一、庫倫定律與電荷守恆定律
1.庫侖定律
(1)真空中的兩個靜止的點電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比,作用力的方向在他們的連線上。
(2)電荷之間的相互作用力稱之為靜電力或庫倫力。
(3)當帶電體的距離比他們的自身大小大得多以至於帶電體的形狀、大小、電荷的分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略不計時,這樣的帶電體可以看做帶電的點,叫點電荷。類似於力學中的質點,也時一種理想化的模型。
2.電荷守恆定律
電荷既不能創生,也不能消失,只能從乙個物體轉移到另乙個物體,或者從物體的一部分轉移到物體的另一部分,在轉移的過程中,電荷的總量保持不變,這個結論叫電荷守恆定律。
電荷守恆定律也常常表述為:乙個與外界沒有電荷交換的系統,電荷的代數和總是保持不變的。
二、電場的力的性質
1.電場強度
(1)定義:放入電場中的某一點的檢驗電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值,叫該點的電場強度。該電場強度是由場源電荷產生的。
(2)公式:
(3)方向:電場強度是向量,規定某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。負電荷在電場中受的靜電力的方向跟該點的電場強度的方向相反。
2.點電荷的電場
(1)公式:
(2)以點電荷為中心,r為半徑做一球面,則球面上的個點的電場強度大小相等,e的方向沿著半徑向里(負電荷)或向外(正電荷)
3.電場強度的疊加
如果場源電荷不只是乙個點電荷,則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的向量和。
4.電場線
(1)電場線是畫在電場中的一條條的由方向的曲線,曲線上每點的切線方向,表示該點的電場強度的方向,電場線不是實際存在的線,而是為了描述電場而假想的線。
(2)電場線的特點
電場線從正電荷或從無限遠處出發終止於無窮遠或負電荷;電場線在電場中不相交;在同一電場裡,電場線越密的地方場強越大;勻強電場的電場線是均勻的平行且等距離的線。
三、電場的能的性質
1.電勢能
電勢能:由於移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關,電荷在電場中也具有勢能,這種勢能叫做電勢能。
2.電勢
(1)電勢是表徵電場性質的重要物理量,通過研究電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值得出。
(2)公式: (與試探電荷無關)
(3)電勢與電場線的關係:電勢順線降低。
(4)零電勢位置的規定:電場中某一點的電勢的數值與零電勢點的選擇無關,大地或無窮遠處的電勢預設為零。
3.等勢面
(1)定義:電場中電勢相等的點構成的面。
(2)特點:一是在同一等勢面上的各點電勢相等,所以在同一等勢面上移動電荷,電場力不做功二是電場線一定跟等勢面垂直,並且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。
4.電場力做功
(1)電場力做功與電荷電勢能變化的關係:
電場力對電荷做正功,電荷電勢能減少;電場力對電荷做負功,電荷電勢能增加。電勢能增加或減少的數值等於電場力做功的數值。
(2)電場力做功的特點:
電荷在電場中任意兩點間移動時,它的電勢能的變化量勢確定的,因而移動電荷做功的值也勢確定的,所以,電場力移動電荷所做的功與移動的路徑無關,僅與始末位置的電勢差由關,這與重力做功十分相似。
四、電容器、電容
1.電容器任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成是乙個電容器。(最簡單的電容器是平行板電容器,金屬板稱為電容器的兩個極板,絕緣物質稱為電介質)
2.電容
(1)定義:電容器所帶的電荷量q與電容器兩極板間的電勢差u的比值
表示式:
(2)平行板電容器電容公式:
五、帶電粒子在電場中的運動
1.加速:
2.偏**當帶點粒子垂直進入勻強電場時,帶電粒子做類平拋運動
粒子在電場中的運動時間
粒子在y方向獲得的速度
粒子在y方向的位移粒子的偏轉角:
磁場知識
一、磁場
1、磁場:磁場是存在於磁體、運動電荷周圍的一種物質.它的基本特性是:對處於其中的磁體、電流、運動電荷有力的作用.
2、磁現象的電本質:所有的磁現象都可歸結為運動電荷之間通過磁場而發生的相互作用.
二、磁感線
為了描述磁場的強弱與方向,人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線.
1.疏密表示磁場的強弱.
2.每一點切線方向表示該點磁場的方向,也就是磁感應強度的方向.
3.是閉合的曲線,在磁體外部由n極至s極,在磁體的內部由s極至n極.磁線不相切不相交。
4.勻強磁場的磁感線平行且距離相等.沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場.
5.安培定則:姆指指向電流方向,四指指向磁場的方向.注意這裡的磁感線是乙個個同心圓,每點磁場方向是在該點切線方向·
三、磁感應強度
1.磁場的最基本的性質是對放入其中的電流或磁極有力的作用,電流垂直於磁場時受磁場力最大,電流與磁場方向平行時,磁場力為零。
2.在磁場中垂直於磁場方向的通電導線受到的磁場力f跟電流強度i和導線長度l的乘積il的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度.
①表示磁場強弱的物理量.是向量.
②大小:b=f/il(電流方向與磁感線垂直時的公式).
③方向:左手定則:是磁感線的切線方向;是小磁針n極受力方向;是小磁針靜止時n極的指向.不是導線受力方向;不是正電荷受力方向;也不是電流方向.
④單位:牛/安公尺,也叫特斯拉,國際單位制單位符號t.
⑤點定b定:就是說磁場中某一點定了,則該處磁感應強度的大小與方向都是定值.
⑥勻強磁場的磁感應強度處處相等.
⑦磁場的疊加:空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發的磁場,則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發的磁場的磁感應強度的向量和,滿足向量運算法則.
