高中物理知识点总结电场磁场

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高中选修3-1,2电与磁物理知识点

高中选修3-1,2电与磁物理知识点

第一章、电 场一、电荷 :1、自然界中有且只有两种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。

电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律:电荷既不会创造,也不会消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一个部分。

“起电”的三种方法:摩擦起电,接触起电,感应起电。

实质都是电子的转移引起:失去电子带正电,得到电子带等量负电。

3、电荷量Q :电荷的多少元电荷:带最小电荷量的电荷。

自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。

密立根油滴实验测出:e=1.6×10—19C 。

点电荷:与所研究的空间相比,不计大小与形状的带电体。

库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的静电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。

公式: k = 9×109 N ·m 2/C 2二、电场:1、电荷间的作用通过电场产生。

电场是一种客观存在的一种物质。

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E :放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q 的比。

E=F/q 单位:N/C 或V/mE 是电场的一种特性,只取决于电场本身,与F 、q 等无关。

普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式 E=F/qE=U/d 方向 与正电荷受电场力方向相同 与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q 沿半径方向指向—Q由“+Q ”指向 “—Q ” 大小电场线越密,场强越大各处场强一样大3、电场线:形象描述场强大小与方向的线,实际上不存在。

疏密表示场强大小,切线方向表示场强方向。

一率从“+Q ”指向“—Q ”。

正试探电荷在电场中受电场力顺电场线,负电荷在电场中受电场力逆电场线。

电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。

只有电场线为直线,带电粒子初速度为零时,两条轨迹才重合。

任意两根电场线都不相交。

4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上,内部合场强处处为零。

高三物理磁场电场知识点

高三物理磁场电场知识点

高三物理磁场电场知识点磁场和电场是物理学中两个重要的概念,它们在我们日常生活中起着重要的作用。

下面我们将从磁场和电场的概念、性质以及应用方面进行介绍。

一、磁场的概念与性质磁场是指具有磁性物质周围的一种特殊空间状态。

磁场具有以下性质:1. 磁场产生:磁场是由带电粒子的运动而产生的。

当电荷在运动时,会形成一个环绕其周围的磁场。

2. 磁场的方向:磁场可以通过磁力线进行表示,磁力线的方向指向磁力的作用方向。

在磁场中,磁力线总是自北极指向南极。

3. 磁场的强度:磁场的强度与磁力的大小有关,通常用磁感应强度B来表示,单位是特斯拉(T)。

洛伦兹力。

洛伦兹力的方向垂直于磁场和带电粒子的运动方向。

二、电场的概念与性质电场是指由带电粒子周围所形成的一种空间状态。

电场具有以下性质:1. 电场的产生:电场是由静电荷或者运动的电荷引起的。

静电荷产生的电场称为静电场,运动电荷产生的电场称为动电场。

2. 电场的方向:电场可以通过电力线进行表示,电力线的方向指示电力的作用方向。

在正电荷附近,电力线指向正电荷;在负电荷附近,电力线离开负电荷。

3. 电场的强度:电场的强度与电力的大小有关,通常用电场强度E来表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。

库仑力。

库仑力的方向与电场强度的方向相同,垂直于电场和带电粒子的运动方向。

三、磁场与电场的关系磁场和电场之间存在着密切的联系,它们之间的关系可以通过安培定律和右手定则进行描述。

1. 安培定律:安培定律是描述磁场和电流之间关系的定律。

安培定律的数学表达式为B = μ0·I/(2πr),其中B表示磁感应强度,μ0表示真空中的磁导率,I表示电流强度,r表示离电流的距离。

2. 右手定则:右手定则是用来确定磁场和电流之间关系的方法。

右手握住导线,大拇指的指向表示电流的流动方向,其他四个手指的弯曲方向表示磁场的方向。

四、磁场和电场的应用磁场和电场在我们的日常生活中有着广泛的应用。

以下是几个例子:1. 电流测量:通过测量电流所产生的磁场强度,我们可以确定电流的大小。

电场 磁场 知识点归纳

电场 磁场 知识点归纳

静电和静电场(一)电荷、电荷守恒定律1、电荷(1)两种电荷:自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷。

(2)电荷量:电荷量指物体所带电荷的多少,单位是库仑,简称库,符号C。

(3)元电荷:电子所带电荷量e=1.60×10-19c,所以带电体的电荷量等于e或是e的整数倍,因此e称元电荷。

2、电荷守恒定律: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,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷总量不变。

(二)库仑定律(1)内容:真空中两个点电荷间的作用力跟它们所带电量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在两点电荷的连线上。

(2)公式:,式中K=9×109N·m2/c2叫静电常数。

(3)适用条件:①真空;②点电荷。

(三)电场、电场强度1、电场(1)电场:带电体周围存在一种物质,是电荷间相互作用的媒体。

(2)电场的最基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度(1)定义:放于电场中某点的电荷所受电场力与此电荷的电荷量的比值,叫电场强度,用E表示。

