高中物理磁場(chǎng)和電場(chǎng)的知識(shí)點(diǎn)
高中物理磁場(chǎng)和電場(chǎng)的知識(shí)點(diǎn)
磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)、摸不著的特殊物質(zhì)，在高中的物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到磁場(chǎng)的知識(shí)點(diǎn)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)高中物理關(guān)于磁場(chǎng)的知識(shí)點(diǎn)的介紹，希望能夠幫助到大家。
高中物理磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)
1.磁場(chǎng)
(1)磁場(chǎng):磁場(chǎng)是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)囊环N物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場(chǎng).變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng).(2)磁場(chǎng)的基本特點(diǎn):磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用.
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用.
(4)安培分子電流假說(shuō)------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體.
(5)磁場(chǎng)的方向:規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.
2.磁感線(xiàn)
(1)在磁場(chǎng)中人為地畫(huà)出一系列曲線(xiàn)，曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，曲線(xiàn)的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的弱強(qiáng)，這一系列曲線(xiàn)稱(chēng)為磁感線(xiàn).
(2)磁鐵外部的磁感線(xiàn)，都從磁鐵N極出來(lái)，進(jìn)入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn);磁感線(xiàn)不相交.
(3)幾種典型磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)的分布:
①直線(xiàn)電流的磁場(chǎng):同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱.
?、谕娐菥€(xiàn)管的磁場(chǎng):兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外是非勻強(qiáng)磁場(chǎng).
?、郗h(huán)形電流的磁場(chǎng):兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱.
?、軇驈?qiáng)磁場(chǎng):磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線(xiàn)是分布均勻、方向相同的平行直線(xiàn).
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線(xiàn)，受到的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，定義式B=F/IL.單位T，1T=1N/(A?m).
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即通過(guò)該點(diǎn)的磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向.
(3)磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀(guān)存在的，與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)短L的大小無(wú)關(guān)，與電流受到的力也無(wú)關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說(shuō)B與F成正比，或B與IL成反比.
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場(chǎng)方向，并不是在該處的電流的受力方向.
4.地磁場(chǎng):地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè):
(1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近.
(2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極，而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
(3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北.
5.安培力
(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直，L是有效長(zhǎng)度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線(xiàn)，且導(dǎo)線(xiàn)所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，則L指彎曲導(dǎo)線(xiàn)中始端指向末端的直線(xiàn)長(zhǎng)度.
(2)安培力的方向由左手定則判定.
(3)安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零.
6.洛倫茲力
(1)洛倫茲力的大小f=qvB，條件:v⊥B.當(dāng)v∥B時(shí)，f=0.
(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.
(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀(guān)實(shí)質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.
(4)在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.
7.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀(guān)粒子的重力通常忽略不計(jì))，
(1)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同或相反)，帶電粒子以入射速度v做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
(2)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感線(xiàn)的平面內(nèi)，以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①軌道半徑公式：r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB
8.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
?、賻щ娏Ｗ铀芎贤饬榱銜r(shí)，做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，處理這類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解.
?、趲щ娏Ｗ铀芎贤饬愣?，且與初速度在一條直線(xiàn)上，粒子將作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，處理這類(lèi)問(wèn)題，根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.
(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
?、佼?dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).處理這類(lèi)問(wèn)題，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解.
?、诋?dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，與初速度方向不在同一直線(xiàn)上時(shí)，粒子做非勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線(xiàn)，一般處理這類(lèi)問(wèn)題，選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解.
?、塾捎趲щ娏Ｗ釉趶?fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高”“至少”等詞語(yǔ)為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解.
高中物理電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)
1.兩種電荷(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷.(2)電荷守恒定律
2.庫(kù)侖定律
(1)內(nèi)容:在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線(xiàn)上.
(2)適用條件:真空中的點(diǎn)電荷.
點(diǎn)電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線(xiàn)度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這種帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，但點(diǎn)電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少.
3.電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線(xiàn)
(1)電場(chǎng):帶電體周?chē)嬖诘囊环N物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體.電場(chǎng)是客觀(guān)存在的，電場(chǎng)具有力的特性和能的特性.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.定義式:
E=F/q方向:正電荷在該點(diǎn)受力方向.
