高中物理电磁学综合
一?选择题
1.下图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u-t图象.原、副线圈匝数比n
1
：
n
2
=10：1,串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A,则
( )
A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220 V
B.变压器输出端所接电压表的示数为
C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz
D.变压器的输出功率为
解析:由交流电的有效值与最大值关系可得
正确;变压器输出电压
U 2=
1
10
U=22 V,电压表示数即为有效值,为22 V,B错;由图可知,交变电流的周期T=0.02 s,则频
率f=50 Hz,且变压器工作时交变电流的频率不变,C正确;变压器的输出功率等于输入功率
P=IU=1×220 W,D错.
答案:AC
2.如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则
( )
A.电子将沿Ox方向运动
B.电子的电势能将增大
C.电子运动的加速度恒定
D.电子运动的加速度先减小后增大
解析:由图乙可知,沿Ox方向电势升高,因此电子所受电场力沿Ox方向(与电势升高的方向相同),电场线又是直线,因此在O点由静止释放的电子,将沿Ox方向运动,A正确;电场力对电子
做正功,电子电势能减小,B错;由U=φ-φ
=Ed可判断,图象的斜率表示场强,由图象可看出,图线的斜率先减小后增大,即电场强度先减小后增大,那么电子运动的加速度先减小后增大,C错D正确.C项也可以直接判断,但C?D都是判断电子的加速度,因此一同判断可提高解题速度.利用电场中电势随距离变化的特点.
答案:AD
3.等离子气流由左方连续以v
射入P
1
和P
2
两板间的匀强磁场中,ab直导线与P
1
、P
2
相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场.且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是( )
A.0~1 s内ab、cd导线互相排斥
B.1~2 s内ab、cd导线互相吸引
C.2~3 s内ab、cd导线互相吸引
D.3~4 s内ab、cd导线互相排斥
解析:根据右手定则判断导线ab中电流方向为由a到b. 0~2 s内,线圈A产生的感应磁场向右,判断出cd导线上电流方向为由c到d,此时ab?cd导线通有同向电流相互吸引.同理2~4 s 内,线圈A中电流反向,ab?cd导线通有反向电流相互排斥.故答案为B?D.
答案:BD
4.在如图的电路中电源电动势为E,内电阻为r.闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q.现将滑动变阻器的滑动触头从图示位置向a端移动一些,待电流达到稳定后,则与移动前相比
( )
A.U变小
B.I变大
C.Q增大
D.Q减小
解析:将滑动变阻器的滑动触头从图示位置向a端移动一些,则其阻值变大,回路总电阻变大,干路电流I变小,路端电压U升高,因此A?B错;电容器两端电压等于电压表示数,U变大,因此其带电量Q增大,C对D错.
答案:C
5.如图所示为一理想变压器,原副线圈的匝数之比为1：n,副线圈接一定值电阻
R( )
A.若ab之间接直流电压U,则R中的电流为
nU
R
B.若ab之间接直流电压U,则原、副线圈中的电流均为零
C.若ab之间接交流电压U,则原线圈中的电流为
2
n U
R
D.若ab之间接交流电压U,则副线圈中的电流为
U
n R
解析:本题考查知识有:变压器工作原理?闭合电路欧姆定律.ab间接直流电压U时,原线圈
中没有电阻故电流无穷大,故B 选项错误,由于原线圈中的电流不变化,副线圈中没有电压,故A 选项错误;若ab 间接交流电压U 时,由变压器工作原理知:
12
1U U n
=,P 1=P 2,P=UI 代入数据得C 选
项正确,D 选项错误.
答案:C
6.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时,则下列说法不正确的是
( )
A.电源1和电源2的内阻之比是11：7
B.电源1和电源2的电动势之比是1：1
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1：2
D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1：2 解析:电源内阻之比
11122
22
1
//r E I I r E I I ==,A 正确;两电源电动势均为10 V,比值为1：1,B 正确;
两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是
1112
22
3556
P I U P I U ?=
=
?=1：2,C 正确;两种连接状态下,
小灯泡的电阻之比是
1112
22
/3618,/55
25
R U I R U I ?=
=
=
?D 错,选D.电源伏安特性曲线与小灯泡的伏安
特性曲线的交点,即为电源与小灯泡连接时的工作状态,交点的坐标为工作时的电压和电流.
答案:D
7.如图所示,平行于纸面有一匀强电场(电场未画出),在纸面内建了一个直角坐标系xOy,以O 为圆心,做半径r=2 cm 的圆.如果在圆上任取一点P,设OP 与x 轴正方向的夹角为θ,P 点的电势与θ角函数关系满足φP =[8cos(θ-30°)+10] V.则下列说法正确的是
( )
A.当θ=90°时,P 点的电势为10 V
B.当θ=330°时,P 点的电势与当θ=90°时P 点的电势相等
C.该电场强度的方向与x 轴负方向成60°角斜向下
D.该圆周上的电势最低点是θ=30°时的P 点
解析:当θ=90°时,φP =(8cos60°+10) V=14 V,即P 点的电势为14 V,A 错;当θ=330°时,P 点的电势φP =(8cos 300°+10) V=14 V,与当θ=90°时P 点的电势相等,B 正确;当
cos(θ-30°)=-1,θ=210°时,P 点电势φP =(-8+10)=2 V 为最低,过电势最低的点的等势面与圆相切,垂直于半径,此时电场线与x 轴正方向成θ=210°角,与x 轴负方向成30°角斜向下,C 错D 错.
