2013高考物理基本知识点详细归纳 - 图文(7)

2019-03-11 09:55

微安表改装成各种表:关健在于原理

首先要知:微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。

采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。 (1)改为V表:串联电阻分压原理

ugRg?u-ugR?R?(u-ugug)R?(n-1)Rg (n为量程的扩大倍数)

(2)改为A表:并联电阻分流原理

IgRg?(I-Ig)R?R?(3)改为欧姆表的原理

IgI-IgRg?1Rg (n为量程的扩大倍数) n-1两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小

磁场 基本特性,来源,

方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(N?S)内部(S?N)组成闭合曲线 要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布(正确分析解答问题的关健)

脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念;会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图 能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图(正视、符视、侧视、剖视图)

磁场安培右手定则:电产生磁 安培分子电流假说,磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验

安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量

F安=B I L

推导 ?f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)

从安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。 典型的比值定义

(E=

QF E=k2rqFI L) (B=

FI L B=k2 ) (u=

Irwa?bW?A?A?0qq) ( R=

uI R=?LS) (C=

Q? s C=)

4? k du磁感强度B:由这些公式写出B单位,单位?公式

①B=

; ②B=

?EI ; ③E=BLv ? B= ;④B=k2SLvr(直导体);⑤B=?NI(螺线管)

uv2mvmvEdu⑥qBv = m ? R = ? B = ; ⑦qBv?qE?B? ??RqBqRvvdv电学中的三个力:F

注意:F- 31 -

=q E =q F安=B I L f洛= q B v

ud=B I L ①、B⊥I时;②、B || I时;③、B与I成夹角时

f洛= q B v

①、B⊥v时,f洛最大,f洛= q B v ②、B || v时,f洛=0

(f B v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直)?导致粒子做匀速圆周运动。

?做匀速直线运动。

③、B与v成夹角时,(带电粒子沿一般方向射入磁场),

可把v分解为(垂直B分量v⊥,此方向匀速圆周运动;平行B分量v|| ,此方向匀速直线运动。)

?合运动为等距螺旋线运动。安培力的冲量:BILΔt=mΔv

带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周(或部分圆周)运动 带电粒子在磁场中圆周运动(关健是画出运动轨迹图,画图应规范),找圆心和确定半径 ........................2规律:qBv?mv?R?mv (不能直接用) T?2?R?2?m RqBvqB1、找圆心:①(圆心的确定)因f洛一定指向圆心,f洛⊥v任意两个f洛方向的指向交点为圆心; ②任意一弦的中垂线一定过圆心; ③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。 2、 求半径(两个方面): ①物理规律qBv?mv?R?mv RqB ②由轨迹图得出与半径R有关的几何关系方程 ( 解题时应突出这两条方程 ) 2 几何关系:速度的偏向角?=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)?=2倍的弦切角? 相对的弦切角相等,相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出:关于半径的几何关系式去求。 3、求粒子的运动时间:偏向角(圆心角、回旋角)?=2倍的弦切角?,即?=2? t?圆心角(回旋角)0(回旋角)××T t =圆心角T 02?(或360)2?(或360)4、圆周运动有关的对称规律:特别注意在文字中隐含着的临界条件 a、从同一边界射入的粒子,又从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。 b、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出。 注意:均匀辐射状的匀强磁场,圆形磁场,及周期性变化的磁场。 专题:带电粒子在复合场中的运动

一、复合场的分类:1、复合场:2、叠加场:

二、带电粒子在复合场电运动的基本分析 三、电场力和洛伦兹力的比较

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1.在电场中的电荷,不管其运动与否,均受到电场力的作用;

而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用. 2.电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关;

而洛伦兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关. 3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反;

而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直,又和速度方向垂直.

4.电场力既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的方向, 而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向.不能改变速度大小 5.电场力可以对电荷做功,能改变电荷的动能; 而洛伦兹力不能对电荷做功,不能改变电荷的动能. 6.匀强电场中在电场力的作用下,运动电荷的偏转轨迹为抛物线;

匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧.

四、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况.

五、复合场中的特殊物理模型 1.粒子速度选择器

如图所示,粒子经加速电场后得到一定的速度v0,进入正交的电场和磁场,受到的电场力与洛伦兹力方向相反,若使

粒子沿直线从右边孔中出去,则有qv0B=qE,v0=E/B,若v= v0=E/B,粒子做直线运动,与粒子电量、电性、质量无关 若v<E/B,电场力大,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,动能增加. 若v>E/B,洛伦兹力大,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少.

2.磁流体发电机

如图所示,由燃烧室O燃烧电离成的正、负离子(等离子体)以高速。喷入偏转磁场B中.在洛伦兹力作用下,正、

负离子分别向上、下极板偏转、积累,从而在板间形成一个向下的电场.两板间形成一定的电势差.当qvB=qU/d时电势差稳定U=dvB,这就相当于一个可以对外供电的电源.

3.电磁流量计.

