高中物理選修知識點匯總-(30972)

1、-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -高中物理選修知識點匯總物理選修 3-1一、電場1. 兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷 (e 1.60 10-19 C）；帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍2. 庫侖定律： F K Q1 Q2（真空中的點電荷） F: 點電荷間的作用力(N) ；r 2k: 靜電力常量92212(C) ； r: 兩點電荷間的距離k 9.0 10 N?m/C ； Q、 Q: 兩點電荷的電量(m) ；作用力與反作用力；方向在它們的連線上；同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引3.電場強(qiáng)度： EF （定義式、計算式) E: 電場強(qiáng)度 (N/C) ，是矢量（電場的疊加q原理）； q：檢驗電

2、荷的電量(C) 4.真空點（源）電荷形成的電場EKQ r ：源電荷到該位置的距離（ m），Q：源電r 2荷的電量5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)EUABUAB:AB 兩點間的電壓 (V) ， d:AB 兩點在場強(qiáng)方向的距離d(m) 6. 電場力： F qE F: 電場力 (N) ，q: 受到電場力的電荷的電量(C) ，E: 電場強(qiáng)度 (N/C) EP 減7. 電勢與電勢差： UAB A- B，UABWAB/q q8. 電場力做功：WAB qUAB qEdEP 減 WAB: 帶電體由A 到 B 時電場力所做的功(J) ， q:帶電量 (C) ，UAB: 電場中 A、B 兩點間的電勢差(V)( 電場力做功與路徑

3、無關(guān)),E: 勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點沿場強(qiáng)方向的距離(m) ；EP 減 ：帶電體由A 到 B 時勢能的減少量9. 電勢能： EPA q A EPA: 帶電體在 A 點的電勢能 (J) ，q: 電量 (C) ， A:A 點的電勢 (V) 10. 電勢能的變化EP減 EPA-E PB帶電體在電場中從 A位置到 B位置時電勢能的減少量11. 電場力做功與電勢能變化 WAB EP 減 qUAB ( 電場力所做的功等于電勢能的減少量)-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -12. 電容 C Q/U( 定義式 , 計算式 ) C:電容 (F) ，Q:電量 (C) ，U:電壓 ( 兩極板電勢差 )(V)

4、 13. 平行板電容器的電容 C S （S: 兩極板正對面積， d: 兩極板間的垂直距離， ：4kd介電常數(shù)）常見電容器14. 帶電粒子在電場中的加速(Vo 0) ： WEmVt 2或 qU K增215. 帶電粒子沿垂直電場方向以速度V0 進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)( 不考慮重力作用)：類平拋運(yùn)動 ( 在帶等量異種電荷的平行極板中：垂直電場方向: 勻速直線運(yùn)動L V0tE Ud2平行電場方向: 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d at， a F qE qU2mmm注: (1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時, 電量分配規(guī)律: 原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分；(2) 電場線從正電荷出發(fā)終

5、止于負(fù)電荷 , 電場線不相交 , 切線方向為場強(qiáng)方向 , 電場線密處場強(qiáng)大 , 順著電場線電勢越來越低 , 電場線與等勢線垂直；(3）常見電場的分布要求熟記；(4) 電場強(qiáng)度（矢量） 與電勢 （標(biāo)量） 均由電場本身決定 , 而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān)；(5) 處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體 , 表面是個等勢面 , 導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零, 導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷, 凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面；(6) 電容單位換算： 1F106 F 1012PF；(7 ）電子伏 (eV) 是能量的單位,1eV 1.60 10-19 J；(8) 其它相關(guān)內(nèi)容：靜電

6、屏蔽、示波管、示波器及其應(yīng)用、等勢面帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動一、模型原題一質(zhì)量為 m，帶電量為 q 的正粒子從兩極板的中部以速U度 v0 水平射入電壓為 U的豎直向下的勻強(qiáng)電場中，如圖所示，+已知極板長度為L，極板間距離為 d。v0dm,q+y-vL-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -1初始條件：帶電粒子有水平初速度v02受力特點：帶電粒子受到豎直向下的恒定的電場力U qd m3運(yùn)動特點：水平方向為勻速直線運(yùn)動，豎直方向為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。4運(yùn)動時間：若帶電粒子與極板不碰撞，則運(yùn)動時間為tL；若帶電粒子與極板碰撞，v0則運(yùn)動時間可以從豎直方向求得d1 U q t 2