答案:B
8.如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不
计重力),从O 点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,则正、负离子在磁场运动过程中,下列判断错误的是( )
A.运动的轨道半径相同
B.重新回到磁场边界时速度的大小和方向都相同
C.运动的时间相同
D.重新回到磁场边界的位置与O 点距离相等 解析:A:由r=
m v qB
,m ?q ?v ?B 都相同,∴r 相同.B:洛伦兹力不做功,∴速度大小相同.由r 相
同,O″O′连线在同一直线上,θ1=θ2,∴v 1与v 2方向平行,即方向一致.C:二者周期相同,但对应的圆心角不等.由t=
2θ
π
T,∴t 1>t 2.D:由θ1=θ2,r 1=r 2,∴两者对应弦长相等,即离O 点距离相等
.
答案:C
9.如图所示,水平放置的两光滑导轨MN 、PQ 位于竖直向上的匀强磁场中,导轨电阻不计,质量和电阻阻值完全相同的两根金属棒a 和b 静止地横放在水平导轨上.现将一水平向右的恒力F 作用在棒a 上,使两金属棒运动起来,则下列说法中正确的是
( )
A.棒a 先做加速度减小的加速运动,而棒b 先做加速度增大的加速运动,最终两者一起匀速向前运动
B.棒a 先做加速度减小的加速运动,而棒b 先做加速度增大的加速运动,最终两者以相同的加速度向前加速运动
C.两棒最终以相同的速度运动,且回路的电流不为零
D.两棒最终以相同的加速度共同运动,此后力F 所做的功等于两棒动能的增加 解析:当F 作用后,对于棒a,根据牛顿第二定律和法拉第电磁感应定律得:2
2
B L v F R
-
=m a a a ,
所以a a 逐渐减小;对于棒22
:
B L v b R
=m b a b ,所以a b 逐渐增大.对于整体,根据牛顿第二定律:最终两
棒会以相同的加速度向右运动.由于最终两棒的速度大小不同,所以棒中有电流,F 做的功一部分要转化为内能.综上所述,A ?C ?D 错误,B 正确.
答案:B
10.如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端与电阻R 相连接,匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒在垂直导轨的方向上搁在导轨上.今使棒以一定的初速度向右运动,到位置c 时棒刚好静止.设导轨与棒的电阻均不计,a 、b 与b 、c 的间距相等,则金属棒在由a→b 和由b→c 的两个过程中( )
A.棒运动的加速度相等
B.通过棒横截面的电量相等
C.棒运动的速度变化量相同
D.回路中产生的热量相等
解析:导体棒由于受到安培力而做减速运动,同时由于速度减小,感应电动势减小而导致安培力减小,加速度减小,A 错;电磁感应现象中,通过导体棒截面的电量q R
?Φ=
可知,若ab=bc,则
回路面积变化相等,通过的电量相等,B 正确;由动量定理得BILt=ΔP=m·Δv,即Δv=B IL t B L q m m
=,可见速度的变化量相同,C 正确;产生的热量由功能关系得
Q=
2
2
2
2
1212111()22
2
m v m v m v v -
=
-由速度的平方差确定,D 错.
答案:BC
11.在图中直角坐标系xOy 的一,三象限内有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ 从图示位置开始以ω=
3
π
rad/s 的角速度绕O 点在xOy 平面内沿逆时针方向匀速转动.则在线框转动一周的过程中,线框中感应电动势随时间变化关系大致是下图中的(设沿OPQ 的电动势方向为正
)( )
解析:考查楞次定律,法拉第电磁感应定律.在线框转过
3
π
,即1 s 内,感应电动势方向沿OQP,
为负,A ?D 错误;在1.5~2.5 s 内,感应电动势方向沿OPQ,为正,B 正确?C 错误.
答案:B
12.如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab 置于导轨上.当开关S 断开时,在杆ab 上作用一水平向右的恒力F,使杆ab 向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.下列关于金属杆ab 的v —t 图象不可能的是( )
解析:以金属杆为研究对象,有F-F
安=ma,即F-
22
B L v
R
=ma,当闭合开关瞬间,若F=
22
B L v
R
,金
属杆做匀速运动,A项正确;若
22
B L v
F
R
<,杆做加速度减小的减速运动,C项符合;若
22
B L v
F
R
>,
杆做加速度减小的加速运动,B项符合;本题D图所示是不可能出现的.
答案:D
二、实验题
13.图示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流I
g =300 μA,内阻R
g
=100 Ω,可
变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表
笔颜色应是________色.按正确使用方法测量电阻R
x
的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则
R
x
=________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正
确使用方法再测上述R
x ,其测量结果与原结果相比将________(填“变大”“变小”或“不变”
).
解析:从欧姆表的外部来讲,电流流入为红表笔,电流流出为黑表笔,所以与欧姆表内部电池
负极相连的是红表笔.根据欧姆表的工作原理,电阻调零时,电流达满偏,此时有I
g
=
g
E
R R r
++
,
当指针指在刻度盘中央时有
1
,
2
I
g
=
g x
E
R R r R
+++
,解上述两式可解得R
x
=5 kΩ.