(2)定义式:。

单位:N/c或V/m 方向:矢量,其方向为正电荷在电场中的受力方向(3)电场强度只与电场有关,与电场中是否有试探电荷无关,与试探电荷的电量无关。

(4)点电荷场强的计算式:(四)电场线及其性质1、电场线:在电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,此曲线叫电场线。

2、电场线的特点:(1)电场线是起源于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处的有源线。

(2)电场线不闭合,不相交相切,不间断的曲线。

(3)电场线的疏密反映电场的强弱,电场线密的地方场强大,电场线稀的地方场强小。

(4)电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹,也不是客观存在的曲线,而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线。

(5)在满足下列三个条件的情况下,电荷才可以沿电场线运动。

高中物理磁场和电场的知识点

高中物理磁场和电场的知识点

高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极,而竖直分量By则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.5.安培力1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指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3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零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.2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.3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.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计,1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反,带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,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.①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子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,这时应以题目中“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,再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发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致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA,一般常取绝对值,写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向,电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时,一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样,在等势面线密处场强大,等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中,或由动能定理计算.2只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

高考物理知识点总结电场与磁场

高考物理知识点总结电场与磁场

高考物理知识点总结电场与磁场高考物理知识点总结电场与磁场电磁场在电磁学里,电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。

电磁学在高考物理是一种常考题型,下面由店铺为整理有关高考物理知识点总结电场与磁场的资料,希望对大家有所帮助!高考物理知识点总结电场与磁场1.电磁场在电磁学里,电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。

处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。

电磁场与带电物体(电荷或电流)之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。

2.电磁场与电磁波电磁波是电磁场的一种运动形态。

电与磁可说是一体两面,变动的电场会产生磁场,变动的磁场则会产生电场。

变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。

3.电磁场理论研究电磁场中各物理量之间的关系及其空间分布和时间变化的理论。

人们注意到电磁现象首先是从它们的力学效应开始的。

库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。

A.-M.安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系,提出了安培环路定律。

1、电磁场理论的核心之一:变化的磁场产生电场在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)◎理解:(1)均匀变化的磁场产生稳定电场(2)非均匀变化的磁场产生变化电场2、电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场麦克斯韦假设:变化的'电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场高考电场知识点归纳1.电荷电荷守恒定律点电荷⑴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。

