電磁學知識點題型及高頻考點總結

2021-10-16 17:58:48 字數 5031 閱讀 9770

電磁學部分知識點

1.基本概念:

電場、電荷、點電荷、電荷量、電場力(靜電力、庫侖力)、電場強度、電場線、勻強電場、電勢、電勢差、電勢能、電功、等勢面、靜電遮蔽、電容器、電容、電流強度、電壓、電阻、電阻率、電熱、電功率、熱功率、純電阻電路、非純電阻電路、電動勢、內電壓、路端電壓、內電阻、磁場、磁感應強度、安培力、洛倫茲力、磁感線、電磁感應現象、磁通量、感應電動勢、自感現象、自感電動勢、正弦交流電的週期、頻率、瞬時值、最大值、有效值、感抗、容抗、電磁場、電磁波的週期、頻率、波長、波速

2.基本規律:

電量平分原理(電荷守恆)

庫倫定律(注意條件、比較-兩個近距離的帶電球體間的電場力)

電場強度的三個表示式及其適用條件(定義式、點電荷電場、勻強電場)

電場力做功的特點及與電勢能變化的關係

電容的定義式及平行板電容器的決定式

部分電路歐姆定律(適用條件)

電阻定律

串並聯電路的基本特點(總電阻;電流、電壓、電功率及其分配關係)

焦耳定律、電功(電功率)三個表示式的適用範圍

閉合電路歐姆定律

基本電路的動態分析(串反並同)

電場線(磁感線)的特點

等量同種(異種)電荷連線及中垂線上的場強和電勢的分布特點

常見電場(磁場)的電場線(磁感線)形狀(點電荷電場、等量同種電荷電場、等量異種電荷電場、點電荷與帶電金屬板間的電場、勻強電場、條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、環形電流、通電螺線管)

電源的三個功率(總功率、損耗功率、輸出功率;電源輸出功率的最大值、效率)

電動機的三個功率(輸入功率、損耗功率、輸出功率)

電阻的伏安特性曲線、電源的伏安特性曲線(影象及其應用;注意點、線、面、斜率、截距的物理意義)

安培定則、左手定則、楞次定律(三條表述)、右手定則

電磁感應想象的判定條件

感應電動勢大小的計算:法拉第電磁感應定律、導線垂直切割磁感線

通電自感現象和斷電自感現象

正弦交流電的產生原理

電阻、感抗、容抗對交變電流的作用

變壓器原理(變壓比、變流比、功率關係、多股線圈問題、原線圈串、併聯用電器問題)

3、常見儀器:

示波器、示波管、電流計、電流錶(磁電式電流錶的工作原理)、電壓表、定值電阻、電阻箱、滑動變阻器、電動機、電解槽、多用電表、速度選擇器、質普儀、迴旋加速器、磁流體發電機、電磁流量計、日光燈、變壓器、自耦變壓器。

4、實驗部分:

(1)描繪電場中的等勢線:各種靜電場的模擬;各點電勢高低的判定;

(2)電阻的測量:①分類:定值電阻的測量;電源電動勢和內電阻的測量;電表內阻的測量;②方法:

伏安法(電流錶的內接、外接;接法的判定;誤差分析);歐姆表測電阻(歐姆表的使用方法、操作步驟、讀數);半偏法(併聯半偏、串聯半偏、誤差分析);替代法;*電橋法(橋為電阻、靈敏電流計、電容器的情況分析);

(3)測定金屬的電阻率(電流錶外接、滑動變阻器限流式接法、螺旋測微器、游標卡尺的讀數);

(4)小燈泡伏安特性曲線的測定(電流錶外接、滑動變阻器分壓式接法、注意曲線的變化);

(5)測定電源電動勢和內電阻(電流錶內接、資料處理:解析法、影象法);

(6)電流錶和電壓表的改裝(分流電阻、分壓電阻阻值的計算、刻度的修改);

(7)用多用電表測電阻及黑箱問題;

(8)練習使用示波器;

(9)儀器及連線方式的選擇:①電流錶、電壓表:主要看量程(電路中可能提供的最大電流和最大電壓);②滑動變阻器:

沒特殊要求按限流式接法,如有下列情況則用分壓式接法:要求測量範圍大、多測幾組資料、滑動變阻器總阻值太小、測伏安特性曲線;

(10)感測器的應用(光敏電阻:阻值隨光照而減小、熱敏電阻:阻值隨溫度公升高而減小)

5、常見題型:

電場中移動電荷時的功能關係;

一條直線上三個點電荷的平衡問題;

帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉(示波器問題);

全電路中一部分電路電阻發生變化時的電路分析(應用閉合電路歐姆定律、歐姆定律;或應用「串反並同」;若兩部分電路阻值發生變化,可考慮用極值法);

電路中連線有電容器的問題(注意電容器兩極板間的電壓、電路變化時電容器的充放電過程);

通電導線在各種磁場中在磁場力作用下的運動問題;(注意磁感線的分布及磁場力的變化);

通電導線在勻強磁場中的平衡問題;

帶電粒子在勻強磁場中的運動(勻速圓周運動的半徑、週期;在有界勻強磁場中的一段圓弧運動:找圓心-畫軌跡-確定半徑-作輔助線-應用幾何知識求解;在有界磁場中的運動時間);

閉合電路中的金屬棒在水平導軌或斜面導軌上切割磁感線時的運動問題;

兩根金屬棒在導軌上垂直切割磁感線的情況(左右手定則及楞次定律的應用、動量觀點的應用);

帶電粒子在復合場中的運動(正交、平行兩種情況):

①.重力場、勻強電場的復合場;

②.重力場、勻強磁場的復合場;

③.勻強電場、勻強磁場的復合場;

④.三場合一;

復合場中的擺類問題(利用等效法處理:類單擺、類豎直麵內圓周運動)

電磁學高頻考點

高頻考點1直流電路

(09年全國卷2)17. 因為測量某電源電動勢和內阻時得到的u-i圖線。用此電源與三個阻值均為3的電阻連線成電路,測得路端電壓為4.8v。則該電路可能為

答案b【解析】本題考查測電源的電動勢和內阻的實驗.由測量某電源電動勢和內阻時得到的u-i圖線可知該電源的電動勢為6v,內阻為0.5ω.

