距离上的电势差; 电场的矢量叠加: 当存在几个场源时, 某处的合场强 =各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和 利用对称性求解;3方向: 与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直平行板电容器边缘除外;4在电场中某一点确定了,就该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关
8、,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变;检验电荷 q 充当 “ 测量工具 ”的作用某点的 E 取决于电场本身 , 即场源及这点的位置 , 与 q 检 的正负 , 电何量 q 检 和受到的电场力 F 无关 .这一点很相像于重力场中的重力加速度 , 点定就重力加速度定 . 与放入该处物体的质量无关 , 即使不放入物体 , 该处的重力加速度仍为一个定值5、电场强度是矢量,电场强度的合成依据矢量的合成法就平行四边形法就和三角形法就6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向就跟放入的检验电荷有关,五、电场线定义: 在电场中画出一系列的从正电荷动
9、身到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一样,这些曲线叫电场线在电场中为了形象的描画电场而人为想象出或假想的曲线 并不存 描述 E 的强弱 疏密 和方向 ;电场线实际上但 E 又是客观存在的,电场线是人为引入的讨论工具;实际上是不存在的;法拉第第一提出用电场线形象生动地描画电场或磁场; 切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 静电场电场线有始有终:始于“+” 或无穷远处 ,终止于“-” 或无穷远, 疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小越密,就
10、 E 越强 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示 平行板电容器间的电场,边缘除外 没有画出电场线的地方不肯定没有电场 沿着电场线方向,电势越来越低但 E 不肯定减小;沿 E 方向电势降低最快的方向; 电场线 等势面电场线由高等势面批向低等势面 . 静电场的电场线不相交 , 不终断 , 不成闭合曲线;但变化的电场的电场线是闭合的; 电场线不是电荷运动的轨迹也不能确定电荷的速度方向;除非三个条件同时满意:只有当电场线为直线,v0=0 或 v0 方向与 E 方向平行; 仅受电场力作用;运动轨迹才与电场线重合六、匀强电场 :在电场中假如各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场匀强电场中的电场
11、线是间距相等且相互平行的直线七、熟记几种典型电场的电场线特点:重点孤立点电荷四周的电场;等量异种点电荷的电场 连线和中垂线上的电场特点 ;等量同种点电荷的+ 孤立点电荷四周的电场匀强电场点电荷与带电平板等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场电场 连线和中垂线上的电场特点;匀强电场;点电荷与带电平板;具有某种对称性的电场;均匀辐射状的电场周期性变化的电场;第 2 课 电场能的性质 电势 一、电势差 U 是指两点间的定义:电场中两点间移动检验电荷 q从 A B ,电场力做的功 W AB 跟其电量 q 的比值叫做这两点间 ,U AB =W AB/q 是标量 U AB 的正负只表示两点电势谁高谁低;
12、UAB 为正表示 A点的电势高于 B 点的电势;数值上 =单位正电荷从 A B 过程中电场力所做的功;等于 A、 B 两点的电势之差 ,即 U AB = A B在匀强电场中 U AB= EdE dE 表示沿电场方向上的距离 意义: 反映电场本身性质,取决于电场两点,与移动的电荷 q 无关,与零电势的选取无关,电势差对应静电力做功,电能 其它形式的能;W=qu 电动势对应非静电力做功 电能 其它形式的能U匀强电场中电势差与电场强度的关系 公式表达:Ed 或 U Ed懂得公式 E Ud 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知:电场强度的方向就是电势降低最快的方向公式EU的应用只适用于匀强电场
13、,且应用时留意d 的含义是表示某两点沿电场线方向上的距离,d或两点所在等势面之间的距离,由公式可得结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 两端点间的电势差相等对于非匀强电场,此公式可以用来定性分析某些问题,如在非匀强电场中,各相邻等势面的电势差 为肯定值时,那么 E 越大处, d 越小,即等势面越密二、电势是指某点的 描述电场能性质的物理量;常选无穷远或大地作为零电势;必需先选一个零势点, 具有相对性相对零势点而言,正点电荷产生的电场中各点的电势为正,负点电荷产生的电场中各
14、点的电势为负;定义:是指这点与电势零点之间的电势差叫做该点的电势,是标量令B0,AUABAB在数值上 =单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功. 特点: 标量:有正负,无方向,只表示相对零势点比较的结果; 电场中某点的电势由电场本身因素打算,与检验电荷无关;与零势点的选取有关; 沿电场线方向电势降低,逆;但场强不肯定减小 ;沿 E 方向电势降得最快; 当存在几个场源时,某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加;电势高低的判定方法:1 依据电场线的方向判定;沿电场线方向电势降低;2 电场力做功判定;电荷的正负及移动的方向;3 电势能变化判定;4 场源电荷判定:跟场源正电荷越近
15、,电势越高;跟场源负电荷越近,电势越低;点评 :类似于重力场中的高度某点相对参考面的高度差为该点的高度留意: 1 电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是肯定的,与零电势的选取无关类似于高度是相对的与参考面的选取有关,而高度差是肯定的与参考面的选取无关2 一般选取无限远处或大地的电势为零当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值3 电场中 A、 B 两点的电势差等于A 、B 的电势之差 ,即 U AB=AB, 沿电场线方向电势降低.电势与电场强度的关系 电势反映电场能的特性,而电场强度反映电场力的特性电势是标量,具有相对性,而电场强度是矢量,不具相对性,两者叠加时运算法就不同电势的正负有大小的
16、含义,而电场强度的正、负表示方向不同,并不表示大小电势与电场强度的大小没有必定的联系,某点的电势为零,电场强度可不为零,反之亦然同一检验电荷在E 大处 F 大,但正电荷在 高处, 才大,而负电荷在 高处 反而小5电势和电场强度都是由电场本身的因素打算的,与检验电荷无关三、电势能 E 1 概念: 电荷在电场中所具有的势能叫电势能,电势能是电荷与所在电场所共有的,具有相对性,与参考 位置 势能零点 的挑选有关 通常选地面或远为电势能零点 由电荷 场源 及电荷在电场中的相对位置打算的能量,叫电荷的电势能;电荷在电场中某点的电势能=把电荷从今点移到电势能零处电场力所做的功;E=q A0特殊指出: 电势
17、能实际应用不大,常实际应用的是电势能的变化;四、电场力做功与电势能变化的关系 犹如重力做功与重力势能的关系一样2 电势能的变化: 电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程电势差,做功的数值就是能量转 化的数量;电场力做正功电势能削减;电场力做负功电势能增加电场力对电荷做功的多少等于电荷电势能的变化量,所以电场力的功是电荷电势能变化的量度用 表示电势能,就将电荷从A点移到B 点有:WAB-A-B重力势能变化:重力做正功重力势能削减;重力做负功重力势能增加名师归纳总结 3 电势能变化的判定方法: 由电荷的正负和移动的方向去判定4 种情形 功的正负电势能的变化 重第 5 页,共 10 页- -
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