7、，故 tdm22 d mUq二、模型特征1特征描述：側(cè)移 y1 Uq ( L ) 22 d m v02能量特點：電場力做正功WU qy 。電場力做多少正功，粒子動能增加多少，電勢能d減少多少。v yUqL3 重 要 結(jié) 論 ： 速 度 偏 向 角 的 正 切 tan2 ，位移偏向角的正切v0dmv0yU q L2 tan ，即帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，它離開電場時，t a n2 ，即 tanL2d m 0v就好象是從初速度方向的位移中點沿直線射出來的。電容器（ 1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導(dǎo)體，就組成了一個電容器。（ 2）電容：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a 定義式： CQ (Q ) ，即電

8、容 C等于 Q與 U的比值，不能理解為電容C與 Q成UU正比， 與 U成反比。 一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。b 決定因素式：如平行板電容器CS（不要求應(yīng)用此式計算）4 kd（ 3）對于平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、 C的討論時要注意兩種情況：a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變b 充電后斷開電源，則帶電量Q不變-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -Q（定義式）（ 4）電容的定義式： CUS （決定式）（ 5）C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于： C4 Kd（ 6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種

9、基本情況：第一種情況： 若電容器充電后再將電源斷開，則表示電容器的電量Q為一定， 此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。第二種情況： 若電容器始終和電源接通， 則表示電容器兩極板的電壓V 為一定， 此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。二、 恒定電流1. 電流強(qiáng)度： I q I: 電流強(qiáng)度 (A ），q: 在時間 t 內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C ），t: 時間 (s ）t2. 歐姆定律：I U I: 導(dǎo)體電流強(qiáng)度 (A) ， U: 導(dǎo)體兩端電壓 (V) ， R:導(dǎo)體阻值 ( ) R3. 電阻、電阻定律： RL : 電阻率 ( ?m)，L: 導(dǎo)體的長度 (m) ，S: 導(dǎo)體橫截面積S(m2

10、 ) 4. 閉合電路歐姆定律：I E或 E Ir+ IR（純電阻電路） ；rREU 內(nèi) +U 外 ；E U外 + I r；（普通適用） I: 電路中的總電流(A) ， E: 電源電動勢 (V) ， R: 外電路電阻 ( ) ， r: 電源內(nèi)阻 ( ) -WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -5. 電功與電功率： W UIt ， P UI W:電功 (J) ， U: 電壓 (V) ，I: 電流 (A) ， t: 時間 (s) ，P: 電功率 (W)6. 焦耳定律： Q I 2Rt Q:電熱 (J) ，I: 通過導(dǎo)體的電流(A) ，R: 導(dǎo)體的電阻值( ) ，t: 通電時間 (s) 7. 純電

11、阻電路和非純電阻電路-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -8. 電源總動率P 總 IE ；電源輸出功率P 出 IU ；電源效率 P 出/P 總 I: 電路總電流(A) ， E: 電源電動勢 (V) ， U: 路端電壓 (V) ， ：電源效率9. 電路的串 / 并聯(lián)： 串聯(lián)電路 (P、 U 與 R 成正比 ) 并聯(lián)電路 (P 、 I 與 R 成反比 )10. 歐姆表測電阻：-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -11. 伏安法測電阻1、電壓表和電流表的接法-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -2、滑動變阻器的兩種接法：-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -363636注：（

12、 1) 單位換算： 1A 10 mA10 A； 1kV 10V 10 mV； 1M 10 k 10 (2) 各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化 , 金屬電阻率隨溫度升高而增大； 半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度升高而減小。(3) 串聯(lián)時，總電阻大于任何一個分電阻；并聯(lián)時，總電阻小于任何一個分電阻；(4) 當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時 , 電源輸出功率最大 , 此時的輸出功率為 E2/(4r) ；三、磁場1、磁場：磁場是存在于磁體、運(yùn)動電荷周圍的一種物質(zhì)它的基本特性是：對處于其中的磁體、電流、運(yùn)動電荷有力的作用2、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用二、磁感線為

13、了描述磁場的強(qiáng)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(qiáng)弱 2每一點 切線方向表示該點磁場的方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)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(nèi)部由S 極至 N 極磁線不相切不相交。-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -4勻強(qiáng)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 (右手定則 )：姆指指向電流方向，四指指向磁場的方向注意這里的磁感線是一個個同心圓，每點磁場方向是在該點切線方向* 熟記常用的幾種磁場的磁感線：三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1 磁場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場時受磁