电磁流量计原理可解释为:如图所示,一圆形导管直径为d,性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动.导电液体中电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下纵向偏转,a,b间出现电

差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差就保持稳定. 由Bqv=Eq=Uq/d,可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B

用非磁的自由

4.质谱仪:如图所示:组成:离子源O,加速场U,速度选择器(E,B),偏转场B2,胶片. 原理:加速场中qU=?mv2 选择器中: Bqv=Eq ?v?偏转场中:d=2r,qvB2=mv2/r 比荷:质量m?q2E? mB1B2dE B1B1B2dq 2E作用:主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素. 5.回旋加速器

如图所示:组成:两个D形盒,大型电磁铁,高频振荡交变电压,两缝间可形成电压U

作用:电场用来对粒子(质子、氛核,a粒子等)加速,磁场用来使粒子回旋从而能反复加速.高能粒子

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是研究微观物理的重要手段.

要求:粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期. 关于回旋加速器的几个问题: (1)回旋加速器中的D形盒,它的作用是静电屏蔽,使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰,以保证粒子做匀速圆周运动‘

(2)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等:

1qB f??T2?m12q2B2R2(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量,可由公式EK?mv?来计算,

22m在粒子电量,、质量m和磁感应强度B一定的情况下,回旋加速器的半径R越大,粒子的能量就越大.

电磁感应:.

1.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变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。

内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源,在电源的内部电流的方向是从低电势流向高电势。(即:由负到正)

2.[感应电动势的大小计算公式]

1) E=BLV (垂直平动切割) 2)

E?n???B?sB??s???n?n??=?(普适公式) ε∝(法拉第电磁感应定律)

?t?t?t?t5)*自感E

3) E= nBSωsin(ωt+Φ);Em=nBSω (线圈转动切割) (直导体绕一端转动切割) nΔΦ/Δt==L

4)E=BL2ω/2

?I ( 自感 ) ?t3.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,这就是楞次定律。 内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 B感和I感的方向判定:楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I感的B是阻碍产生I感的原因) B原方向?;B原?变化(原方向是增还是减);I感方向?才能阻碍变化;再由I感方向确定B感方向。

楞次定律的多种表述

①从磁通量变化的角度:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

②从导体和磁场的相对运动:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 ③从感应电流的磁场和原磁场:感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同) ④楞次定律的特例──右手定则

在应用中常见两种情况:一是磁场不变,导体回路相对磁场运动;二是导体回路不动,磁场发生变化。

磁通量的变化与相对运动具有等效性:磁通量增加相当于导体回路与磁场接近,磁通量减少相当于导体回路与磁场远离。因此,

从导体回路和磁场相对运动的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍相对运动; 从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。

能量守恒表述:I感效果总要反抗产生感应电流的原因

电磁感应现象中的动态分析,就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。 一般可归纳为:

导体组成的闭合电路中磁通量发生变化?导体中产生感应电流?导体受安培力作用?

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导体所受合力随之变化?导体的加速度变化?其速度随之变化?感应电流也随之变化 周而复始地循环,最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动

“阻碍”和“变化”的含义

感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此,不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。

磁通量变化 产生 感应电流

阻碍

4.电磁感应与力学综合

产生 感应电流的磁场 方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律 (1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二列方程求解.

电磁感应 (2)注意安培力的特点: 导体运动v 感应电动势E 闭欧合姆 阻电定碍路律

安培力F 磁场对电流的作用 感应电流I (3)纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力,电磁感应中多一个安培力,安培力随速度变化,部分弹力及相应的摩擦力也随之而变,导致物体的运动状态发生变化,在分析问题时要注意上述联系.

5.电磁感应与动量、能量的综合

方法:

(2)从受力角度着手,运用牛顿运动定律及运动学公式

变化过程是:导线受力做切割磁力线运动,从而产生感应电动势,继而产生感应电流,这样就出现

与外力方向相反的安培力作用,于是导线做加速度越来越小的变加速直线运动,运动过程中速度v变,电动势BLv也变,安培力BIL亦变,当安培力与外力大小相等时,加速度为零,此时物体就达到最大速度.

(2)从动量角度着手,运用动量定理或动量守恒定律

①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量,如在导体棒做非匀变速运动的问题中,应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题.

②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时,由于这两根导体棒所受的安培力等大反向,合外力为零,若不受其他外力,两导体棒的总动量守恒.解决此类问题往往要应用动量守恒定律.

(3)从能量转化和守恒着手,运用动能定律或能量守恒定律

①基本思路:受力分析→弄清哪些力做功,正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化,哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解.

?电能??????内能(焦耳热) ②能量转化特点:其它能(如:机械能)??????安培力做负功电流做功6.电磁感应与电路综合

方法:在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源.解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是:

(1)明确哪部分相当于电源,由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画出等效电路图.

(3)运用闭合电路欧姆定律.串并联电路的性质求解未知物理量.

功能关系:电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手,

分析清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往是解决电磁感应问题的关健,也是处理此类题目的捷径之一。 - 35 -


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