高二物理下学期复习提纲恒定电流电磁场与电磁波.docx
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高二物理下学期复习提纲恒定电流电磁场与电磁波
高二物理下学期复习提纲[恒定电流-电磁场与电磁波]
一、基本概念和规律：
1、电源、电流、电阻.
电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向为电流方向（电流强度是标量）电源的正极电势高，负极的电势低.因此电源的电压叫做电动势.电动势E（标量）是由电源本身性质决定的，表示电源把其它形式的能转化电能本领大小的物理量.若是理想电源即内阻为零,则E=U路,一般电路中应考虑内电阻,则E=U内+U路.
（1）在外电路中电流是从高电势流向低电势.
（2）在内电路中，电流是从低电势（负极）流向高电势（正极）
（3）（与通过导体横截面积的大小无关），I=nqSv（S横截面积，v定向移动速率，n单位体积的自由电荷个数）
注：
自由电子定向移动的速率＜自由电子热运动的平均速率＜电流速率.
如果正、负两种电荷往相反方向定向通过横截面积而形成电流，这时对应q为两种电荷的电荷量之和（负电荷等效反方向过来的正电荷）若是同种电荷，则是电荷量之差。
（4）欧姆定律：
适用对象：
金属，电解质溶液（对气态导体和半导体不适用）或者是伏安特性曲线是直线的电阻，即纯电阻。
（5）电阻定律：
，R是反映自身的物理量，ρ是反映材料导电性能的物理量，称为材料电阻率.纯金属的电阻率小，而合金的电阻率大.各种材料的电阻率都是随温度变化，有的随温度增高而增大.有的随温度增高而减小，而有的随温度增高而不变化.例如：
在灯泡（“220，100W”）工作时电阻为484，则不工作时的电阻是小于484（随工作而升高的温度使R变大）.
附：
①半导体材料的导电性受温度、光照、掺入微量杂质影响.
②大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然为零的现象，这个现象叫做超导，其温度称为超导转变温度（或临界温度）零.
（只适用于纯电阻电路）
EI=U路I+U内I,，U路I叫做外电路的消耗功率或者电源输出功率,U内I叫做内电路的发热功率.
U路=E—Ir（适用于一切电路），EI叫做电源功率或者电路总功率.
注：
①当电源两端短路时，R外=0，此时路端电压为零.
②路端电压与电流的图象：
2、电功和电功率.
电功率单位：
瓦特W；
电功单位：
J，常用单位：
kwh千瓦时又称“度“1kwh=3.6×J
（1）W=UIt（适用于一切电路）
（适用于纯电阻电路）
（2）（适用于一切电路）（只适用于纯电阻电路）
（3）焦耳定律：
（适用于一切电路）W总=（只适用于纯电阻电路电功等于电热）
W总=W机+W热=UIt=I2Rt+W机=UIt（适用于非纯电阻电路）
（4）热功率P=（适用于一切电路）P=UI=P热+P机=I2R+P机（适用于非纯电阻电路）
注：
①电动机在正常工作的情况下，W总=W机+W热而在电动机被卡住的情况下，W总=W热等效于纯电阻电路，电动机在因电压不足而不能转时，也同样可等效纯电阻电路，亦可用欧姆定律.
②在纯电路电路中，电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的功率之和（无论是串联，还是并联）.
③电源输出功率曲线：
A、当R外=r时，此时电源输出功率为最大.
简证：
P输=
P输有最大值，则+R=r.
B、滑动变阻器的最大功率的条件同样是R+r=R/时，这时采用R与r等效为一个新的电源内阻.
简证：
P滑=（当时取等号）
④关于并联电路的最大电阻电路问题.
推导：
当R1=R2,R有最大值.
处于开路的用电器相当于一根导线（如图）.
（R1相当于一根导线）
串联，并联，混联特点是：
其中任何一个阻值增大，则总电阻增大.