14、場力最大，電流與磁場方向平行時，磁場力為零。2在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的磁場力F 跟電流強(qiáng)度I 和導(dǎo)線長度l 的乘積 Il的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場強(qiáng)弱的物理量是矢量大?。?B=F/Il(決定式 )（電流方向與磁感線垂直時的公式）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(dǎo)線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向（根據(jù)實驗得出的）單位：牛 / 安米，也叫特斯拉，國際單位制單位符號T點定 B 定：就是說磁場中某一點定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等磁場的疊加 : 空間某點如果

15、同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場,則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.四、磁通量與磁通密度1磁通量 ：穿過某一面積磁力線條數(shù)，是標(biāo)量-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -2磁通密度B：垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數(shù)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量3二者關(guān)系： B /S（當(dāng) B 與面垂直時）， BScos ，Scos 為面積垂直于 B 方向上的投影， 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(dǎo)線在磁場中受到的作用力叫做安培力說明 :磁場對通電導(dǎo)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宏觀表現(xiàn)即

16、為安培力2.安培力的計算公式：F BILsin（ 是 I 與 B 的夾角）；通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，即 900，此時安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場方向平行時，即 00 ，此時安培力有最小值， F=0N;00 B 900 時， 安培力 F 介于 0 和最大值之間 .3.安培力公式的適用條件:公式 F BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場中I B 的情況，對于非勻強(qiáng)磁場只是近似適用（如對電流元），但對某些特殊情況仍適用如圖所示， 電流 I1/I 2,如 I1 在 I2 處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則 I1 對 I2 的安培力F BI2L，方向向左，同理 I2 對 I1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥I

17、1I2根據(jù)力的相互作用原理， 如果是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力兩根通電導(dǎo)線間的磁場力也遵循牛頓第三定律二、左手定則1.用左手定則判定安培力方向的方法：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)， 讓磁感線垂直穿過手心，并使四指指向電流方向，這時手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)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(dǎo)線垂直,即 F 跟 BI 所在的面垂直 但 B 與 I的方向不一定垂直規(guī)律方法1。安培力的性質(zhì)和規(guī)律；公式 F=BIL 中 L 為導(dǎo)線的有效長度，即導(dǎo)線兩端點所連直線的長度，相應(yīng)的電流

18、方向沿L由始端流向末端如圖所示，甲中：l /2l ，乙中： L/ =d(直徑） 2R（半圓環(huán)且半徑為R)安培力的作用點為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心；2、安培力作用下物體的運(yùn)動方向的判斷-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動情況的一般步驟畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動情況磁場對通電線圈的作用 :若線圈面積為 S，線圈中的電流強(qiáng)度為 I，所在磁場的孩感應(yīng)強(qiáng)度為 B，線圈平面跟磁場的夾角為 ，則線圈所受磁場的力矩為： M=BIScos磁場對運(yùn)動電荷的作用基礎(chǔ)知識一、洛侖茲力磁場對運(yùn)動電

19、荷的作用力1.洛倫茲力的公式: f=qvB sin ， 是 V、 B 之間的夾角 .2.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相平行時，F(xiàn) 03.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相垂直時，f=qvB4.只有運(yùn)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 的方向既垂直于磁場B 的方向，又垂直于運(yùn)動電荷的速度v 的方向，即F 總是垂直于 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，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動方向（當(dāng)是負(fù)電荷時，四指指向與電荷運(yùn)動方向相反）則

20、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(guān)系1.洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2.洛倫茲力一定不做功，它不改變運(yùn)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(qiáng)磁場中的運(yùn)動1.不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動可分三種情況：一是勻速直線運(yùn)動；二是勻速圓周運(yùn)動；三是螺旋運(yùn)動2.不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌跡半徑r=mv/qB；其運(yùn)動周期T=2m/qB （與速度大小無關(guān)） -WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -3.不計重力的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時都