基本电荷。

带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne)⑵使物体带电也叫起电。

使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电。

⑶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。

高三电场与磁场知识点总结

高三电场与磁场知识点总结

高三电场与磁场知识点总结电场与磁场是物理学中重要的概念,对于高三学生而言,掌握电场与磁场的知识点至关重要。

下面将对电场与磁场的相关知识进行总结,以便帮助同学们更好地理解和应用这一内容。

1. 电场的基础知识电场是由电荷所产生的一种物理现象,在空间中存在电场的地方,会对电荷产生力的作用。

电场强度E表示单位正电荷所受力的大小,其方向与正电荷所受力的方向相同。

电场强度与电荷量的比值成正比,与距离的平方成反比。

公式为E = k * Q / r^2,其中k为电场常量。

2. 电场力与电场之间的关系带电粒子在电场中会受到电场力的作用,而电场力的大小与电场的性质有关。

在电场中,正电荷受到的电场力方向与电场强度的方向相同,负电荷则与电场强度的方向相反。

3. 同一电荷在电场中受力规律当两个相同的点电荷之间存在电场时,它们之间会产生一个力,称为库仑力。

库仑力的大小与电荷量的乘积成正比,与两个电荷之间的距离的平方成反比。

公式为F = k * Q1 * Q2 / r^2。

4. 超导体中的电场超导体是指在低温下电阻变为零的材料。

在超导体中,电场加速度为零,电场分布只在超导体表面存在。

超导体表面的电场强度与表面电荷密度成正比。

5. 磁场的基本概念磁场是由磁性物质或电流所产生的一种物理现象。

磁场可以通过磁感线来表示,磁感线的方向是磁场力线的方向。

磁感线从南极出发,进入北极。

6. 洛伦兹力与磁场之间的关系当带电粒子在磁场中运动时,会受到一个力的作用,称为洛伦兹力。

洛伦兹力的大小与电荷量、电荷的速度以及磁场的强度和方向有关。

洛伦兹力的方向垂直于电荷的速度方向和磁感线。

7. 安培环路定理安培环路定理是描述磁场的定量规律之一。

根据安培环路定理,通过一个封闭回路的磁感应强度的总和等于回路所包围的电流的代数和的N倍。

公式为∮B· dl = μ0 * N * I,其中∮B· dl表示磁感应强度的环路积分,μ0为磁场中的磁导率。

电场及磁场知识点总结

电场及磁场知识点总结

电场及磁场知识点总结电场及磁场是物理学中重要的概念,它们在电磁学中起着关键作用。

本文将从电场和磁场的基本概念、场的性质、场的作用以及场的应用等方面进行详细介绍和总结。

一、电场的基本概念1. 电场的产生电场是由电荷产生的,任何带电体都会产生电场。

在物理学中,电场是描述电荷之间相互作用的力场。

当电荷发生变化时,其周围的电场也会发生变化。

2. 电场的特征电场具有方向性和大小的概念。

对于正电荷而言,电场是由正电荷指向负电荷;对于负电荷而言,则相反。

电场的大小与电荷数目成正比,与距离的平方成反比,可用库仑定律来描述。

3. 电场的表示电场可以用电场线和电场力线来表示。

电场线是从正电荷指向负电荷的线,电场线越密集,电场越强。

电场力线表示了在某个点的电场力的方向和大小。

二、电场的性质1. 电场的叠加原理当存在多个电荷产生的电场时,这些电场会相互叠加,最终形成合成电场。

根据电场的叠加原理,合成电场等于各个电场的矢量和。

2. 电场的能量电场具有能量,这种能量存储在电场中。

当电荷在电场中运动时,会产生电场能转化为动能。

电场能量可以用电势能来描述,它与电荷的电势差和电荷本身的大小成正比。

3. 电场的场强电场的场强是衡量电场强弱的物理量。

场强由电场大小和电场方向组成,可以用来计算电荷所受的电场力。

电场力等于电场的场强与电荷大小的乘积。

三、电场的作用1. 电场力电场力是电荷在电场中受到的力,它为电荷提供了加速度。

根据库仑定律,电场力与电荷大小和电场的场强成正比。

2. 电场做功电场在物体上所做的功可以用来改变物体的能量状态。

当电场力对物体做功时,物体的能量会发生相应的变化。

3. 电场对运动电荷的作用在电场中存在的运动电荷会受到电场力的作用,从而产生电流。

这通过电磁感应规律,用洛伦兹力来描述。

四、电场的应用1. 电场在生活中的应用电场在生活中有很多应用,例如:电子产品中的静电防护、电磁炉的使用等,都涉及到电场的知识。

2. 电场在技术领域的应用电场的研究和应用在技术领域有广泛的应用,如电磁学、无线通信、雷达和卫星导航等。

高中物理电场与磁场

高中物理电场与磁场

知识梳理一、电场的基本性质1.电场力的性质库仑定律:F=kQ1Q2/r2,电场力:F=qE。

注意电场强度只与源处电荷有关,与检验电荷无关。

电场线形象直观地反映电场的强弱与方向。

疏密表示电场的强弱,而切线方向表示电场的方向。

2.电场能的性质(1)电势与电势差:UAB=W/q,电势高低与零势点选择有关,但电势差与零势点选择无关。

(2)电势的变化规律:沿着场线的方向,电势是逐渐降低的。

(3)电场力做功特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关。

电场力做功,电势能减少;外力克服电场力做功,电势能增加。

3.电容(1)两个公式:C=Q/U ,C= εrS/4πkd前者是定义式,后者是平行板电容器的决定式。

(2)平行板内部电场是匀强电场。

二、带电粒子在电场的特点1.平衡:与其它力一起参与力的合成,合力为零,则物体处于平衡状态。

2.加速运动:初速度与电场平行时。

3.偏转:初速度与电场垂直时。

三、电流与电荷在磁场中受力及运动1.磁感应强度B=F/IL ,注意磁场产生的两种方式:磁铁产生与电流产生。

2.磁场方向a.用小磁针N极受力方向判定。

b.用右手法则判定(电流产生的磁场)。

3.磁感应线,其为闭合的曲线,比较于电场线不同。

4.安培力(1)公式:F=BIL。

(2)方向:左手定则,注意将安培力比较于电场力:电荷只要放在电场中就一定受到电场力作用,而电流处于磁场中,受的安培力与放置位置有关,导线与磁场垂直时,安培力最大。

5.洛仑兹力(1)公式:F=qvB,判定方向注意电荷正负。

(2)特点:永不做功;电场力与洛仑兹力的大小与方向上的不同。

命题预测考查电场力方向与电场方向关系,洛仑兹力的大小与速度的关系,安培力的大小与电流强度的关系,及这些力与其它力使物体平衡、作匀速直线运动,是命题热点。

运用功能关系处理带电粒子在电场及磁场中速度大小问题,考查电场力做功与路径无关,及洛仑兹力不做功的特点,也是命题热点之一。

地磁场是命题的一个热点,它涉及地理、生物、物理知识,还涉及学生空间想象能力。

物理电场磁场电磁感应知识点

物理电场磁场电磁感应知识点

物理电场磁场电磁感应知识点电场知识点⼀、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“-”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1.6×10-19C,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、起电⽅式有三种①摩擦起电,②接触起电注意: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分配,异种电荷先中和后再平分。

③感应起电——切割B,或磁通量发⽣变化。

4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从⼀个物体转移到另⼀个物体,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。

⽅向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:k=9.0×109N·m2/C2极⼤值问题:在r和两带电体电量和⼀定的情况下,当Q1=Q2时,有F最⼤值。