3、电路中的规律：
（1）电路中电表示数的判断：
对于涉及电阻变化的动态直流电路问题，可运用“串反并同”规律迅速分析各支路中电流的变化。
所谓“串反并同”规律是：
在由变化电阻、电源以及其他用电器构成的闭合电路中，支路电流的变化，总是与串联在该支路中电阻的变化相反，与其并联的另一支路中电阻的变化相同。
即电阻增大时，该支路中电流减小，与其并联的另一支路中电流增大；电阻减小时，该支路中电流增大，与其并联的另一支路中电流减小。
如图，当滑片P向a移动时，两表示数的变化？
（均减小）
（2）含有电容器的电路：
要认清电容器与谁并联，电容器的极板间电压等于电路中哪两点间的电压？
当电路变化时，极板间电压怎样变化？
带电量如何变化？
是充电还是放电？
充、放电电流通过哪个回路？
如上图所示，E=3.0V,r=1.0Ω,R1=R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω,C=100μF,求接通电键K后通过R4的总电量。
（Q=2.0×10-4C）
二.实验部分
1、电流表的改装：
电压表、电流表都是用灵敏电流计改装而成的。
（1）电流表G改装电压表V，是灵敏电流计串联较大的分压电阻组成的，实际电压表可看做一个能显示两端电压值（读数）的阻值为RV（电压表内阻）的电阻。
（2）电流表G改装电流表A，是灵敏电流计并联较小的分流电阻组成的，实际电压表可看做一个能显示流过自身电流值（读数）的阻值为RA（电流表内阻）的电阻。
（“量程”指通过电流表、电压表的满偏电流、满偏电压、电流表、电压表本身就是用电器）
2、伏安法测电阻.
（1）伏安法测电阻原理：
部份电路的欧姆定律.
（2）伏安法测电阻的两种接法.
电流表外接法：
在电压表的内阻远远大于R时，使用（此时通过电压表的电流I0≈0）.
电流表内接法：
在电流表的内阻远远小于R时，使用（此时电流表两端的电压V0≈0）.
附：
如果不知道Rx，Rv，RA的阻值，可用试触法，即通过不同的电表连接方式的电路，看电压表电流变化情况.如果电流表变化明显，说明电压表内阻对电路影响大，应选用电流表内接法同理，若电压表变化明显选用电流表外接法（简记为电流表变化大→电流内接，电压表变化大→电压外接）.→用百分比来判断变化大小.
例如：
用内接法，A表为1mA,V为2V；用外接法，A表为2mA，V表为3V，则=（2-1）/2＞=（3-2）/3,故A表变化大，选内接法.
磁场
1.磁场、磁感线.
（1）磁场的产生.磁极磁场磁极；磁极磁场电流；电流磁场电流,磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质。
（2）磁场的作用：
①磁场对放入其中的磁极有力的作用（同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引）。
②磁场对放入其中的通电导线亦有力的作用（同向电流相互吸引，异向电流互相排斥）。
（3）磁场的方向性，在磁场中的任一点，磁感线的切线方向，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，都表示那一点的磁场方向（有着重符号的文字等价）。
（4）磁感线：
假想的一族曲线，在磁体外部从北极出发回到南极，在内部从南极到北极→闭合的曲线（电场线是非闭合曲线，其相同点都是不相交的曲线）.但是磁感线从磁体N极出发，终止于磁体S极是错误的，那是因为磁感线是回到S极。
（5）电流的磁场的特点：
①直线电流的磁场的特点是：
无磁极，非匀强，距导线越近处磁场越强，距导线越远处磁场越弱；②环形电流的磁场的特点是：
圆环中心处磁场最强；③通电螺线管的磁场特点是：
管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场。
注：
①磁感线走势的方向上的切线方向为磁场方向.特别的，在磁场内部（如图）则不能等效小磁针了.
②磁感线虽然是假想的线但可用实验摸拟.
③磁感线的疏密表磁场或磁感应强度的大小.
（6）地磁场：
地球本身就是一个磁场，地球北极是地磁场的南极，地球南极是地磁场的北极，两极的磁感线是垂直地球两极.在赤道，磁感线是与地球表面平行的.
2.安培力、洛伦磁力.
（1）①安培力：
通电导线在磁场中受到磁场对它的安培力.
②F安=BIL（L为有效长度，如图中垂直于磁感线方向的长度为有效长度，L平行于B时，F安为0，L垂直于B时，F安为最大）.