21、做曲線運(yùn)動，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，在電場中做勻變速曲線運(yùn)動（類平拋運(yùn)動）；垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則做變加速曲線運(yùn)動（勻速圓周運(yùn)動）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動規(guī)律：1、帶電粒子的速度方向若與磁場方向平行，帶電粒子不受洛倫茲力作用，將以入射速度做勻速直線運(yùn)動。2、帶電粒子若垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場且只受洛倫茲力的作用，帶電粒子一定做勻速圓周運(yùn)動，其軌道平面一定與磁場垂直。由洛倫茲力提供向心力，得軌道半徑：。由軌道半徑與周期的關(guān)系得：?？梢姡芷谂c入射速度和運(yùn)動半徑無關(guān)。荷質(zhì)比相同的帶電粒子，當(dāng)它們以不同的速度在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時，無論速度相差多大，由于其運(yùn)動半徑，與速度成正比，所以它們運(yùn)動的

22、周期都相同。規(guī)律方法1、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的圓心、半徑及時間的確定（1)用幾何知識確定圓心并求半徑因為 F 方向指向圓心，根據(jù) F 一定垂直 v，畫出粒子運(yùn)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(guān)系(2)確定軌跡所對應(yīng)的圓心角，求運(yùn)動時間先利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于3600（或 2 ）計算出圓心角的大小，再由公式t= T/3600 （或 T/2 ）可求出運(yùn)動時間(3)注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱的規(guī)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(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子

23、，必沿徑向射出專題 :帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -基礎(chǔ)知識一、復(fù)合場的分類：1、復(fù)合場：即電場與磁場有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動，即分段運(yùn)動， 該類問題運(yùn)動過程較為復(fù)雜，但對于每一段運(yùn)動又較為清晰易辨，往往這類問題的關(guān)鍵在于分段運(yùn)動的連接點時的速度，具有承上啟下的作用2、疊加場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，些類問題看似簡單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動往往比較難以把握。二、帶電粒子在復(fù)合場電運(yùn)動的基本分析1.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0 時，粒子將做勻速直線運(yùn)動或靜止2.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動方向在同一條直線上

24、時，粒子將做變速直線運(yùn)動3.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時，粒子將做勻速圓周運(yùn)動4.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時，粒子將做變加速運(yùn)動，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理三、電場力和洛倫茲力的比較1.在電場中的電荷，不管其運(yùn)動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運(yùn)動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用2.電場力的大小F Eq，與電荷的運(yùn)動的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小f=Bqvsin ,與電荷運(yùn)動的速度大小和方向均有關(guān)3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直4.電場力既可以改變電荷運(yùn)動的速度大小，也可以改變

25、電荷運(yùn)動的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度大小5.電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改變電荷的動能6.勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧四、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況（ 1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力，因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略； 而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應(yīng)當(dāng)考慮其重力（ 2)在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，

26、也比較簡單（ 3)對未知名的帶-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -電粒子其重力是否忽略又沒有明確時，可采用假設(shè)法判斷， 假設(shè)重力計或者不計， 結(jié)合題給條件得出的結(jié)論若與題意相符則假設(shè)正確，否則假設(shè)錯誤五、復(fù)合場中的特殊物理模型1粒子速度選擇器如圖所示， 粒子經(jīng)加速電場后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場和磁場， 受到的電場力與洛倫茲力方向相反， 若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有 qv0B qE,v0=E/B，若 v= v0 =E/B，粒子做直線運(yùn)動，與粒子電量、電性、質(zhì)量無關(guān)若 v E/B，電場力大，粒子向電場力方向偏，電場力做正功，動能增加若 v E/B，洛倫茲力大，粒子向磁場力方

27、向偏，電場力做負(fù)功，動能減少2.磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示，由燃燒室O 燃燒電離成的正、負(fù)離子（等離子體）以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場B 中在洛倫茲力作用下，正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個向下的電場兩板間形成一定的電勢差當(dāng)qvB=qU/d時電勢差穩(wěn)定U dvB，這就相當(dāng)于一個可以對外供電的電源3.電磁流量計電磁流量計原理可解釋為：如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b 間出現(xiàn)電勢差 當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、 b 間的電勢差就保持穩(wěn)定由 Bqv=Eq=Uq/d，可得

28、 v=U/Bd. 流量 Q=Sv= Ud/4B4.質(zhì)譜儀如圖所示組成：離子源O，加速場U，速度選擇器（E,B），偏轉(zhuǎn)場B2，膠片原理：加速場中qU=?mv 2選擇器中 :v=E/B12偏轉(zhuǎn)場中 :d 2r， qvB2 mv /r-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -比荷 : q2EmB1 B2 d質(zhì)量 mB1 B2 dq2E作用：主要用于測量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素5.回旋加速器如圖所示組成：兩個D 形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場用來對粒子 （質(zhì)子、氛核 ,a 粒子等）加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段要求：粒子在