答案:红 5 kΩ变大
14.有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率
ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验
:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个
等分刻度)的读数L=________ cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字表示
)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长
为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R
d =13.3 Ω、R
D
=3.38 Ω.他发现:在误差
允许范围内,电阻R满足R2=R
d ·R
D
,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________.(用ρ、L、d、
D表示)
解析:本题源于课本中测量金属导体的电阻率,抓住读数?两外接和限流等基本要点,又大胆创新将圆柱体变化为圆台状导体,有效考查了学生对实验的迁移能力.(1)9.940 cm,本题在读数时要注意单位.(2)从图给条件判断控制电路应该为限流接法,测量电路为外接法,所以⑥导线是
接错的.此处不要误以为是⑤导线.(3)根据电阻定律R=ρL
S
,S
d
=π()
2
d
2,S
D
=π()
2
D
2和公式
R2=R
d
·R
D
综合解得
4
.
L
d
R
D
ρ
π
=
答案:(1)9.940 (2)⑥ (3)
4
d
L
D
ρ
π
三、计算题
15.如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.
整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的
电阻.若将一质量为M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至底端前会
有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推
至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.(金属棒、导轨的电阻均不计)求
:
(1)EF棒下滑过程中的最大速度.
(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?
解:(1)如图所示,当EF从距BD端s处由静止开始滑至BD的过程中,受力情况如图所示
.
安培力:F
安
=BIl=
B lv
B
R
l
根据牛顿第二定律:a=
Blv M gsin B
l
R
M
θ-①
所以,EF 由静止开始做加速度减小的变加速运动. 当a=0时速度达到最大值v m 由①式中a=0有:Mgsin θ-22
m
B l v R
=0
v m =22
.M gR sin B l
θ
(2)由恒力F 推至距BD 端s 处,棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD 之前已达最大速度v m 开始匀速,
设EF 棒由BD 从静止出发到再返回BD 过程中,转化成的内能为ΔE.根据能的转化与守恒定律:
Fs-ΔE=2
12m M v ΔE=Fs-22
1(
)2
M gR sin M B l
θ2
.
16.1932年,劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D 形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直.A 处粒子源产生的粒子,质量为m 、电荷量为+q,在加速器中被
加速,加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用
.
(1)求粒子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比;
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间;
(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B m 、f m ,试讨论粒子能获得的最大动能E km .
解:(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1,速度为v 1
qU=
2
112m v
qv 1B=m
2
1
1
v r
解得r 1
,粒子第2次经过狭缝后的半径
r 2
则r 2：r 1
1.
(2)设粒子到出口处被加速了n 圈 2nqU=
12
mv 2
qvB=m
2
v
R
T=
2m qB
π
t=nT 解得2
2t U
BR π=
.
(3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,即f=2qB m
π
当磁感应强度为B m 时,加速电场的频率应为 f Bm =
,2m qB m
π
粒子的动能E k =12
mv 2
当f Bm ≤f m 时,粒子的最大动能由B m 决定 qv m B m =2
m v m
R
解得E km =
22
2
2m q B R m
当f Bm ≥f m 时,粒子的最大动能由f m 决定 v m =2πf m R
解得E km =2π2m 2
m f R 2.
17.如图所示,正方形导线框abcd 的质量为m 、边长为l,导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂
直的竖直平面内,cd 边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上?下两个界面水平距离为l.已知cd 边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.重力加速度为
g.
(1)求cd 边刚进入磁场时导线框的速度大小;
(2)请证明:导线框的cd 边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率;
(3)求从导线框cd 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场的过程中,导线框克服安培力所做的功. 解:(1)设线框cd 边刚进入磁场时的速度为v,则在cd 边进入磁场过程时产生的感应电动势为E=Blv,根据闭合电路欧姆定律,通过导线框的感应电流为I=
B lv R
导线框受到的安培力为F 安=BIl=
22
B l v R
因cd 刚进入磁场时导线框做匀速运动,所以有 F 安=mg,
以上各式联立,得:v=
22
m gR B l
.
(2)导线框cd 边在磁场中运动时,克服安培力做功的功率为:P 安=F 安v 代入(1)中的结果,整理得:P 安=
22
2
B l v R
导线框消耗的电功率为:
P 电=I 2
R=
222
222
2
B l v B l v R R
R
=
因此有P 安=P 电.
(3)导线框ab 边刚进入磁场时,cd 边即离开磁场,因此导线框继续做匀速运动.导线框穿过磁场的整个过程中,导线框的动能不变.
设导线框克服安培力做功为W 安,根据动能定理有 2mgl-W 安=0 解得W 安=2mgl.
18.如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=102
T,同时有竖直向上与y 轴同方向的匀强电场,场强大小E 1=102 V/m,第四象限有竖直向上与y 轴同方向的匀强电场,场强大小E 2=2E 1=2×102
V/m.若有一个带正电的微粒,质量m=10-12
kg,电量q=10-13 C,以水平与x 轴同方向的初速度从坐标轴的P 1点射入第四象限,OP 1=0.2 m,然后从x 轴上的P 2点穿入第一象限,OP 2=0.4 m,接着继续运动.取g=10 m/s 2.求
:
(1)微粒射入的初速度; (2)微粒第三次过x 轴的位置;
(3)从P 1开始到第三次过x 轴的总时间.
解:(1)微粒从P 1到P 2做类平抛运动,由于qE 2=2mg,则加速度a=g,则运动时间
t 1
微粒射入的初速度:v 0=
21
O P t =2 m/s.