3.适⽤条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是⼀个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和⼤⼩对相互作⽤⼒的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这⼀点与万有引⼒很相似,但⼜有不同:对质量均匀分布的球,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r)。

点电荷很相似于我们⼒学中的质点.注意:①两电荷之间的作⽤⼒是相互的,遵守⽜顿第三定律②使⽤库仑定律计算时,电量⽤绝对值代⼊,作⽤⼒的⽅向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。

计算⽅法:①带正负计算,为正表⽰斥⼒;为负表⽰引⼒。

②⼀般电荷⽤绝对值计算,⽅向由电性异、同判断。

三个⾃由点电荷平衡问题,静电场的典型问题,它们均处于平衡状态时的规律。

(完整版)高二物理电场磁场总结(超全)

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电磁场总结知识要点:1.电荷 电荷守恒定律 点电荷⑴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。

基本电荷e =⨯-161019.C。

带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne )⑵使物体带电也叫起电。

使物体带电的方法有三种:①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。

⑶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。

带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。

2.库仑定律(1)公式 F K Q Q r=122 (真空中静止的两个点电荷) 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F K Q Q r=122,其中比例常数K 叫静电力常量,K =⨯90109.N m C22·。

(F:点电荷间的作用力(N), Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引)(2)库仑定律的适用条件是(1)真空,(2)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。

3.静电场 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弱度。

电场线的特点:(1)始于正电荷 (或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(2)任意两条电场线都不相交。

电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。

带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。

4.电场强度 点电荷的电场⑴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。

高中物理电磁学知识点归纳大全

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高中物理电磁学知识点归纳大全一、电场。

1. 电荷与库仑定律。

- 电荷:自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷。

电荷的多少叫电荷量,单位是库仑(C)。

- 库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

表达式为F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。

2. 电场强度。

- 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值,叫该点的电场强度,E=(F)/(q)。

单位是N/C或V/m。

- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷电荷量)。

- 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

3. 电场线。

- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远;电场线越密的地方电场强度越大。

4. 电势与电势差。

- 电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,φ=(E_p)/(q)。

单位是伏特(V)。

- 电势差:电场中两点间电势的差值,U_AB=φ_A - φ_B,也等于把单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功,U_AB=frac{W_AB}{q}。

5. 等势面。

- 电场中电势相等的点构成的面叫等势面。

等势面与电场线垂直;电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

6. 电容器与电容。

- 电容器:两个彼此绝缘又相距很近的导体可组成一个电容器。

- 电容:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值,C=(Q)/(U),单位是法拉(F),1F = 1C/V。

平行板电容器的电容C=(varepsilon S)/(4πkd)(varepsilon为介电常数,S为极板正对面积,d为极板间距)。

二、电路。

1. 电流。

- 定义:电荷的定向移动形成电流,I=(Q)/(t),单位是安培(A)。

高中物理电磁学知识点总结

高中物理电磁学知识点总结

高中物理电磁学知识点总结一、静电场1. 电荷与库仑定律- 基本电荷(元电荷)的概念- 电荷守恒定律- 库仑定律:两个点电荷之间的相互作用力2. 电场- 电场强度的定义和计算- 电场线的性质- 电场的叠加原理3. 电势能与电势- 电势能和电势的定义- 电势差的计算- 等势面的概念4. 电容与电容器- 电容的定义和计算- 平行板电容器的电容公式- 电容器的串联和并联5. 静电场中的导体- 导体的静电平衡状态- 电荷在导体表面的分布- 尖端放电现象二、直流电路1. 电流与电压- 电流的定义和单位- 电压的概念和测量- 欧姆定律2. 串联和并联电路- 串联电路的电流和电压规律 - 并联电路的电流和电压规律3. 电阻- 电阻的定义和单位- 电阻的计算- 电阻的串联和并联4. 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律- 基尔霍夫定律的应用5. 电源与电动势- 电源的概念- 电动势的定义和计算- 电池组的电动势和电压三、磁场1. 磁场的基本概念- 磁极和磁力线- 磁通量和磁通量密度2. 磁场的产生- 电流产生磁场的原理- 磁矩的概念3. 磁场对电流的作用- 安培力的计算- 洛伦兹力公式4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 楞次定律- 感应电动势的计算5. 电磁铁与变压器- 电磁铁的工作原理- 变压器的基本原理- 变压器的效率和功率传输四、交流电路1. 交流电的基本概念- 交流电的周期和频率- 瞬时值、最大值和有效值2. 交流电路中的电阻、电容和电感 - 交流电路中的电阻特性- 电容和电感对交流电的影响 - 阻抗的概念3. 交流电路的分析- 串联和并联交流电路的分析 - 相量法的应用- 功率因数的计算4. 谐振电路- 串联谐振和并联谐振的条件- 谐振频率的计算- 谐振电路的应用五、电磁波1. 电磁波的产生- 振荡电路产生电磁波的原理- 电磁波的传播特性2. 电磁波的性质- 电磁波的速度和波长- 电磁谱的概念3. 电磁波的应用- 无线电通信- 微波技术- 光波和光通信以上是高中物理电磁学的主要知识点总结。