29、磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于交變電源的變化周期關(guān)于回旋加速器的幾個問題：(1)回旋加速器中的 D 形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(2) 回 旋 加 速 器 中 所 加 交 變 電 壓 的 頻 率 f, 與 帶 電 粒 子 做 勻 速 圓 周 運(yùn) 動 的 頻 率 相1qB等: f2 mT(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式 EK1 mv2q2 B2 R2來計算， 在粒子電量，、22m質(zhì)量 m 和磁感應(yīng)強(qiáng)度B 一定的情況下，回旋加速器的半徑R 越大，粒子的能量就越大【注意】直線加速器的主要特征如圖所示，直線加速器是

30、使粒子在一條直線裝置上被加速-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -物理選修 3-256電磁感應(yīng)現(xiàn)象只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831 年法拉第發(fā)現(xiàn)的。57感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1、回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵，由磁通量的廣義公式中B Ssin（是 B 與 S 的夾角）看，磁通量的變化可由面積的變化S 引起；可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的變化B 引起；可由B 與S的夾角的變化引起；也可由 B、S、中的兩個量的變化，或三個量的同時變

31、化引起。2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，這是初中學(xué)過的，其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。58法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律電磁感應(yīng)規(guī)律：感應(yīng)電動勢的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。BLv 當(dāng)長L 的導(dǎo)線，以速度v ，在勻強(qiáng)磁場B 中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動勢的大小為。如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為I ， MN間電動勢為，則 MN受向左的安培力FBIL ，要保持 MN以v 勻速向右運(yùn)動，所施外力F FBIL ，當(dāng)行進(jìn)位移為 S 時，外力功 WBI L SBILv t 。

32、 t 為所用時間。而 在 t 時 間 內(nèi) ， 電 流 做 功 W I t ， 據(jù) 能 量 轉(zhuǎn) 化 關(guān) 系 ， WW ， 則I tBILv t 。 BIv ， M點電勢高， N點電勢低。此公式使用條件是B、 I 、 v 方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -，nt公式n/t 。注意 : 1) 該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動勢。2) 只與穿過電路的磁通量的變化率/t 有關(guān) ,而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二 :Blv sin。要注意 : 1)該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時,且導(dǎo)線與磁感線互相垂直 (

33、 l B ) 。 2) 為 v 與 B 的夾角。 l 為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度( 即 l 為導(dǎo)體實際長度在垂直于 B 方向上的投影 ) 。公式n中涉及到磁通量的變化量的計算, 對t的計算 ,一般遇到有兩種情況: 1)回路與磁場垂直的面積S 不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,由BS, 此時nBS , 此式中的B 叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率, 若B 是恒定的 ,ttt即磁場變化是均勻的, 那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定電動勢。2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 不變, 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化,則B S , 線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電動勢就屬這種情況。嚴(yán)格區(qū)別磁通量,磁通量的變化量B 磁通量的變化率t,磁通量

34、BS ,表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù),磁通量的變化量21 ,表示磁通量變化的多少,磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢,t公式Blv 一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同,對有些導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的情況,如何求感應(yīng)電動勢？如圖 1 所示 , 一長為 l 的導(dǎo)體桿 AC繞 A點在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動 ,轉(zhuǎn)動的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求 AC 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 , 顯然 , AC各部分切割磁感線的速度不相等,vA0, vCl ,且 AC上各點的線速度大小與半徑成正比 , 所以 AC切割的速度可用其平均切割速v AvC vCl,故v2221B l 2 。2

35、（超經(jīng)典的，我們有次考試考到過關(guān)于這個、 ）-WORD格式 -專業(yè)資料 - 可編輯 -1BL2當(dāng)長為L 的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)2磁場 B 的平面內(nèi)，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，其兩端感應(yīng)電動勢為。如圖所示， AO導(dǎo)線長 L，以 O端為軸，以 角速度勻速轉(zhuǎn)動一周，所用時間t2，描過面積S L2 ，（認(rèn)為面積變化由0 增到L2 ）則磁通變化B L2。在間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢B L212且用右手定則制定A端電勢高，AOt2 /BL2O端電勢低。mn B S 面積為 S 的紙圈，共 n 匝，在勻強(qiáng)磁場B 中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動勢