(2)微粒进入第一象限的速度
:v=045
v cos =
粒子运动方向与x 轴夹角为45°
由qE 1=mg,则微粒进入第一象限做匀速圆周运动,则圆周运动的半径
R=5
m v qB
=
m
P 2P 3=2Rcos45°=0.4 m 圆周运动的时间t 2=
2B
m q π=0.157 s
微粒再次进入第四象限做类斜上抛运动,由运动的分解可知:x 轴方向做匀速运动,y 轴方向做类上抛运动,粒子的运动时间t 3=
2y v q
=0.4 s
运动距离P 3P 4=v x t 3=0.8 m 故OP 4=OP 2+P 2P 3+P 3P 4=1.6 m.
微粒第三次过x 轴的位置距O 点1.6 m 处. (3)求(2)知t=t 1+t 2+t 3=0.757 s.
高二物理电磁学综合试题 第Ⅰ卷选择题 一.选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题有多个选项正确，全对得3分，漏选得1分，错选、不选得0分） １、下列说法不符合 ．．．物理史事的是（） Ａ、赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系 Ｂ、安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 Ｃ、法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象 Ｄ、19世纪60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在 ２、图1中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用 E a、E b表示a、b两点的场强大小，则（） Ａ、a、b两点的场强方向相同 Ｂ、电场线是从ａ指向ｂ，所以有E a＞E b Ｃ、若一负电荷从b点逆电场线方向移到ａ点，则电场力对该电荷做负功 Ｄ、若此电场是由一负点电荷所产生的，则有E a＜E b ３、质量均为ｍ、带电量均为＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一点，平衡后两线张角为２θ，如图２所示，若Ａ、Ｂ小球可视为点电荷，则Ａ小球所在处的场强大小等于（） Ａ、mgsinθ/q Ｂ、mgcosθ/q Ｃ、mgtgθ/q Ｄ、mgctgθ/q ４、如图３所示为某一LC振荡电路在某时刻的振荡情况，则由此可知，此刻（）Ａ、电容器正在充电 Ｂ、线圈中的磁场能正在增加 Ｃ、线圈中的电流正在增加 Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大 是（） A、它的频率是50H Z Ｂ、电压的有效值为311V Ｃ、电压的周期是 002s Ｄ、电压的瞬时表达式是u=311 sin314t v 图３ －311 311 u/v 0 1 2 t/10－2s 图４ ａｂ 图１ B 图２ A θθ q q
二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：221r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = ×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电 =?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量：
20 2 2022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y ==θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变 （二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2121R R U U =，U R R R U 2 111+= 功率分配 2121R R P P =，P R R R P 2 111+= 4、并联电路总电阻： 3 211111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 1221I R I R =，I 1=I R R R 2 12+ S l R ρ =
高中物理电磁学知识点公式总结大全 来源:网络作者:佚名点击:1524次 高中物理电磁学知识点公式总结大全 一、静电学 1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力 ，， 由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。 2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场 ， 导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。 平行板间的电场 3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。本式以以无限远为零位面。 4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。 导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。 电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。 均匀电场内，相距d之两点电位差。故平行板间的电位差。 5.电容，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能，。 a.球状导体的电容，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。 b.平行板电容。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。 二、感应电动势与电磁波 1.法拉地定律：感应电动势。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。 感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。 2.长度的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势。若v、B、互相垂直，则 3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势，最大感应电动势。 变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。 ，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒，故 4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为 a.电场的高斯定律 b.法拉地定律 c.磁场的高斯定律 d.安培定律 马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。e.马克士威修正后的安培定律为 a.、 b.、 c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度。 。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。 劳仑兹力。 右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向
电学实验(经典) 实验设计的基本思路 （一）电学实验中所用到的基本知识 电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为： Ir U E I U R +== ,。 可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。 1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 （1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 （3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 （4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： （1）选择电表：首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 （2）选择滑动变阻器：注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 （3）应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。