电场磁场的知识点总结

电场磁场的知识点总结

电场磁场的知识点总结一、电场1. 电荷电场的产生源于电荷。

电荷是物质内部的基本属性,分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

2. 电场强度电场强度表示单位正电荷在某点产生的力。

它的方向由正电荷所受的力方向决定,大小与电荷大小成正比,与距离的平方成反比。

电场强度的单位是牛顿/库仑(N/C)。

3. 电场定律(1)库仑定律库仑定律描述了两个点电荷之间的电力作用。

它规定两个点电荷之间的电力作用与它们之间的距离的平方成反比,与它们的电量的乘积成正比。

(2)超定律超定律描述了连续分布电荷(线电荷、面电荷和体电荷)对电场的贡献。

它可以通过对电荷在空间上的叠加来求得电场。

4. 电场线电场线是描述电场强度方向的一种图示方法。

电场线与力线的性质相似,它们的方向表示电场的方向,而密集程度则反映了电场强度的大小。

5. 电势电势是描述电场状态的物理量。

在电场中,电势能是电荷的势能,电势是电势能的单位。

电场中,点电荷的电势与它所在位置的电场强度成正比。

电势的单位是伏特(V)。

6. 电势差电势差是指沿电场中某两点之间的电势差异。

电势差等于单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功。

电势差的大小即为单位正电荷在电场中的电势能差。

7. 电容器电容器是用来储存电能的电路元件。

它由两个导体板组成,中间隔绝缘介质。

当电容器带电时,它具有一定的电容量。

电容器的单位是法拉(F)。

8. 高斯定理高斯定理是用来计算闭合曲面内的电通量的方法。

它表明,对于任意封闭曲面,通过该曲面的总电通量等于该曲面内所包围的总电荷量的1/ε0倍,其中ε0是真空中的电容率。

9. 电场能量电场中的能量可以通过电场能量公式计算。

对于点电荷系统,其电势能等于各个点电荷势能之和,电场能量等于电势能之和。

二、磁场1. 磁感线磁感线是描述磁场分布规律的一种图示方法。

磁感线是理想的封闭曲线,其方向表示磁场的方向,线的密度反映了磁感应强度的大小。

2. 磁感应强度磁感应强度是衡量磁场强度的物理量。

高考物理电场磁场知识点总结归纳

高考物理电场磁场知识点总结归纳

高考物理电场磁场知识点总结归纳电场和磁场是物理中非常重要的概念和研究方向,它们在我们日常生活中有着广泛的应用。

在高考物理中,电场和磁场的知识点也占据了重要的篇幅。

本文将对高考物理电场和磁场的知识点进行总结和归纳,帮助大家更好地复习和理解这些知识。

一、电场知识点总结1. 电场的概念:电场是指带电粒子或带电体所围成的区域内,存在电荷间的相互作用力的一种物理场。

通常用电场强度来描述电场。

2. 电场的性质:2.1 电场是矢量场,具有方向和大小。

2.2 电场是超距作用力,它是通过空气、真空等介质传递的。

2.3 电场是相对的,电场的强度与电荷之间的相对位置有关。

2.4 电场具有叠加原理,多个电荷的电场可以叠加。

3. 电场的表示方法:3.1 电场线:用于表示电场的强度和方向,电场线的密度越大,表示电场的强度越大。

3.2 电场力线:用于表示带电粒子在电场中所受到的力的方向。

4. 库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力,具体公式为F=K(q1*q2/r^2),其中F为两个点电荷之间的作用力,q1和q2分别为两个电荷的电量,r为两个电荷之间的距离,K为电磁力常数。

