电磁场小结
http://www.newdu.com 2024/11/25 01:11:31 上海物理教育网 佚名 参加讨论
| （一）场强、电势的概念
1、电场强度E ①定义：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电量q的比值叫做该点的电场强度。 ②数学表达式：E=F/q，单位：V/m ③电场强度E是矢量，规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向。 2、电势、电势差和电势能 ①定义： 电势：在电场中某点放一个检验电荷q，若它具有的电势能为E，则该点的电势为电势能与电荷的比值。电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功。也等于该点相对零电势点的电势差。 电势差：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做功WAB与电荷电量q的比值，称为AB两点间的电势差，也叫电压。 电势能：电荷在电场中所具有的势能：在数值上等于将电荷从这一点移到电势能为零处电场力所做的功。 ②定义式：单位：V Ea=q单位：J ③说明：Ⅰ电势具有相对性，与零电势的选择有关，一般以大地或无穷远处电势为零。Ⅱ电势是标量，有正负，其正负表示该的电势与零电势的比较是高还是低。Ⅲ电势是描述电场能的物理量。 （二）静电场中的平衡问题 电场力（库仑力）虽然在本质上不同于重力、弹力、摩擦力，但是产生的效果是服从牛顿力学中的所有规律，所以在计算其大小、方向时应按电场的规律，而在分析力产生的效果时，应根据力学中解题思路进行分析处理。对于静电场中的“平衡”问题，是指带电体的加速度为零的静止或匀速直线运动状态，属于“静力学”的范畴，只是分析带电体受的外力时除重力、弹力、摩擦力等等，还需多一种电场力而已。解题的一般思维程序为： ①明确研究对象 ②将研究对象隔离出来，分析其所受的全部外力，其中电场力，要根据电荷的正负及电场的方向来判断。 ③根据平衡条件∑F=0或∑Fx=0，∑Fy=0列出方程 ④解出方程，求出结果。 （三）电加速和电偏转 1、带电粒子在电场中的加速 在匀强电场中的加速问题一般属于物体受恒力（重力一般不计）作用运动问题。处理的方法有两种： ①根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解 ②根据动能定理与电场力做功，运动学公式结合求解 基本方法：在非匀强电场中的加速问题一般属于物体受变力作用运动问题。处理的方法只能根据动能定理与电场力做功，运动学公式结合求解。 基本方程： 2、带电粒子在电场中的偏转：设极板间的电压为U，两极板间的距离为d，极板长度为L。 运动状态分析：带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后，受到恒定的电场力作用，且与初速度方向垂直，因而做匀变速曲线运动——类似平抛运动如图所示。 运动特点分析：在垂直电场方向做匀速直线运动 在平行电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动 粒子通过电场区的侧移距离； 粒子通过电场区偏转角：带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。 （四）带电粒子在匀强磁场的运动 1、带电粒子在匀强磁场中运动规律 初速度的特点与运动规律 ①v0= 0 f洛=0为静止状态 ②v‖B f洛=0则粒子做匀速直线运动 ③v⊥B f洛=Bqv，则粒子做匀速圆周运动，其基本公式为： 向心力公式：Bvq=mv2/r 运动轨道半径公式：r=mv/Bq 运动周期公式：T=2∏m/Bq 2、解题思路及方法 圆运动的圆心的确定： ①利用洛仑兹力的方向永远指向圆心的特点，只要找到圆运动两上点上的洛仑兹力的方向，其延长线的交点必为圆心。 ②利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心 （五）粒子在交变电场中的往复运动 当电场强度发生变化时，由于带电粒子在电场中的受力将发生变化，从而使粒子的运动状态发生相应的变化，粒子表现出来的运动形式可能是单向变速直线运动，也可能是变速往复运动。 带电粒子是做单向变速直线运动，还是做变速往复运动主要由粒子的初始状态与电场的变化规律（受力特点）的形式有关。 （六）粒子在复合场中运动 1、在运动的各种方式中，最为熟悉的是以垂直电磁场的方向射入的带电粒子，它将在电磁场中做匀速直线运动，那么，初速v0的大小必为E/B，这就是速度选择器模型，关于这一模型，我们必须清楚，它只能选择速度，而不能选择带电的多少和带电的正负，这在历年高考中都是一个重要方面。 2、带电物体在复合场中的受力分析：带电物体在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变由其受到的合力决定，因此，对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点： ①受力分析的顺序：先场力（包括重力、电场力、磁场力）、后弹力、再摩擦力等。 ②重力、电场力与物体运动速度无关，由物体的质量决定重力大小，由电场强决定电场力大小；但洛仑兹力的大小与粒子速度有关，方向还与电荷的性质有关。所以必须充分注意到这一点才能正确分析其受力情况，从而正确确定物体运动情况。 3、带电物体在复合场的运动类型： ①匀速运动或静止状态：当带电物体所受的合外力为零时 ②匀速圆周运动：当带电物体所受的合外力充当向心力时 ③非匀变速曲线运动：当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时 (责任编辑：admin) |
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