高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好 为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则： A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N 运动时，要克服电场力做功，W=qU AB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克服电场力做的功相等，即：mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离，因U AB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回， 应选A。 若把B板下移一小段距离，因U AB保持不变，质点克服电场力做功不变，而重力做功 增加，所以它将一直下落，应选D。 由上述分析可知：选项A和D是正确的。 想一想：在上题中若断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个 离子的质量为m，电量为q，从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)
高中物理20 种电磁学仪器 1. 电视机原理 1. 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的. 电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示. 磁场方向垂直于圆面. 磁场区的中心为O，半径为r. 当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点. 为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度 B 应为多少？ 解析：如图所示，电子在磁场中沿圆弧ab 运动，圆心为O，半径为R，以v 表示电子进入磁= 场时的速度，m、e 分别表示电子的质量和电荷量，则 1 2 eU mv 2 evB 2 mv R 又有tan 2 r R 由以上各式解得： B 1 2mv r e tan 2 2. 电磁流量计 2. 电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道．其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度 B 的匀强磁场，磁场方向垂直前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（） A. I c bR B a B. I b aR B c
C. I cR a B b D. I R bc B a 2. 质谱仪 3. 如图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导 入图中所示的容器 A 中，使它受到电子束轰击，失去 一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1 以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不 计），加速后，再通过狭缝s2、s3 射入磁感强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分 子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭 缝s3 的细线。若测得细线到狭缝s3 的距离为d，试 导出分子离子的质量m的表达式。 解析：以m、q 表示离子的质量电量，以v 表示离子从狭缝s2 射出时的速度，由功能关系可得 射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得 式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3 缝的距离d＝2R 解得 4. 磁流体发电 3. 磁流体发电是一种新型发电方式，图1 和图 2 是其工作原理示意图。图1 中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l 、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个 侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连。整个发电导管处于图 2 中磁
高中物理知识点梳理 电磁学部分： 1、基本概念： 电场、电荷、点电荷、电荷量、电场力（静电力、库仑力）、电场强度、电场线、匀强电场、电势、电势差、电势能、电功、等势面、静电屏蔽、电容器、电容、电流强度、电压、电阻、电阻率、电热、电功率、热功率、纯电阻电路、非纯电阻电路、电动势、内电压、路端电压、内电阻、磁场、磁感应强度、安培力、洛伦兹力、磁感线、电磁感应现象、磁通量、感应电动势、自感现象、自感电动势、正弦交流电的周期、频率、瞬时值、最大值、有效值、感抗、容抗、电磁场、电磁波的周期、频率、波长、波速2、基本规律： 电量平分原理（电荷守恒） 库伦定律（注意条件、比较－两个近距离的带电球体间的电场力） 电场强度的三个表达式及其适用条件（定义式、点电荷电场、匀强电场） 电场力做功的特点及与电势能变化的关系 电容的定义式及平行板电容器的决定式 部分电路欧姆定律（适用条件） 电阻定律 串并联电路的基本特点（总电阻；电流、电压、电功率及其分配关系） 焦耳定律、电功（电功率）三个表达式的适用范围 闭合电路欧姆定律 基本电路的动态分析（串反并同） 电场线（磁感线）的特点 等量同种（异种）电荷连线及中垂线上的场强和电势的分布特点 常见电场（磁场）的电场线（磁感线）形状（点电荷电场、等量同种电荷电场、等量异种电荷电场、点电荷与带电金属板间的电场、匀强电场、条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流、通电螺线管） 电源的三个功率（总功率、损耗功率、输出功率；电源输出功率的最大值、效率） 电动机的三个功率（输入功率、损耗功率、输出功率） 电阻的伏安特性曲线、电源的伏安特性曲线（图像及其应用；注意点、线、面、斜率、
物理电学实验专题 一、伏安法测电阻及拓展 1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。 电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。 滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A 滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干 2. 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的3 1 ，试画出测量电阻R x 的 一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 （2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。 3. 两块电流表测电阻 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，器材代号 规格 电流表（A 1） 量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500uA ，内阻r 2＝750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10k Ω 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小 开关（K ） 导线若干 （2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。 4.现有实验器材如下： 电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω 电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω 电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干 要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？ （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． A A ′ R 1 R 0