5. 电场强度:电场强度E= F/q,其中F为电荷所受的力,q为电荷的大小。

电场强度是标量,用于描述电场的强弱和方向。

6. 电势能和电势差:6.1 电势能:表示带电粒子在电场中由于自身位置而具有的能量。

电势能U与电荷q的关系为U=qV,其中V为电势。

6.2 电势差:指单位正电荷由A点移动到B点所做的功与电荷q之比。

电势差ΔV= W/q,其中W为单位正电荷由A点移动至B点的功。

7. 电容器:电容器是一种能够存储电荷和电能的装置。

常见的电容器有平行板电容器和球形电容器等。

二、磁场知识点总结1. 磁场的概念:磁场是指磁体或电流所产生的磁力所围成的区域,是一种物理场。

通常用磁感应强度来描述磁场。

2. 磁场的性质:2.1 磁场是矢量场,具有方向和大小。

2.2 磁场是超距作用力,它是通过空气、真空等介质传递的。

2024年高考物理电场与磁场知识点公式总结范文

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2024年高考物理电场与磁场知识点公式总结范文____年高考物理电场与磁场知识点公式总结
电场知识点与公式总结:
一、电场强度
1. 电场强度公式:
2. 电场强度的应用:
二、库仑定律
1. 库仑定律公式:
2. 库仑定律的应用:
三、电势能
1. 电势能公式:
2. 电势能的应用:
四、电势差
1. 电势差公式:
2. 电势差的应用:
五、电场线
1. 电场线基本规律:
2. 电场线的应用:
六、电场力
1. 电场力公式:
2. 电场力的应用:
磁场知识点与公式总结:
一、比奥-萨伐尔定律
1. 比奥-萨伐尔定律公式:
2. 比奥-萨伐尔定律的应用:
二、安培定律
1. 安培定律公式:
2. 安培定律的应用:
三、洛伦兹力
1. 洛伦兹力公式:
2. 洛伦兹力的应用:
四、磁感应强度
1. 磁感应强度公式:
2. 磁感应强度的应用:
五、磁场线
1. 磁场线基本规律:
2. 磁场线的应用:
六、磁场力
1. 磁场力公式:
2. 磁场力的应用:
综合应用:
以上是____年高考物理电场与磁场知识点的公式总结,希望能对你的学习有所帮助!。

高考物理电场与磁场知识点总结

高考物理电场与磁场知识点总结

高考物理电场与磁场知识点总结一、电场1、库仑定律库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$ 是静电力常量,约为$90×10^9 N·m^2/C^2$ 。

要理解库仑定律,需要注意以下几点:(1)库仑定律适用于真空中的点电荷。

如果电荷分布在一个带电体上,当带电体的大小远小于它们之间的距离时,可以将带电体视为点电荷。

(2)库仑力是一种“超距作用”,即电荷之间不需要接触就能产生相互作用力。

2、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。

放入电场中某点的电荷所受的电场力$F$ 跟它的电荷量$q$ 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。

表达式为:$E =\frac{F}{q}$。

电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

常见的电场强度的计算方法:(1)真空中点电荷产生的电场:$E = k\frac{Q}{r^2}$,其中$Q$ 是产生电场的点电荷的电荷量,$r$ 是该点到点电荷的距离。

(2)匀强电场:电场强度处处相等的电场叫匀强电场。

其电场强度大小为:$E =\frac{U}{d}$,其中$U$ 是两点间的电势差,$d$ 是沿电场线方向两点间的距离。

3、电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,电场线的疏密表示电场的强弱。

常见的电场线形状:(1)正点电荷的电场线:从正电荷出发,终止于无穷远。

(2)负点电荷的电场线:从无穷远出发,终止于负电荷。

(3)等量同种电荷的电场线:分布不均匀,越靠近电荷,电场线越密集。

(4)等量异种电荷的电场线:从正电荷出发,终止于负电荷,两电荷连线的中垂线上电场强度的方向始终与中垂线垂直。

4、电势能与电势(1)电势能:电荷在电场中具有的势能叫电势能。

高考物理知识点总结电场与磁场

高考物理知识点总结电场与磁场

高考物理知识点总结电场与磁场
一、电场和磁场相关概念
1.电场、磁场都是特殊的物质。

电场对放入期中的电荷有电场力的作用,磁场对其中的磁体或电流有磁力作用。

2.丹麦物质学家奥斯特的奥斯特实验证明了电流周围存在着磁场。

3.磁感线是磁场中人为描绘的一些有方向的曲线,曲线每一点的切线方向都表示该点的磁场方向(静止的小磁针北极所指的方向、磁感强度的方向)
4.磁感线的密度表示磁场的强弱,越密的地方,磁感应强度越大。

