- 2021-05-19 发布 |
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文档介绍
高中物理电磁学知识高考前必看总结
高中物理电磁学公式、规律汇总 稳恒电流 1、电流：（电荷的定向移动形成电流） 定义式： I = 微观式： I = nesv，（n为单位体积内的电荷数，v为自由电荷定向移动的速率。） （说明：将正电荷定向移动的方向规定为电流方向。 在电源外部，电流从正极流向负极；在电源内部，电流从负极流向正极。） 2、电阻： 定义式：（电阻R的大小与U和I无关） 决定式：R = ρ （电阻率ρ只与材料性质和温度有关，与横截面积和长度无关） 电阻串联、并联的等效电阻： 串联：R=R1+R2+R3 +……+Rn 并联： 4、欧姆定律： （1）部分电路欧姆定律（只适用于纯电阻电路）： （2）闭合电路欧姆定律：I = ①路端电压： U = E －I r= IR ②有关电源的问题： 总功率： P总= EI 输出功率： P总= EI－Ir = （当R=r时，P出取最大值，为） 损耗功率： 电源效率： = = 10 5、电功和电功率： 电功：W=UIt 电功率：P=UI 电热：Q= 热功率：P热= 对于纯电阻电路： W= Q UIt= U = 对于非纯电阻电路： W >Q UIt > U> （欧姆定律不成立） 电场 1、电场的力的性质： 电场强度：（定义式） E = （q 为试探电荷，场强的大小与q无关） 点电荷电场的场强： E = （Q为场源电荷） 匀强电场的场强：E = （d 为沿场强方向的距离） 2、电场的能的性质： 电势差： U = （或 W = U q ） UAB = φA−φB 电场力做功与电势能变化的关系：W = − DEP （说明：建议应用以上公式进行计算时，只代入绝对值，方向或者正负单独判断。） 3、静电平衡 (1) 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。 (2) 处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面。 (3) 处于静电平衡状态的导体，表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直。 (4) 处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体的外表面上。 4、电容 定义式：C＝＝ （Q是指每个极板所带电荷量的绝对值。） 决定式：C＝ 注意：①平行板电容器充电后保持两极板与电源相连，U不变， ②平行板电容器充电后两极板与电源断开， Q不变 10 5、带电粒子在电场中的运动： ① 加速： q U=mv2 − 0 ②偏转：（类平抛） x= vo t vx = vo y =a t2 vy= a t a = tanθ= 磁场 1、磁场对通电导线的作用（安培力）：F = BIL （要求 B⊥I，力的方向由左手定则判定；若B∥I，则力的大小为零） 2、磁场对运动电荷的作用（洛仑兹力）： f= qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定则判定，但四指必须指向正电荷的运动方向； 若B∥v,则力的大小为零) 3、带电粒子在磁场中运动： 当带电粒子垂直射入匀强磁场时，洛仑兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动。即： qvB = 可得： r = , T= (确定圆心和半径是关键) 4、带电粒子在复合场中运动 ①回旋加速器 A A/上交变电压的周期为带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期： 粒子获得的最大速度与回旋加速器的直径有关，直径越大，粒子的最大速度就越大。qvm B=m 10 ②质谱仪(同位素荷质比和质量的测定) 加速电场： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ― ― ― v 磁场： ③速度选择器（正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器） 洛伦兹力和电场力平衡：qvB=Eq， 说明： a．这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。 b．若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子 向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大。 若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小。 ④磁流体发电机： U B C D E F I 两极电势差达到最大值的条件f = F, 即, 则磁流体发电机的电动势。 ⑤霍尔效应 当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压 I＝nqsv 整理后，得： 令 ，因为n为材料单位体积的带电粒子个数，q为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以有： 10 电磁感应 1、感应电流的方向判定：①导体切割磁感应线：右手定则； ②磁通量发生变化：楞次定律。 2、感应电动势的大小： ① E = BLv （要求L垂直于B、v，否则要分解到垂直的方向上 ） ②E = （①式常用于计算瞬时值，②式常用于计算平均值） c b 交变电流 1、交变电流的产生：线圈在磁场中匀速转动， 若线圈从中性面(线圈平面与磁场方向垂直)开始转动， 感应电动势瞬时值：e = Em sinωt , Em = nBSω 2、正弦式交流电的四个值： （1）峰值：Em=nBωS∥，出现在B//S时刻，与线圈的形状及转轴所在的位置无关。 （2）瞬时值：从中性面（BS）开始计时：e=Emsinωt 从垂直中性面（B//S）开始计时，e=Emcosωt（：指转过的角度） （3）平均值：利用求解，是求解“通过导体横截面电量”的基础。 （4）“有效值”的理解： 峰值和有效值之间的“”关系仅适用于正弦式交流电。 相同时间内“热效应相等”是求解有效值的根本原则。 电压表、电流表的测量值指“有效值”，凡未作特殊说明时，一般均指“有效值”。 （注意：平均值用来求“通过导体横截面电量”，而有效值用来求“电热”。） 3、电感和电容对交流的影响： （1）电感：通直流，阻交流；通低频，阻高频 （2）电容：通交流，隔直流；通高频，阻低频 （3）电阻：交、直流都能通过，且都有阻碍 4、变压器原理（理想变压器）： （1）功率：P1 = P2 （2）电压： 10 （3）电流：如果只有一个副线圈 ： 若有多个副线圈：n1I1= n2I2 + n3I3 电磁场和电磁波 1、电磁振荡（LC回路）的周期：T = 2π 2、麦克斯韦的电磁场理论 （1）变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）； （2）均匀变化的磁场（电场）能够在周围空间产生稳定的电场（磁场）； （3）振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）； 可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。 3、电磁波： 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 （1）电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。 （2）电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。 在真空中的波速为c=3.0×108m/s。 （3）波速和波长、频率的关系：c＝λf 注意：麦克斯韦预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c， 后由赫兹用实验证实了电磁波的存在。 a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在的平面平行。已知a点的电势是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V，如图。由此可知，c点的电势为（ ） A、4V B、8V C、12V D、24V 全国卷Ⅰ如图所示，LOO’L’为一折线，它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L‘均为450。折 答案.Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m 【解析】发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象 （广东卷理科基础）5．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是 A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比 答案.A 10 【解析】对于同中材料的物体,电阻率是个定值,根据电阻定律可知A正确 （广东卷理科基础）12．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是 A．电场线是客观存在的 B．电场线越密，电场强度越小 C．沿着电场线方向，电势越来越低 D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小 答案.C 【解析】电场是客观存在的,而电场线是假想的,A错.电场线越密的地方电场越大B错.沿着电场线的方向电势逐渐降低C对.负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加D错 （广东卷理科基础）13．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是 A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 答案.B 【解析】根据洛伦兹力的特点, 洛伦兹力对带电粒子不做功,A错.B对.根据,可知大小与速度有关. 洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小. （广东卷理科基础）15．搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则 A．al=a2 B．a1查看更多