一、电场基本规律 2、库仑定律 （1）定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 （2）表达式：k=9.0×109N?m2/C2——静电力常量 （3）适用条件：真空中静止的点电荷。 1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。 （2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C ——密立根测得e的值。 二、电场能的性质 1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。 2、电势φ （1）定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。 （2）定义式：φ——单位：伏（V）——带正负号计算 （3）特点： ○1电势具有相对性，相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无关。 ○2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。 ○3电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。 ○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。 （4）电势高低的判断方法 ○1根据电场线判断：沿着电场线电势降低。φA>φB ○2根据电势能判断： 正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。 负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。 结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。 3、电势能Ep （1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。 （2）定义式：——带正负号计算 （3）特点： ○1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。 ○2电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。 4、电势差UAB （1）定义：电场中两点间的电势之差。也叫电压。 （2）定义式：UAB=φA-φB （3）特点： ○1电势差是标量，但是却有正负，正负只表示起点和终点的电势谁高谁低。若UAB>0，则UBA<0。 ○2单位：伏 ○3电场中两点的电势差是确定的，与零势面的选择无关 ○4U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。——电势差与电场强度之间的关系。 5、静电平衡状态
二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：2 2 1r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电=?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量： 2 02 2022212121V L md qU V L m qE at y = == 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y = = θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变
（二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2 12 1R R U U =，U R R R U 2 11 1 += 功率分配 2 12 1R R P P =，P R R R P 2 11 1+= 4、并联电路总电阻： 3 2 1 1111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 122 1 I R I R =，I 1= I R R R 2 12 + 并联电路功率分配 1 22 1R R P P =，P R R R P 2 12 1+= 5、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律： 变形：U=IR （2）闭合电路欧姆定律：I = r R E + Ir U E += E r 路端电压：U = E -I r= IR 输出功率： = IE -I r = （R = r 输出功率最大） R 电源热功率： 电源效率： =E U = R R+r 6、电功和电功率： 电功：W=IUt 焦耳定律（电热）Q= 电功率 P=IU 纯电阻电路：W=IUt= P=IU 非纯电阻电路：W=IUt > P=IU > S l R ρ=
例3-1 【新课标全国Ⅰ】关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）。 A 安培力的方向可以不垂直于直导线 B 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 例3-2 图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属 导轨，是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端、，导轨两端、， 分别接到两个不流电源上时，便在导轨上滑动。下列说法正确的是（）。 A若接正极，接负极，接正极，接负极，则向右滑动B若接正极，接负极，接负极， 接正极，则向右滑动 C若接负极，接正极，接正极，接负极，则向左滑动D若接负极，接正极，接负极，接正极，则向左滑动 例3-3 如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹 的锐角为45°。将一个34金属圆环置于磁场中，圆环的圆心为，半径为，两条半径 和0 相互垂直，且沿水平方向。当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为（）。 A 2 B 32 CD 2 例3-4 如图所示，边长为的等边三角形导体框是由3根电阻均为 3 的导体棒构成， 磁感应强度为的匀强磁场垂直导体框所在平面，导体框两顶点与电动势为,内阻为 的电源用电阻可忽略的导线相连，则整个线框受到的安培力大小为（）。 A 0B3 C2 D 例4-1 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为、质量为的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是（）。 A 此过程中磁感应强度逐渐增大 B 此过程中磁感应强度先减小后增大 C 此过程中磁感应强度的最小值为sin D 此过程中磁感应强度的最大值为 tan 例4-2 【上海卷】如图所示，质量为、长度为的直导线用两绝缘细线悬挂于、′， 并处于匀强磁场中，当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时悬线与 竖直方向夹角为。磁感应强度方向和大小可能为（）。 A 正向，tan B 正向， C 负向，tan D 延悬线向上，sin 例4-3 【新课标全国Ⅰ卷】如图，一长为10 的金属棒用两个完全相同的弹 簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端 与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12 的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 ，重力加速度大小取10 / 2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并 求出金属棒的质量。 例5-1 如图所示，一个长方形线框静止放在同一平面内直导线附近，线框可以自由移动， 直导线固定不动。当直导线和线框中分别通以图示方向的恒定电流′和时，则线框的受 力情况和运动情况是（）。 A 线框四个边受到安培力的作用 B 线框仅左边和右边受到安培力 C 线框向左运动 D 线框向右运动