36、m 。如圖所示，設(shè)線框長為L，寬為 d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時， ab 邊垂直磁場方向向紙外運(yùn)動，切割磁感線，速度為v d （圓運(yùn)動半徑為寬邊d 的一半）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢d12 ， a 端電勢高于b端電勢。BLv BL22BScd 邊垂直磁場方向切割磁感線向紙里運(yùn)動，同理產(chǎn)生感應(yīng)電動熱勢1 BS 。 c 端2電勢高于 e 端電勢。bc 邊， ae 邊不切割，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，b c 兩端等電勢，則輸出端MN 電動勢為 m BS 。如果線圈 n 匝，則 mn B S ， M端電勢高， N端電勢低。參照俯示圖，這位置由于線圈長邊是垂直切割磁感線，所以有感應(yīng)電動勢最大值m ，如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個角度，則圓運(yùn)

37、動線速度v ，在垂直磁場方向的分量應(yīng)為vcos ，-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -則此時線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的瞬時值即作最大值m.cos. 即作最大值方向的投影，n B S cos （ 是線圈平面與磁場方向的夾角） 。當(dāng)線圈平面垂直磁場方向時，線速度方向與磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電動勢為零?？偨Y(jié)：計算感應(yīng)電動勢公式：如v是即時速度，則為即時感應(yīng)電動勢。BLv如v是平均速度，則 為平均感應(yīng)電動勢。t是一段時間， 為這段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢。ntto，為即時感應(yīng)電動勢。1 BL22n B S cos（是線圈平面與磁場方向的夾角）。m nBS 線圈平面與磁場平行時 有感應(yīng)電動勢

38、最大值nBS cos瞬時值公式，是線圈平面與磁場方向 夾角注意：公式中字母的含義，公式的適用條件及使用圖景。區(qū)分感應(yīng)電量與感應(yīng)電流,回路中發(fā)生磁通變化時 , 由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應(yīng)電流,在t 內(nèi)遷移的電量 ( 感應(yīng)電量 ) 為q I tntn,僅由回路電阻和磁通量的變化量決定,與發(fā)生磁通量tRR tR變化的時間無關(guān)。因此 ,當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時,線圈里聚積的感應(yīng)電量相等, 但快插與慢插時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流不同,外力做功也不同。楞次定律：1、1834 年德國物理學(xué)家楞次通過實驗總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場阻礙引起

39、感應(yīng)電流的磁通量的變化。即磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流建立阻礙感應(yīng)電流磁場磁通量變化。2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時，用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。楞次定律是判斷感應(yīng)電動勢方向的定律，但它是通過感應(yīng)電流方向來表述的。通過感應(yīng)電流的磁場方向和原磁通的方向的相同或相反，來達(dá)到“阻礙”原磁通的“變化”即減-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -或增。這樣一個復(fù)雜的過程，可以用圖表理順如下：（這個不太好理解、不過很好用口訣：增縮減擴(kuò)，來拒去留）楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即只要

40、有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙，閉合電路就會努力實現(xiàn)這種過程：（ 1）阻礙原磁通的變化（原始表述） ；（ 2）阻礙相對運(yùn)動，可理解為“來拒去留” ，具體表現(xiàn)為：若產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其某些部分可以自由運(yùn)動，則它會以它的運(yùn)動來阻礙穿過路的磁通的變化；若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動回路發(fā)生相對運(yùn)動，而回路的面積又不可變，則回路得以它的運(yùn)動來阻礙磁體與回路的相對運(yùn)動，而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動；（ 3）使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢；（ 4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。利用上述規(guī)律分析問題可獨辟蹊徑，達(dá)到快速準(zhǔn)確的效果。如圖1 所示，在O點懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán)，拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線

41、環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入，判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運(yùn)動。 若按常規(guī)方法， 應(yīng)先由楞次定律 判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向，再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極，由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析：條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過程中，環(huán)內(nèi)磁通量增加，環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加，由磁通量減小的方向運(yùn)動。因此環(huán)將向右擺動。顯然，用第二種方法判斷更簡捷。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：（ 1）查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；（ 2）根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向；（ 3）由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。-WORD格式 - 專業(yè)資料 - 可編輯 -運(yùn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則