(最新经营)板块结构问题的整合归类

板块结构问题的整合归类——场类问题、电路问题一.教学内容：

板块7：场类问题

板块8：电路问题

板块7：场类问题

（一）内容概述

本专题涉及电场和磁场的各类问题。

（二）内容提要

1.电场：

（1）库仑定律：元电荷

（2）电场的性质：

①关于力的性质：（E：场强，F：电场力）方向：正电荷受力方向

②能的性质：（U：电势，E：电势能）

（3）电场的应用： ①电场中的导体⇒静电平衡

②电容U Q C /=⇒平行板电容器Rd S C πε4=

2.磁场：

（1）运动电荷产生磁场 （2）磁感应强度

l I F B ⋅=/（B I ⊥）或S B /φ=方向：N 极受力方向

（3）磁场的作用力

①对电流：BIL F =（B IL ⊥） ②通电线框：BIS M =（B IS //） ③对运动电荷：

Bvq f =洛（B v ⊥）

3.电场和磁场的相互联系

（1）电磁感应现象 （2）电磁感应规律

①磁通变化：

t n

∆∆=ϕεt I

L ∆∆=自ε方向由楞次定律判断

②导体切割磁感线：

BLv =ε（B 、L 、v 三者互相垂直）

ωε2

21BL =

（导体棒一端固定，另一端于垂直于磁场的平面内以ω匀速运动）

ωεBS =（于磁场中以垂直于B 的直线为轴匀速转动的线圈）方向由右手定

则来判断 4.电磁场

（1）电磁振荡：

①LC 振荡电路：q 、i 、电场能，磁场能交变

②振荡周期：LC T π2=，LC f π21=

（2）电磁波：

①麦克斯韦电磁理论：振荡电场振荡磁场（交变电磁场）

②电磁波的传播：f C λ=s m C /1038

⨯=

（三）场类问题的解题技巧

板块8：电路问题

（一）内容概述

本专题涉及直流电路、交流电路及有关问题。 （二）内容提要 1.直流电路

（1）直流电路的几种基本类型 ①纯电阻电路 ②含非理想电表的电路 ③含电容器的电路

④含电动机的电路 （2）电路的动态变化

①移动滑动变阻器的滑片，使电路电阻变化 ②开关的闭合，断开或换向

③非理想电表的接入，使电路特性发生变化 （3）直流电路的计算

①闭合电路欧姆定律r R E

I +=

，内端U U E +=，Ir E U -=端

②闭合电路中的功率

I P ε=总（电源提供的总功率）

UI P =出（电源的输出功率）

r I P ⋅=2

内

（电源内部损耗的功率） Rt I Q ⋅=2（纯电阻电路的电热）

2.交变电路问题

（1）正弦交流电路的描述

①交变规律：t E e m ωsin =ft E t T E m m ππ

2sin 2sin =⋅=

ωNBS E m =

②有效值和最大值（对于正弦交流电）m

U U ⋅=

21有

平均值

t N E ∆∆⋅

=ϕ

（2）含变压器输电电路

①变压器的工作原理：21

2

1n n U U =入出P P = ②高压输电问题：升压变压器→输电→降压变压器 （3）振荡电路问题

①LC 振荡电路的过程分析，判断电容器极板上的带电量，电压，电能及振荡电流，磁感应强度，磁场能的变化。

②振荡电路的周期和频率

LC

T π2=LC f π21=

（三）解答技巧 1.分清电路类别 2.化简电路 3.运用规律

【典型例题】

[例1]两根水平光滑的金属导轨相距为d ，导轨的一端用阻值为R 的电阻连接，质量为m ，电阻不计的金属杆MN 横放于导轨上，整个装置放于与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，现用恒力F 拉杆MN ，使杆沿导轨方向。由静止开始加速运动，求：

（1）杆MN 的最大速度m v

（2）若杆MN 达到

m v 后撤去外力，R 放出的热量？

分析与解答：

杆MN 静止时受力F ，则杆的

m F

a =

当杆以v 运动时，感应ε和I 为：

R Bdv I =

杆：R v d B F f F F /22-=-=∑则：m R v d B F a /)/(2

2-= ∴

22/d B R F v m ⋅= 杆达到

m v 后撤去外力，杆的动能先转化为电路的电能，再转化为R 上的内能

∴442222/2/d B R mF mv Q m ==

[例2]有一台内阻为Ω1发电机，供给一学校照明用，如图所示，升压比为4:1，降压比为1:4，输电线的总电阻Ω=4R ，全校共22个班，每班有“220V ，40W ”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：

（1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）输电效率是多少？

（4）若使用灯数减半，且正常发光，电机输出功率是否减半。

分析与解答：

题中未加特殊说明，变压器视为理想变压器

∵发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短 不必考虑该部分输电导线上的功率损耗 （1）对降压变压器

)(5280406223322

W nP I U I U =⨯⨯==='灯 而V U U 8801432

=='∴)(6880528022A U nP I =='=灯

对升压变压器

22222211I U R I I U I U '+==)(54245280462

W =+⨯= ∴

)(5424W P =出

（2）)(904222V R I U U =+'=)

(22641

21V U U ==

)(25011V r I U E =+=

（3）

出

有

P P =

η9754245280

==

%

（4）电灯减一半，

)

(2640W P n ='灯)(38802640

2

2

A U nP I ==

='灯

∴)(267643264022W R I P n P =⨯+='+'='灯出

【模拟试题】