内容正文:
模块复习课
[核心知识回顾]
(教师用书独具)
一、电场的性质
1.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不能创生,也不能消失,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.在转移过程中,电荷的代数和不变.
2.库仑定律
(1)表达式:F=k,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫静电力常量.
(2)适用条件:真空中的点电荷.
3.电场强度
(1)定义式:E=,是矢量,单位:N/C或V/m.
(2)点电荷的场强:E=.
(3)方向:规定正电荷在电场中某点受力的方向为该点的电场强度方向.
4.电场力的功计算方法
(1)W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.
(2)WAB=qUAB,适用于任何电场.
5.静电力做功与电势能变化的关系
静电力做的功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp.
6.电势差
(1)定义式:UAB=.
(2)电势差与电势的关系:UAB=φA-φB,而UBA=φB-φA.
7.匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)电势差与电场强度的关系式:E=,其中d为电场中两点间沿电场方向的距离.
(2)公式只适用于匀强电场.
8.电容与平行板电容器
(1)电容的定义式:C=
(2)平行板电容器的电容决定式:C=.
9.带电粒子在电场中的偏转基本规律
设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为d(忽略重力影响),则有
(1)加速度:a=.
==
(2)在电场中的运动时间:t=.
(3)位移.
at2=,y=
(4)速度.
=,tan θ=,v=,vy=
二、电路中的规律
1.电流强度
(1)定义式:I=.
(2)决定式:I=.
2.电阻定律
表达式:R=ρ.
3.电功
(1)定义:电路中电场力移动电荷做的功.
(2)公式:W=qU=UIt.
(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程.
4.电功率
(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.
(2)公式:P==UI.
5.焦耳定律
(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量.
(2)计算式:Q=I2Rt.
6.热功率
(1)定义:单位时间内的发热量.
(2)表达式:P==I2R.
7.闭合电路欧姆定律
(1)公式:I=(只适用于纯电阻电路).
(2)路端电压与外电阻的关系
一般情况
U=IR=·R=
当R增大时,U增大
特殊情况
①当外电路断路时,I=0,U=E.
②当外电路短路时,I短=,U=0.
(3)路端电压跟电流的关系
(1)关系式:U=E-Ir.
(2)用图象表示如图所示,其中纵轴截距为电动势,横轴截距为短路电流,斜率的绝对值为内阻.
(4)电源的功率和效率
①电源的总功率:P总=EI.
②电源内部损耗功率:P内=I2r.
③电源的输出功率:P出=UI.
④电源的效率:η=×100%.
×100%=
三、磁场的性质及应用
1.磁感应强度
(1)定义式:B=(通电导线垂直于磁场).
(2)方向:小磁针静止时N极的指向.
2.安培力的大小
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BILsinθ,这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:
(1)当磁场与电流垂直时,安培力最大,Fmax=BIL.
(2)当磁场与电流平行时,安培力等于零.
3.常见电流的磁场
通电直导线
通电螺线管
环形电流
安培定则
4.洛伦兹力的方向
(1)判断方法:左手定则.
(2)方向特点:F⊥B,F⊥v.即F垂直于B和v决定的平面.(注意:B和v不一定垂直).
5.洛伦兹力的大小
F=qvBsin θ,θ为v与B的夹角,如图所示.
(1)v∥B时,θ=0°或180°,洛伦兹力F=0.
(2)v⊥B时,θ=90°,洛伦兹力F=qvB.
(3)v=0时,洛伦兹力F=0.
6.带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)洛伦兹力方向总与速度方向垂直,正好起到了向心力的作用.根据牛顿第二定律,表达式为qvB=m.
(2)半径公式r=.
,周期公式T=
(3)运动时间的确定
粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间由下式表示:
t=T).
T(或t=
7.带电粒子在复合场中运动的应用实例
装置
原理图
规律
质谱仪
粒子由静止被加速电场加速qU==,则比荷mv2,在磁场中做匀速圆周运动qvB=m
回旋加速器
交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在做圆周运动过程中每次经过D形盒缝隙都会被加速.由qvB=得Ekm=
速度选择器
若qv0B=Eq,即v0=,粒子做匀速直线运动
[易错易混辨析]
1.根据公式F=k得,当r→0时,有F→∞.(×)
提示:当带电体之间的距离r→0时,带电体就不能看成