在磁体周围,离磁极越近,磁感应强度越大,离磁极越远,磁感应强度越小。

5.磁感线是闭合的曲线,没有开始点和结束点,任何两条都不相交。

磁感线在磁体外部,总是由磁体北极(N极)指向磁体的南极(S极),在磁体内部,总是由磁体南极指向磁体的北极。

6.磁现象的电本质:所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用。

7.磁体吸引铁的实质:磁体在吸引铁时,先把铁磁化,然后相吸引,所以相接触部分为异名磁极,磁化后铁的另一侧与磁化它的磁极相同。

8.B=F/(Il )是磁感应强度的定义式,但磁感应强度与F、I、l 无关,其大小决定于磁场本身。

它是矢量,其方向指向磁感线(磁场)方
向的切线方向。

推导公式F=BIl
9.当电流方向与磁感线方向平行或磁感强度为零时,磁场对电流没有作用力。

二、电场和磁场考点分析。

物理高中电学知识点总结

物理高中电学知识点总结

物理高中电学知识点总结高中物理电学部分是学习电磁现象和电路知识的重要章节,对于学生理解电力的基本原理和运用具有重要的意义。

以下是对高中物理电学知识点的总结,希望对同学们的学习有所帮助。

一、电学基本概念1.静电现象:摩擦起电、感应起电、电荷守恒定律。

2.电荷:元电荷、点电荷、电荷分布。

3.电场:电场强度、电场线、电势、电势差。

4.电容:电容器的定义、电容的计算、电容器的串并联。

5.磁场:磁感应强度、磁感线、磁通量。

6.电流:电流的定义、电流的种类、电流的测量。

7.电阻:电阻的定义、电阻的计算、电阻的串并联。

8.电动势:电源的电动势、闭合电路的欧姆定律。

二、电路分析1.简单电路:串联电路、并联电路、混联电路。

2.基本电路定律:欧姆定律、基尔霍夫定律。

3.电阻电路:电阻的星三角变换、电阻的功率计算。

4.动态电路:电容电路、电感电路、换路定律。

5.非线性电路:非线性电阻、稳压二极管、变阻器。

三、电磁感应1.法拉第电磁感应定律:磁通量的变化、感应电动势。

2.动生电动势:导体在磁场中运动产生的电动势。

3.感应电流:楞次定律、自感现象、互感现象。

4.变压器:理想变压器的原理、变压器的效率。

5.交流电:正弦交流电、交流电的有效值、交流电的功率。

四、电磁波1.电磁波的产生:振荡电路、电磁波的传播。

2.电磁波的性质:电磁波的传播速度、电磁波的波长、频率和能量。

3.电磁波的传播:反射、折射、衍射、干涉。

4.电磁波的应用:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线等。

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一. 教学内容:电场、磁场电容器的电压、电荷量和电容的关系I磁场磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器IIIIIIIIIII安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。

洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。

二. 具体过程(一)电场的性质1. 电场力的性质(1)库仑定律的应用①真空中两点电荷间库仑力的大小由公式计算,方向由同种电荷相斥,异种电荷相吸判断。

在介质中,公式为:。

②两个带电体间的库仑力均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式< style='height:30pt' > 计算,公式中r为两球心之间的距离。

两导体球间库仑力可定性比较:用r表示两球球心间距离,则当两球带同种电荷时,;反之当两球带异种电荷时,。

③两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力。

(2)对电场强度的三个公式的理解①是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷q无关。

试探电荷q充当“测量工具”的作用。

②是真空点电荷所形成的电场的决定式。

E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定。

③ 2. 电场能的性质(1)电场力做功与电势能改变的关系电场力对电荷做正功,电势能减少,电场力对电荷做负功,电势能增加,且电势能的改变量等于电场力做功的多少,即,正电荷沿电场线移动或负电荷逆电场线移动,电场力均做正功,故电势能减少,而正电荷逆电场线移动或负电荷沿电场线移动,电势能均增大。

(2)等势面与电场线的关系①电场线总是与等势面垂直,且从高电势等势面指向低电势等势面。

②电场线越密的地方,等差等势面也越密。

③沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功。

④电场线和等势面都是人们虚拟出来的描述电场的工具。

⑤实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。

(3)等势面(线)的特点①等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。

②等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

③规定:画等势面(线)时,相邻两等势面(或线)间的电势差相等,这样,在等势面(线)密处场强大,等势面(线)疏处场强小。

(4)电势能是电荷与所在电场所共有的;电势、电势差是由电场本身因素决定的,与试探电荷无关。

(5)电势能、电势具有相对性,与零电势点选取有关;电势能的改变、电势差具有绝对性,与零电势点的选取无关。

【典型例题例1. 一条长3l的丝线穿着两个相同质量均为m的小金属环A和B,将线的两端系于共同的点O。

使金属环带电后,它们便斥开使线组成一个等边三角形,此时两环处于同一水平线上,如果不计环与线的摩擦,两环各带多少电荷量?解析:因小环完全相同,分开后带电荷量平分,小环可视为点电荷,不计线与环之间的摩擦,绳子各处的张力相同,取其中的一个环为研究对象,对其受力分析如图,由平衡条件得:①②联立得。

答案:两环均带电点评:解决带电体在电场中的平衡问题的基本思路与力学中的平衡问题思路相同,即对研究对象进行受力分析,合成分解适当处理,平衡条件列方程求解。

(二)带电粒子在电场中的运动1. 运动学观点(1)运动学观点:是指用匀变速运动的公式来解决实际问题,一般有两种情况:①带电粒子初速度方向与电场线共线,则粒子做匀变速直线运动。

②带电粒子的初速度方向垂直电场线,则粒子做匀变速曲线运动(类似于平抛运动)。

(2)当粒子在电场中做匀变速曲线运动时,一定要采取平抛运动的解决方法:①两个方向分别研究,即采用分解的方法,分解位移还是分解速度要视具体情况而定。

②两个方向上的运动具有等时性。

2. 功能观点首先对带电体受力分析,再分析运动形式,然后再根据具体情况选用公式计算。

(1)若选用动能定理,则要分清有多少个力做功,是恒力做功还是变力做功,同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量。

(2)若选用能量守恒定律,则分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化,哪些能量是增加的,哪些能量是减少的,表达式有两种。

①初状态和末状态的能量相等,即②一种形式的能量增加必然引起另一种形式的能量减少,即。

这种方法不仅适用于匀变速运动,对非匀变速运动(非匀强电场中)也同样适用。

例2. 如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场,电量为q、动能为(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能;(2)若粒子离开电场时动能为解析:(1)粒子在电场中做类平抛运动,在垂直于电场方向:在平行于电场方向:,所以,,则。