(3)電場(chǎng)線(xiàn):在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線(xiàn)，使曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這些曲線(xiàn)叫做電場(chǎng)線(xiàn).電場(chǎng)線(xiàn)的性質(zhì):①電場(chǎng)線(xiàn)是起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處)，終止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處);②電場(chǎng)線(xiàn)的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱;③電場(chǎng)線(xiàn)不相交;④電場(chǎng)線(xiàn)不是真實(shí)存在的;⑤電場(chǎng)線(xiàn)不一定是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡.
(4)勻強(qiáng)電場(chǎng):在電場(chǎng)中，如果各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同，這樣的電場(chǎng)叫勻強(qiáng)電場(chǎng).勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)是間距相等且互相平行的直線(xiàn).
(5)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場(chǎng)是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候，空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場(chǎng)在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
4.電勢(shì)差U:電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.公式:UAB=WAB/q電勢(shì)差有正負(fù):UAB=-UBA，一般常取絕對(duì)值，寫(xiě)成U.
5.電勢(shì)φ:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差.
(1)電勢(shì)是個(gè)相對(duì)的量，某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)(通常取離電場(chǎng)無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電勢(shì)).因此電勢(shì)有正、負(fù)，電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低.
(2)沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向，電勢(shì)越來(lái)越低.
6.電勢(shì)能:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處(電勢(shì)為零處)電場(chǎng)力所做的功ε=qU
7.等勢(shì)面:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面.
(1)等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功.
(2)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線(xiàn)垂直，而且電場(chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面.
(3)畫(huà)等勢(shì)面(線(xiàn))時(shí)，一般相鄰兩等勢(shì)面(或線(xiàn))間的電勢(shì)差相等.這樣，在等勢(shì)面(線(xiàn))密處場(chǎng)強(qiáng)大，等勢(shì)面(線(xiàn))疏處場(chǎng)強(qiáng)小.
8.電場(chǎng)中的功能關(guān)系
(1)電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置有關(guān).
計(jì)算方法有:由公式W=qEcosθ計(jì)算(此公式只適合于勻強(qiáng)電場(chǎng)中)，或由動(dòng)能定理計(jì)算.
(2)只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能和電荷的動(dòng)能之和保持不變.
(3)只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能三者之和保持不變.
9.靜電屏蔽:處于電場(chǎng)中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，即能把外電場(chǎng)遮住，使內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響，這就是靜電屏蔽.
10.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在電場(chǎng)中加速
帶電粒子在電場(chǎng)中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功等于帶電粒子動(dòng)能的增量.
(2)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng).垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
(3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定.一般說(shuō)來(lái):
①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量).
②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.
(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)
由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法.
11.示波管的原理:示波管由電子槍?zhuān)D(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓，同時(shí)加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號(hào)電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線(xiàn).
12.電容定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢(shì)差的比值
[注意]電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量，由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無(wú)關(guān)。
(3)單位:法拉(F)，1F=106μF，1μF=106pF.
十、穩(wěn)恒電流
1.電流---(1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流.(2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?
在外電路中電流由高電勢(shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn)，在電源的內(nèi)部電流由低電勢(shì)點(diǎn)流向高電勢(shì)點(diǎn)(由負(fù)極流向正極).
2.電流強(qiáng)度:------(1)定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值，I=q/t
(2)在國(guó)際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A，1μA=10-6A
(3)電流強(qiáng)度的定義式中，如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)，q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和.
2.電阻--(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻.(2)定義式:R=U/I，單位:Ω
(3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)電流無(wú)關(guān).
3.電阻定律
(1)內(nèi)容:在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比，與它的橫截面積S成反比.
(2)公式:R=ρL/S.(3)適用條件:①粗細(xì)均勻的導(dǎo)線(xiàn);②濃度均勻的電解液.
4.電阻率:反映了材料對(duì)電流的阻礙作用.
(1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減小(如半導(dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅).
(2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱(chēng)為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質(zhì)特性.
(3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.
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