选修1-1
选修1-1——电场
一、考纲要求 基本要求 (选修1-1) 测试内容 电荷 电荷守恒定律 库仑定律 电场 电场强度 电场线 测试要求 A A A 二、考点梳理
(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:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。 说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
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.
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。
(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。
2. 公式:F?kq1q2 k=9.0×109N·m2/C2 2r3.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.
(三)电场 1.存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3.电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。 (四)电场强度
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2.表达式:E=F/q(定义式) 单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
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.
4.在电场中某一点确定了,则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,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,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.
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5.电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
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则跟放入的检验电荷有关,
(五)电场线
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在. 1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小. 4.匀强电场的电场线平行且距离相等. 5.没有画出电场线的地方不一定没有电场. 6.顺着电场线方向,电势越来越低.
7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直. 8.电场线永不相交也不闭合, 9.电场线不是电荷运动的轨迹.
+ 匀强电场
孤立点电荷周围的电场
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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
选修1-1——磁场
一、考纲要求 序号 1 2 3 4 5 6 测试内容 磁场 磁感线 地磁场 电流的磁场 安培定则 磁感应强度 安培力的大小 左手定则 洛伦兹力的方向 测试要求 A A A A A A 二、考点梳理
(一)磁场 磁感线 1.磁场的产生
(1)磁极周围有磁场.(2)电流周围有磁场(奥斯特发现电流的磁效应). 2.磁场的基本性质
对处于磁场中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用,有强弱和方向.(对磁体一定有力的作用;对电流、运动电荷可能有力的作用). 3.磁感线
(1)用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N极的指向.
(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱.
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(4)磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同).
(5)要熟记常见的几种磁场的磁感线.
(二)电流的磁场、安培定则(右手螺旋定则)
1. 电流的磁效应:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称之为电流的磁效应.
1820年,丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系,说明了电与磁之间存在着相互作用,揭示了电流的磁效应,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义,也预示了电力应用的可能性.
2.安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指向磁感线方向;对环行电流,大拇指指向中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向.
(1)判断直线电流的磁场具体做法是右手握住_______,让伸直的拇指的方向与_______一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是_______的环绕方向.
(2)判断通电螺线管的磁场具体做法是右手握住_______,让弯曲的四指所指的方向跟_______一致,拇指所指的方向就是螺线管______________的方向.
3.安培分子电流假说(又叫磁性起源假说):认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的.安培认为在原子,分子等物质微粒内部存在着一种环形电流--分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体,它的两侧相当于两个小磁极,并且这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起.
三、地磁场
地磁场:地球本身就是一个大磁体,地磁场的N极在地理的南极,S极在地理的北极.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,其间有一个交角,叫做磁偏角.
四、磁感应强度、安培力、左手定则
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1.磁感应强度
(1)磁感应强度是反映磁场_______的物理量.
(2)公式:B=__________单位:__________;磁感应强度是矢量. 2.安培力
(1)在磁场中,通电导线要受到_____力的作用,我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.
(2)通电导体放在磁场里,当导线方向与磁场垂直时,所受的安培力_____;当导线方向与磁场一致时,所受的安培力_____;当导线方向与磁场斜交时,所受的安培力_______________.
(3)导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小F=______________. 3.安培力的方向——左手定则
伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向_______的方向,则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向. 4.磁场力的本质
磁极和电流之间的相互作用力(包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流),都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用.因此在分析磁极和电流间的各种相互作用时,除要记住“同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引”的结论,还应该记住更加普遍适用的:“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”. 五、洛仑兹力 洛仑兹力的方向
1.磁场对___________有力的作用,这种力叫做洛伦兹力.
2.左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向____________的方向,则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向.
3.洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向,又垂直于磁感应强度方向
选修1-1——电磁感应、电磁技术与社会发展
一、考纲要求 序号 1 2 3 4 5 6 7 测试内容 磁通量 电磁感应现象及其应用 电磁感应定律 电磁波 交变电流 变压器 高压输电 自感现象 涡流 电感器 常见传感器及其应用 测试要求 A A A A 补充 补充 A 二、考点梳理
(一)电磁感应现象及其应用、电磁感应定律
1.英国物理学家___________经过10年的艰苦探索,终于在1831年发现了___________现象,进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系,奏响了电气化时代的序曲.
2.闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,__________中就产生电流,这类现象就叫做___________.由电磁感应产生的电流叫做___________.
3.电磁感应的产生条件
(1)磁通量:穿过一个___________的磁感线的多少. (2)条件:只要穿过_____________的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生. 4.感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势.
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5.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的_________成正比.
(1)表达式:_____________ ,多匝线圈的电动势:______________________. (2)磁通量的变化率描述_________________________.
(3)导体垂直切割磁感线产生的感应电动势的表达式: . 二、交变电流 变压器 高压输电 1.交变电流(简称交流(AC),俗称交流电):大小和方向都随时间做周期变化的电流. 2.交流发电机:由定子和转子组成,转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中激发出感应电动势.
3.交流的变化规律:日常使用的电是由电网送来的,电网中的交变电流,它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流.
(1)表达式:e?Emsin?t i?Imsin?t (2)图象:
(3)描述物理量:周期(T)、频率(f)、有效值(E、U、I)、峰值(Em、Um、Im) 其中,T?1/f,U?Um/2,I?Im/2.另外,家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值. 4. 变压器
(1)构造:变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成. (2)工作原理:变压器利用的是电磁感应现象的互感现象. 5.减小输电线路上电能损失的方法:
(1)减小输电线电阻R(从ρ、L、S三个角度考虑,但效果不佳).
(2)减小输电电流I(因为I?P,所以采用高压输电既有效又经济). U三、自感现象 涡流 电感器
1.导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.
2.通电自感和断电自感
(1)A1、A2是规格完全一样的灯泡.闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S.重新闭合S,观察到灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来.
原因:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中
电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间.
(2)接通电路,待灯泡A正常发光.然后断开电路,观察到S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭.
原因:当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,
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