高中物理20种电磁学仪器 1.电视机原理 1.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面.磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点.为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？ 解析：如图所示，电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为O，半径为R，以v表示电子进入磁=场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电荷量，则 1 2 eUmv 2 evB 2 mv R 又有tan 2 r R 由以上各式解 得： B 12mv re tan 2 2.电磁流量计 2.电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位 时间内通过管内横截面的流体的体积）．为了简化，假设流量计是如图所示的横 截面为长方形的一段管道．其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流 量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金 属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度B的匀强磁场，磁场方向垂直前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（） A. Ic bR Ba B. I b aR Bc
C.IcRa Bb D.IRbc Ba 3.质谱仪 3.如图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去 一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1 以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不 计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分 子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭 缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d，试 导出分子离子的质量m的表达式。 解析：以m、q表示离子的质量电量，以v表示离子从狭缝s2 射出时的速度，由功能关系可得 射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得 式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3缝的距离d＝2R 解得 4.磁流体发电 4.磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连。整个发电导管处于图2中磁
高中物理电磁学部分教学 高中物理电磁学部分教学【1】 【摘要】随着电磁技术在现代科技的应用，电磁学部分在高中物理的教学中的重要性逐渐增加。 本文对高中电磁学部分的教学结构及有效教学方法进行了分析和探讨。 【关键词】高中物理;电磁学;教学研究 随着新课程改革的不断实施，新型的高中教学方法更加重视了所学理论知识与实际应用的结合。 对于高中物理教学而言，更加重视了物理知识与现代科技、现代生产和现代生活的结合，因为只有这样才能通过理论联系实际，强化学生对所学知识的应用能力，进而提高学生对物理知识的理解和掌握。 随着现代科技的迅速发展，电磁技术得到了广泛的应用，从一些高端科技到我们实际的生活，都会遇到对电磁技术的利用，因此，更加体现出了电磁学部分在高中物理的教学中的重要性。 笔者结合多年的高中物理教学经验，对高中物理电磁学部门的教学做了如下分析和研究。 一、高中电磁学部分的教学结构分析 高中物理电磁学部分的教学内容主要是对学习和研究电磁现象的一些规律及其对这些规律的实际应用，具体主要的内容包括电流现象、静电现象、磁现象、电磁场和电磁辐射等。
在实际的电磁理论之中，磁现象和电现象是一种不可分割的紧密联系体，但为了保证学生能够真正理解和掌握相关知识内容，进而培养学生运用电磁学知识解决和分析问题的能力，往往在教学中将磁现象和电现象分开处理。 只有让学生透彻地掌握磁学和电学的单一原理和应用，才能真正明白电磁学的基本原理和规律，进而将分散的、孤立的教学变成结构化、系统化的教学，让学生真正明白电磁学中电学和磁学的相互联系。 为此，高中物理教学应从弄清物理情境、掌握内在基本原理和锻炼知识运用能力三个方面来分析电磁学教学。 例如，在讲解电磁学中“带电粒子在复合场中的运动轨迹”问题时，首先让学生弄清带电粒子分别在电磁和磁场中的运动轨迹，让学生在头脑中形成“抛物线”运动和“圆”运动的全过程，进而在脑海中抽象出物理模型，建立清晰正确的物理情境。 其次，分别对带点粒子在电场和磁场中的运动原理进行讲解，让学生能够在带电粒子的受力大小及方向等方面深入理解带电粒子 在电磁场中运动的物理知识，进而明确为什么会在电场中沿“抛物线”运动而在磁场中沿“圆”运动。 再次，在学生真正掌握理解现象和原理的基础之上，分析和解决实际生活当中的相关物理问题，如磁悬浮列车的运动原因、轰击电子束加速等，进而提高学生对知识点的掌握和应用能力。 二、高中物理电磁学部分教学方法探讨
高中物理电磁学所有概念-知识点-公式 十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q 8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电 势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数） 常见电容器〔见第二册P111〕 14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E ＝U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m 注:
高中物理電磁學公式總整理 電子電量為19106.1-?庫侖(Coul)，1Coul=181025.6?電子電量。 一、靜電學 1.庫侖定律，描述空間中兩點電荷之間的電力 r r q kq r r q q F ??41 221221012== πε ，2 2 1221041r q kq r q q F ==πε，229/109Coul m Nt k ??≈ 由庫侖定律經過演算可推出電場的高斯定律kq q A d E E πε40 ==?=Φ?? 。 2.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電場 r r kq q F E ?211== ，21r kq q F E == 導體表面電場方向與表面垂直。電力線的切線方向為電場方向，電力線越密集電場強度越大。 平行板間的電場A kq A kq E ππ224= = 3.點電荷或均勻帶電球體間之電位能r q kq U e 2 1=。本式以以無限遠為零位面。 4.點電荷或均勻帶電球體在空間中形成之電位r kq q U V e 1 == 。
導體內部為等電位。接地之導體電位恆為零。 電位為零之處，電場未必等於零。電場為零之處，電位未必等於零。 均勻電場內，相距d 之兩點電位差θcos Ed d E V =?=? 。故平行板間的 電位差d A kq Ed V π2= =?。 5.電容V C q V q C ?=?= ，，為儲存電荷的元件，C 越大，則固定電位差下可儲存的電荷量就越大。電容本身為電中性，兩極上各儲存了+q 與 -q 的電荷。電容同時儲存電能，C q CV U E 222 2==。 a.球狀導體的電容k r r kq q V q C === ，本電容之另一極在無限遠，帶有電荷-q 。 b.平行板電容kd A A kqd q V q C ππ22== = 。故欲加大電容之值，必須增大極板面積A ，減少板間距離d ，或改變板間的介電質使k 變小。 二、電路學 1.理想電池兩端電位差固定為ε。實際電池可以簡化為一理想電池串連
用思维导图学习高中物理电磁学 物理是高中课程的主要组成部分，在我们的成长过程中学习物理方面的知识，对我们日后的发展有很大的影响和帮助。电磁学是物理学的分支，其中包含电学和磁学，主要学习电磁波、电磁场以及带电物体动力学的相关内容。在学习电磁学的过程中使用思维导图，能够弥补直线性笔记的缺陷，将抽象的物理知识转化为直观、易懂的逻辑顺序图，能够帮助我们理清学习思路，强化物理知识，提高对物理学习的兴趣。 一、思维导图的概述 思维导图也称心智导图、脑力激荡图、树状图、概念地图和灵感触发图，主要用来表达发散性思维，是一种简单、有效的图形思维工具。思维导图可以将图片与教学内容结合在一起，使用相关的层级图将教学重点表现出来。在主题关键词、图像、颜色之间建立记忆链接，发挥人的左右脑机能，借助阅读、记忆和思维的规律帮助人们在科学发展与逻辑想象中建立平衡关系，激发人们的潜能，将抽象的内容形象化。思维导图是在众多感觉、记忆、思考、数字、食物、颜色和节奏中找寻一个关节点，形成思考中心，在点与点的连接中构建放射性的立体结构。每个连接点都是人们的记忆，利用思维导图的形式能够在自己的脑海中建立数据库[1]。 二、高中物理电磁学的学习现状