(2)若粒子由bc边离开电场,则,,由动能定理得:,若粒子由cd边离开电场,由动能定理得:。

答案:(1),粒子由cd边离开电场时,。

点评:本题涉及了带电粒子在电场中的类平抛运动,目的是考查考生能否根据实际情况,全面系统地分析问题,也考查了考生对物理规律的灵活应用。

(三)带电粒子在磁场中的运动1. 粒子在有界磁场中运动的临界问题,当某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从一种状态变化为另一种状态时,发生这种质的飞跃的转折状态通常称为临界状态,粒子进入有边界的磁场,由于边界条件的不同,而出现涉及临界状态的临界问题,如带电粒子恰好不能从某个边界射出磁场,可以根据边界条件确定粒子的轨迹、半径、在磁场中的运动时间等。

2. 带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由于各种因素的影响,使问题形成多解,多解形成的原因一般有以下几个方面:(1)带电粒子电性不确定形成多解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,导致双解。

(2)磁场方向不确定形成多解有些题目只告诉了磁感应强度的大小,而未具体指出磁感应强度方向,此时必须要考虑磁感应强度方向,导致多解。

(3)临界状态下惟一形成多解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(4)运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,运动往往具有往复性,因而形成多解。

例3. 如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速度都是,已知粒子的电荷与质量之比,现只考虑在图纸平面中运动的粒子,求ab上被粒子打中的区域的长度。

解析:粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R 表示轨道半径,有由此得代入数值得可见,。

因朝不同方向发射的粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切,则此切点就是粒子能打中的左侧最远点,为定出点的位置,可作平行于ab的直线cd,cd到ab的距离为R,以S 为圆心,R为半径,作弧交cd于O点,过O点作ab的垂线,它与ab的交点即为由几何关系得:②再考虑N的右侧,任何粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆,交ab于N右侧的点,此即右侧能打到的最远点。

由图中几何关系得③所求长度为代入数值得。

⑤点评:(1)本类问题的关键是确定临界点,寻找临界点的两种有效方法:①轨迹圆的缩放:当粒子的入射方向不变而速度大小可变时,粒子做圆周运动的轨迹圆心一定在入射点所受洛伦兹力所表示的射线上,但位置(半径R)不确定,用圆规作出一系列大小不同的轨迹圆,从圆的动态变化中即可发现“临界点”;②轨迹的旋转:当粒子的入射速度大小确定而方向不确定时,所有不同方向入射的粒子的轨迹圆是一样大的,只是位置绕入射点发生了旋转,从定圆的动态旋转(作图)中,也容易发现“临界点”。

(2)要重视分析时的尺规作图,规范而准确的作图可突出几何关系,使抽象的物理问题更形象、直观。

例4. 一匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内,一个质量为m电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速为v,方向沿x正方向,后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为,P到O的距离为L,如图所示,不计重力的影响,求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。

解析:粒子在磁场中受洛伦兹力作用,作匀速圆周运动,设其半径为r,由牛顿第二定律得:据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上。

且P点在磁场区之外,过P沿速度方向作延长线,它与x轴相交于Q点,作圆弧过O点与x轴相切,并且与PQ相切,切点A即粒子离开磁场区的地点,这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如图所示。

由图中几何关系得=3r②由①、②求得③图中OA的长度即圆形磁场区的半径R,由图中几何关系可得。

④(四)带电粒子在组合场中的运动例5. 如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为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,电荷量为-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,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s。

(重力不计)解析:速度为,路程为(粒子运动路线如图所示,有粒子初速度为v,则有②由①、②式可算得设粒子进入电场做减速运动的最大路程为l,加速度为a,④粒子运动的总路程⑥由①、②、④、⑤、⑥式,得。

)(五)带电粒子在复合场中的运动1. 运动情况分析:带电粒子在复合场中做什么运动,取决于合外力及其初速度,因此处理问题时要把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。

(1)匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时的运动,如速度选择器。

(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子可以在洛伦兹力的作用下,在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。

(3)较复杂的曲线运动当带电粒子所受的合外力是变力,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹不是圆弧,也不是抛物线,也不可能是匀变速。

(4)分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成。

2. 分析问题方法:处理带电粒子在复合场中的运动,可根据不同情况灵活选用不同的规律解决问题。

(1)粒子在复合场中做匀速直线运动时,可以根据平衡条件列方程求解。

(2)当粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往要同时应用洛伦兹力提供向心力,根据牛顿定律和匀速圆周运动规律,以及其他力的平衡条件列方程求解。

(3)当带电粒子做较复杂的曲线运动及运动过程较复杂时,可以选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。

3. 实例分析(1)磁流体发电机①主要构造如图所示。

②原理:等离子气体喷入磁场,正、负离子在洛伦兹力的作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上,产生电势差,设A、B平行金属板的面积为S,相距为L,等离子体的电阻率为,,电源内电阻。

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