内容正文:
总复习
自学主题:选修2总复习
自学目标:
在本章中将认识安培力和洛伦兹力;通过实验探究安培力;用洛伦兹力分析带电粒子在磁场中的运动;了解安培力和洛伦兹力的应用。提升电磁场的物质观念及运动与相互作用观念。学习电磁感应及其应用的基础。
兴趣起航
乐学善思
- 知识探索-
基本概念和基本规律
1、安培力:通电导体在磁场中受到的力。匀强磁场中,当通电导线与磁场方向垂直时,安培力的大小F = BIL。
2、洛伦兹力:运动电荷在磁场中所受到的力。电荷垂直于磁场方向运动时,洛伦兹力的大小 f = qvB。
3、楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 感应电动势:穿过闭合回路的磁通量变化而引起的电动势。
4、法拉第电磁感应定律:回路中感应电动势的大小,跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比, 。
5、自感现象:因线圈中电流变化而在线圈自身引起的电磁感应现象。 涡流:在金属块体内形成的闭合感应电流。
6、交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流,简称交流电。 交变电流的最大值:交变电流一个周期中所能达到的最大值。
7、交变电流的有效值:让交变电流和直流电分别通过相同阻值的电阻,如果在相 同时间内产生的热量相等,这一直流电电压、电流的大小就叫做交变电流电压、电流的有效值。
8、交变电流的最大值和有效值的关系: 。
9、变压器:根据电磁感应原理设计而成的能够升高或降低交变电压的设备。 理想变压器的电压比和匝数比的关系: 。
10、电磁场:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和磁场相互联系,形成一个不可分离的统一场。
11、电磁波:变化的电磁场在空间的传播。
12、LC 回路:由电容器和电感器组成的电路。
13、电磁振荡:在振荡电路中产生振荡电流,且电场能和磁场能发生周期性相互转化的现象。
14、电谐振:当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时,振荡电流的振幅最大的现象。
15、无线电波:波长范围在 10—3 ~ 107 m 之间的电磁波,是无线电通信使用的电磁波。
16、电磁波谱:将电磁波按照波长或频率大小的顺序排列。 电磁波的波长λ、频率 f、波速 c 之间的关系: 。
17、传感器:一种检测装置,能感受被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以用于信息的传输、处理、存储、 显示、记录和控制等方面。
18、敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号的元件。
- 错题精讲 -
例1(多选)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是( )
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1
例2如图所示,长为L、质量为m的导体棒ab,置于倾角为θ的光滑斜面上.导体棒与斜面的水平底边始终平行.已知导体棒通以从b向a的电流,电流为I,重力加速度为g.
(1)若匀强磁场方向竖直向上,为使导体棒静止在斜面上,求磁感应强度B的大小;
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变,要使导体棒能静止在斜面上,求磁感应强度B的最小值和对应的方向.
例3如图所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原入射方向成θ角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;
(2)电子在磁场中运动的时间t;
(3)圆形磁场区域的半径r.
例4如图所示是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2,平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
例5回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示.D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上.位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),它们在两盒之间被电场加速.当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出.忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是( )
A.