四、磁通量與磁通密度
1.磁通量φ:穿過某一面積磁力線條數,是標量.
2.磁通密度b:垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數,即磁感應強度,是向量.
3.二者關係:b=φ/s(當b與面垂直時),φ=bscosθ,scosθ為面積垂直於b方向上的投影,θ是b與s法線的夾角.
磁場對電流的作用
一、安培力
1.安培力:通電導線在磁場中受到的作用力叫做安培力.
說明:磁場對通電導線中定向移動的電荷有力的作用,磁場對這些定向移動電荷作用力的巨集觀表現即為安培力.
2.安培力的計算公式:f=bilsinθ(θ是i與b的夾角);通電導線與磁場方向垂直時,即θ=900,此時安培力有最大值;通電導線與磁場方向平行時,即θ=00,此時安培力有最小值,f=0n;00<b<900時,安培力f介於0和最大值之間.
二、左手定則
1.用左手定則判定安培力方向的方法:伸開左手,使拇指跟其餘的四指垂直且與手掌都在同一平面內,讓磁感線垂直穿過手心,並使四指指向電流方向,這時手掌所在平面跟磁感線和導線所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向.
2.安培力f的方向既與磁場方向垂直,又與通電導線垂直,即f跟bi所在的面垂直.但b與i的方向不一定垂直.
(6)分析在安培力作用下通電導體運動情況的一般步驟
①畫出通電導線所在處的磁感線方向及分布情況
②用左手定則確定各段通電導線所受安培力
③)據初速方向結合牛頓定律確定導體運動情況
(7)磁場對通電線圈的作用:若線圈面積為s,線圈中的電流強度為i,所在磁場的孩感應強度為b,線圈平面跟磁場的夾角為θ,則線圈所受磁場的力矩為:m=biscosθ.
磁場對運動電荷的作用
一、洛侖茲力
磁場對運動電荷的作用力
1.洛倫茲力的公式: f=qvb sinθ,θ是v、b之間的夾角.
2.當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相平行時,f=0
3.當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相垂直時,f=qvb
4.只有運動電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用,靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0.
二、洛倫茲力的方向
1.洛倫茲力f的方向既垂直於磁場b的方向,又垂直於運動電荷的速度v的方向,即f總是垂直於b和v所在的平面.
2.使用左手定則判定洛倫茲力方向時,伸出左手,讓姆指跟四指垂直,且處於同一平面內,讓磁感線穿過手心,四指指向正電荷運動方向(當是負電荷時,四指指向與電荷運動方向相反)則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向.
三、洛倫茲力與安培力的關係
1.洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的巨集觀表現.
2.洛倫茲力一定不做功,它不改變運動電荷的速度大小;但安培力卻可以做功.
四、帶電粒子在勻強磁場中的運動
1.不計重力的帶電粒子在勻強磁場中的運動可分三種情況:一是勻速直線運動;二是勻速圓周運動;三是螺旋運動.
2.不計重力的帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑r=mv/qb;其運動週期t=2πm/qb(與速度大小無關).
3.不計重力的帶電粒子垂直進入勻強電場和垂直進入勻強磁場時都做曲線運動,但有區別:帶電粒子垂直進入勻強電場,在電場中做勻變速曲線運動(類平拋運動);垂直進入勻強磁場,則做變加速曲線運動(勻速圓周運動).
1、帶電粒子在磁場中運動的圓心、半徑及時間的確定
(1)用幾何知識確定圓心並求半徑.
因為f方向指向圓心,根據f一定垂直v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(大多是射入點和出射點)的f或半徑方向,其延長線的交點即為圓心,再用幾何知識求其半徑與弦長的關係.
(2)確定軌跡所對應的圓心角,求運動時間.
先利用圓心角與弦切角的關係,或者是四邊形內角和等於3600(或2π)計算出圓心角θ的大小,再由公式t=θt/3600(或θt/2π)可求出運動時間.
(3)注意圓周運動中有關對稱的規律.
如從同一邊界射入的粒子,從同一邊界射出時,速度與邊界的夾角相等;在圓形磁場區域內,沿徑向射入的粒子,必沿徑向射出.
2、洛侖茲力的多解問題
(1)帶電粒子電性不確定形成多解.
帶電粒子可能帶正電荷,也可能帶負電荷,在相同的初速度下,正負粒子在磁場中運動軌跡不同,導致双解.
(2)磁場方向不確定形成多解.
若只告知磁感應強度大小,而未說明磁感應強度方向,則應考慮因磁場方向不確定而導致的多解.
(3)臨界狀態不惟一形成多解.
帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時,它可能穿過去,也可能偏轉1800從入射介面這邊反向飛出.另在光滑水平桌面上,一絕緣輕繩拉著一帶電小球在勻強磁場中做勻速圓周運動,若繩突然斷後,小球可能運動狀態也因小球帶電電性,繩中有無拉力造成多解.
高中物理知識點總結 電場 磁場
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知識網路 已將末尾的標點符號去除和兩個多餘的文字框,已經將文字間距加為24磅 第15章 磁場 一 知識網路 二 重 難點知識歸納 1 磁場 磁場是存在於磁體 電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態的物質。1 磁場的基本特性 磁場對處於其中的磁體 電流和運動電荷有磁場力的作用。2 磁現象的電本質 磁體 ...
磁場知識點總結
班級姓名小組評價 學習目標 1知道磁感應強度和磁通量,會用磁感線描述磁場 2認識安培力,洛倫茲力,並會計算相關題目3復合場 學習重點 學習難點 帶電粒子在復合場中的運動 課堂六環節 一 導 教師匯入新課。2 3分鐘 二 思 學生自主學習。學生結合課本自主學習,完成以下有關內容 時間不少於13分鐘 學...