注：
用B=F/IL来测量计算B,非匀强磁场时需要L足够短.
③B叫磁感应强度，是描述磁场自身的物理量，
用它可表示磁场强弱，单位是特斯拉，简称特，符号T.
④磁感应强度的方向：
某点磁场的方向为该点磁感应强度的方向（B为矢量）.
⑤安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.
注：
一小段通电导体放在磁场中A处受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处磁感应强度大.（×）
[不知放入方式，即F安=BIL中L是有效长度不知.又如同一通电导体在a、b受力情况,也不能判断]
（2）①洛伦磁力：
磁场对运动电荷能够产生洛伦磁力.
②F洛=qvB（v为有效速度，如图中垂直于磁感线方向的速度为有效速度，v0平行于B时，F洛=0，v0垂直于B时，F洛为最大）
③F洛与v有瞬时对应关系，即v瞬对应瞬时洛伦磁力.
④洛伦磁力对运动电荷不做功（f洛垂直于v与B确定的平面，故f洛⊥v由微元法知任何一段极小时间内的位移可看作与f洛垂直，故Wf=0）
⑤安培力不同于洛伦磁力，安培力可以做功.（若电荷沿磁感线移动，安培力不做功）
注：
F安=（nqSv）LB可由是nLS个运动电荷所受F洛=qVB的合力求得.
3.
（1）电荷在洛伦磁力作用下的圆周运动：
qVB=mv2/r，而.由此可见，荷质比相同的粒子以相同速度进入同一磁场，其轨道半径相同；带电量相同的粒子以相同的动量进入同一磁场，其轨道半径相同，荷质比相同的粒子，进入同一磁场，其周期相同.
注：
①电场或磁场都会使运动带电粒子发生偏转.
②利用质谱仪对某种元素进行测量，可以准确测出各种同位素的原子量.
（2）带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定方法：
①因洛伦兹力f的方向永远指向圆心，根据f洛⊥v，可以画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的洛伦兹力f的方向，其延长线的交点即为圆周轨道的圆心。
已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线和入射点出射点连线的中垂线，两垂线的交点即为轨道圆心。
②半径的计算一般是先画出粒子运动轨迹示意图，利用几何知识，常用解三角形的方法，求出半径。
③利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出轨迹所对的圆心角θ的大小，由公式可求出粒子在磁场中的运动时间。
（3）带电粒子在复合场中的运动。
复合场是指磁场与电场的复合场，或者是磁场与重力场、电场的复合场。
当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线运动状态；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，其合外力提供向心力，则重力和电场力一定平衡，洛伦兹力提供向心力。
对于带电粒子在复合场中的运动，一要写出相应的受力方程，二要应用相应物理规律（应用动能定理或能量守恒定律、牛顿定律）列方程求解。
（4）带电粒子的初速度v0与B成角进入磁场：
粒子做螺旋运动，将粒子的速度v0分解为两个方向，一个与B垂直的分量，另一个与B平行的分量v∥=v0cosθ，粒子由于v0而做匀速圆周运动，其轨道半径为，另一方面，v∥在其方向上做匀速直线运动，这样的合运动就叫做螺旋运动，其螺距（粒子运转一周前进的距离）.
电磁感应
一、磁通量、电磁感应、感应电流.
1、磁通量：
=BS（B为匀强磁场，S为有效面积）
（1）是标量，但有正负（不表大小）“+”表示给定的一个平面来讲，是穿入（穿出）比如穿过某面的磁通量是，将面转过180°穿过该面的磁通量为
（2）磁通量单位是韦，单位Wb.
（3）特别地当磁感应强度反向时：
.
（4）产生感应电流图象：
（互余关系）
2、感应电流.
产生感应电流的条件是：
一是电路闭合，二是穿过闭合电路的磁通量有变化.
3、法拉第电磁感应定律：
或E=BLv（L为有效长度——垂直于磁场方向的长度，v为有效速度——垂直于磁场方向的切割速度→可归纳为“三垂线”——B、L、v三者相互垂直）
（1）附：
①两种常见的有效长度.
②回路构造法：
可将A、
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