（一）物理逻辑思维能力较强，学生对物理的学习兴趣低 在高中物理学习过程中，教材内容较单一，我们在学习理论知识的过程中感到非常的枯燥和无聊。我们在高中的物理学习中更重视考试结果，忽视了在学习过程中的情感体验和学习能力的培养。同时，制定的教学目标过高，使我们感到压力太大，对学习物理会产生畏惧心理。在面对着抽象的电磁学内容时，我们对知识的理解和掌握不到位。在学习过程中遇到了很多的重点和难点，我们只是死记硬背公式，解题思路不能举一反三，将考试的重点标记出来，不考试的内容就忽略过去，在学习过程中比较被动。例如，在学习“恒定电流”这一章节时，需要掌握电阻、欧姆、焦耳等三大定律，我们会先将各个定律的内容学习一遍，然后将定义和相关公式背过。这样做我们虽然知道各个定律的重要性，但是根本没有对其理解。我们的学习兴趣低，对知识点的理解不够透彻，在电磁学教学活动中没有积极性和主动性，学习效率低[2]。 （二）自主学习能力差 长期依赖“被动式”学习方式，抑制了我们自主学习能力的提高。我们在学习电磁学内容时思维处于一种固化的状态，对教材资料中的内容缺乏理解，没有主动探索精神。遇到难以解决的问题就逃避过去，等到学期末统一复习时才发
高中物理电学公式总结大全 一.电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷： 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中） 3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式) 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 5.匀强电场的场强E＝U AB/d 6.电场力：F＝qE 7.电势与电势差：U AB＝φA-φB，U AB＝W AB/q＝-ΔE AB/q 8.电场力做功：W AB＝qU AB＝Eqd 9.电势能：E A＝qφA 10.电势能的变化ΔE AB＝E B-E A 11.电场力做功与电势能变化ΔE AB＝-W AB＝-qU AB (电势能的增量等于电场力做功的负值)0 12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) 13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd 14.带电粒子在电场中的加速 (V o＝0)：W＝ΔE K或qU＝mV t2/2，V t＝(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝V o t(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m 二、恒定电流 1.电流强度：I＝q/t 2.欧姆定律：I＝U/R 3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S 4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR 5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI 6.焦耳定律：Q＝I2Rt 7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总
一、库伦定律 ①电荷： ①电荷量（简称电量）：用来度量带电体（静电）所含电量的多少。其符号是Q，单位是库伦（简称库），用符号C表示。通常正电荷量用正数表示，负电荷量用负数表示。 ②元电荷：也可叫做基本电荷。任意电荷量都等于该元电荷的整数倍，用e 表示。e= 1.6021892×10-19C，可取e=1.6×10-19C。它是一个电子或质子所带电荷量。 ③点电荷：忽略其体积的带电质点，其所带电荷可以用Q或q来表示。 ④净电荷：在导体中，未被电性抵消的电荷量叫做净电荷量，简称净电荷。 ⑤电荷平分原理：两个点电荷或体积相等的两个电荷相遇后，各自所带的电荷量为两个点电荷电量之和的一半。（正电荷用正值代入，负电荷用负值代入。） ②库伦定律： ①概念：在真空中的两个点电荷间的作用力的大小与它们的电量乘积成正比，与它们之间距离平方成反比，作用力的方向存在于它们的连线上。其中的这种作用力叫做静电力或库伦力。其方向遵循：同种电荷相斥，异种电荷相吸 ②公式其中k就是静电力恒量，在真空条件下其值为 k=9.0×109 二、电场、电场强度和电场线 ①电场： ①电场：电荷间的互相作用是通过电场发生的，只要有电荷，其周围就有电场。静电力就是电场对其他电荷的作用力。 ②对电场的认识：电场对处于其中的电荷有力的作用，可对电荷做功，从而具有能量和动量，而没有静止质量，具体形状等。 ②电场强度和电场线： ①电场强度：①概念：我们定义：电场力与检验电荷量的比值叫做其电场的电场强度。它是用来描述场源电荷发出电场的性质的物理量，与检验电荷无关。其符号是E，单位是N/C。电场强度是个矢量，其方向就是场源电荷的电场对 电场内正电荷的静电力方向。②k就是静电力恒量，Q是源电荷的电量。 ②电场线：①概念：电场线是这样一种曲线，它能表示电场强度，它每一点的切线方向与该处电场强度方向一致。电场强度方向就是电场线的方向。 ②电场线的性质：电场线的疏密可以表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大。场源电荷为正电荷的电场线箭头指向背离源电荷方向，场源电荷为负电荷的电场线箭头指向靠近源电荷方向。
选择题：第一道电场中能的性质 1.(2017·全国卷Ⅲ，21,6分)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图5所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是() 图5 A．电场强度的大小为2.5 V/cm B．坐标原点处的电势为1 V C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV 2.(2017·全国卷Ⅰ，20,6分)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图4所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是() 图4
A．E a∶E b＝4∶1 B．E c∶E d＝2∶1 C．W ab∶W bc＝3∶1 D．W bc∶W cd＝1∶3 3.(多选)(2019·全国Ⅱ卷·20)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则() A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能 D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
参考答案与解析 1.【解析】 如图所示，设a 、c 之间的d 点电势与b 点电势相同，则ad dc ＝10－1717－26＝79 ，所以d 点的坐标为(3.5 cm,6 cm)，过c 点作等势线bd 的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势．由几何关系可得，cf 的长度为3.6 cm ，电场强度的大小E ＝U d ＝(26－17) V 3.6 cm ＝2.5 V/cm ，故 选项A 正确；因为Oacb 是矩形，所以有U ac ＝U Ob ，可知坐标原点O 处的电势为1 V ，故选项B 正确；a 点电势比b 点电势低7 V ，电子带负电，所以电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ，故选项C 错误；b 点电势比c 点电势低9 V ，电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV ，故选项D 正确． 2.【解析】 由图可知，a 、b 、c 、d 到点电荷的距离分别为1 m 、2 m 、3 m 、6 m ，根据点电荷的场强公式E ＝k Q r 2可知，E a E b ＝r 2b r 2a ＝41，E c E d ＝r 2d r 2c ＝41，故A 正确，B 错误；电场力做功W ＝ qU ，a 与b 、b 与c 、c 与d 之间的电势差分别为3 V 、1 V 、1 V ，所以W ab W bc ＝31，W bc W cd ＝1 1，故 C 正确， D 错误． 3.答案 AC 解析 在两个同种点电荷的电场中，一带同种电荷的粒子在两电荷的连线上自M 点(非两点电荷连线的中点)由静止开始运动，粒子的速度先增大后减小，选项A 正确；带电粒子仅在电场力作用下运动，若运动到N 点的动能为零，则带电粒子在N 、M 两点的电势能相等；仅在电场力作用下运动，带电粒子的动能和电势能之和保持不变，可知若粒子运动到N 点时动能不为零，则粒子在N 点的电势能小于在M 点的电势能，即粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能，选项C 正确；若静电场的电场线不是直线，带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合，选项B 错误；若粒子运动轨迹为曲线，根据粒子做曲线运动的条件，可知粒子在N 点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行，选项D 错误．