此電源與三個均為3的電阻連線成電路時測的路端電壓為4.8v,a中的路端電壓為4v,b中的路端電壓約為4.8v.

正確c中的路端電壓約為5.7v,d中的路端電壓為5.4v.

(09年廣東物理)10.如圖7所示,電動勢為e、內阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接。只合上開關s1,三個燈泡都能正常工作。如果再合上s2,則下列表述正確的是

a.電源輸出功率減小

b.l1上消耗的功率增大

c.通過r1上的電流增大

d.通過r3上的電流增大

【答案】c。

【解析】在合上s2之前,三燈泡都能正常工作,合上s2之後,電路中的總電阻r總減小,則i總增大,即流過r1的電流增大,由於不及內阻,電源的輸出功率p出=ei,可見電源的輸出功率增大,a錯誤;r1兩端的電壓增大,則併聯部分的電壓減小,i4減小,i2減小,i1減小,可見c正確。

高頻考點2帶電粒子在電場,磁場及復合場中的運動

(10年全國卷)26.(21分)

如下圖,在區域內存在與xy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度的大小為b.在t=0時刻,一位於座標原點的粒子源在xy平面內發射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°範圍內。已知沿y軸正方向發射的粒子在時刻剛好從磁場邊界上點離開磁場。

求:1 粒子在磁場中做圓周運動的半徑r及粒子的比荷q/m;

2 此時刻仍在磁場中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值範圍;

3 從粒子發射到全部粒子離開磁場所用的時間。

【答案】⑴

⑵速度與y軸的正方向的夾角範圍是60°到120°

⑶從粒子發射到全部離開所用時間為

【解析】 ⑴粒子沿y軸的正方向進入磁場,從p點經過做op的垂直平分線與x軸的交點為圓心,根據直角三角形有

解得,則粒子做圓周運動的的圓心角為120°,週期為

粒子做圓周運動的向心力由洛侖茲力提供,根據牛頓第二定律得

,,化簡得

⑵仍在磁場中的粒子其圓心角一定大於120°,這樣粒子角度最小時從磁場右邊界穿出;角度最大時從磁場左邊界穿出。

角度最小時從磁場右邊界穿出圓心角120°,所經過圓弧的弦與⑴中相等穿出點如圖,根據弦與半徑、x軸的夾角都是30°,所以此時速度與y軸的正方向的夾角是60°。

角度最大時從磁場左邊界穿出,半徑與y軸的的夾角是60°,則此時速度與y軸的正方向的夾角是120°。

所以速度與y軸的正方向的夾角範圍是60°到120°

⑶在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡應該與磁場的右邊界相切,在三角形中兩個相等的腰為,而它的高是

,半徑與y軸的的夾角是30°,這種粒子的圓心角是240°。所用時間為。

所以從粒子發射到全部離開所用時間為。

(09年全國卷1)26(21分)(注意:在試題卷上作答無效)

如圖,在x軸下方有勻強磁場,磁感應強度大小為b,方向垂直於xoy平面向外。p是

y軸上距原點為h的一點,n0為x軸上距原點

為a的一點。a是一塊平行於x軸的擋板,與

x軸的距離為h/2,a的中點在y軸上,長度略

小於a/2。帶點粒子與擋板碰撞前後,x方向的

分速度不變,y方向的分速度反向、大小不變。

質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子從p點瞄、

準n0點入射,最後又通過p點。不計重力。求

粒子入射速度的所有可能值。

26. 【解析】設粒子的入射速度為v,第一次射出磁場的點為,與板碰撞後再次進入磁場的位置為.粒子在磁場中運動的軌道半徑為r,有…⑴,粒子速率不變,每次進入磁場與射出磁場位置間距離保持不變有…⑵,粒子射出磁場與下一次進入磁場位置間的距離始終不變,與相等.

由圖可以看出……⑶

設粒子最終離開磁場時,與檔板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到p點,由對稱性,出射點的x座標應為-a,即……⑷,由⑶⑷兩式得……⑸

若粒子與擋板發生碰撞,有……⑹聯立⑶⑷⑹得n<3………⑺聯立⑴⑵⑸得

………⑻把代入⑻中得

…………⑼

…………⑾

…………⑿

(09年全國卷2)25. (18分)如圖,在寬度分別為和的兩個毗鄰的條形區域分別有勻強磁場和勻強電場,磁場方向垂直於紙面向裡,電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場區域上邊界的p點斜射入磁場,然後以垂直於電、磁場分界線的方向進入電場,最後從電場邊界上的q點射出。

已知pq垂直於電場方向,粒子軌跡與電、磁場分界線的交點到pq的距離為d。不計重力,求電場強度與磁感應強度大小之比及粒子在磁場與電場中運動時間之比。

答案【解析】本題考查帶電粒子在有界磁場中的運動.

粒子在磁場中做勻速圓周運動,如圖所示.由於粒子在分界線處的速度與分界線垂直,圓心o應在分界線上,op長度即為粒子運動的圓弧的半徑r.由幾何關係得

………①

設粒子的質量和所帶正電荷分別為m和q,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

……………②

設為虛線與分界線的交點, ,則粒子在磁場中的運動時間為……③

電磁學知識點

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