電磁場(chǎng)小結(jié)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


 。ㄒ唬﹫(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的概念

  1、電場(chǎng)強(qiáng)度E

 、俣x:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受的電場(chǎng)力F與它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

 、跀(shù)學(xué)表達(dá)式:E=F/q,單位:V/m

 、垭妶(chǎng)強(qiáng)度E是矢量,規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向即為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。

  2、電勢(shì)、電勢(shì)差和電勢(shì)能

 、俣x:

  電勢(shì):在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷q,若它具有的電勢(shì)能為E,則該點(diǎn)的電勢(shì)為電勢(shì)能與電荷的比值。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。也等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差。

  電勢(shì)差:電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)力做功WAB與電荷電量q的比值,稱為AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,也叫電壓。

  電勢(shì)能:電荷在電場(chǎng)中所具有的勢(shì)能:在數(shù)值上等于將電荷從這一點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功。

 、诙x式:?jiǎn)挝唬篤    Ea=q單位:J

 、壅f明:Ⅰ電勢(shì)具有相對(duì)性,與零電勢(shì)的選擇有關(guān),一般以大地或無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。Ⅱ電勢(shì)是標(biāo)量,有正負(fù),其正負(fù)表示該的電勢(shì)與零電勢(shì)的比較是高還是低。Ⅲ電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的物理量。

 。ǘ╈o電場(chǎng)中的平衡問題

  電場(chǎng)力(庫侖力)雖然在本質(zhì)上不同于重力、彈力、摩擦力,但是產(chǎn)生的效果是服從牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律,所以在計(jì)算其大小、方向時(shí)應(yīng)按電場(chǎng)的規(guī)律,而在分析力產(chǎn)生的效果時(shí),應(yīng)根據(jù)力學(xué)中解題思路進(jìn)行分析處理。對(duì)于靜電場(chǎng)中的“平衡”問題,是指帶電體的加速度為零的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),屬于“靜力學(xué)”的范疇,只是分析帶電體受的外力時(shí)除重力、彈力、摩擦力等等,還需多一種電場(chǎng)力而已。解題的一般思維程序?yàn)椋?/p>

 、倜鞔_研究對(duì)象

 、趯⒀芯繉(duì)象隔離出來,分析其所受的全部外力,其中電場(chǎng)力,要根據(jù)電荷的正負(fù)及電場(chǎng)的方向來判斷。

 、鄹鶕(jù)平衡條件∑F=0或∑Fx=0,∑Fy=0列出方程

 、芙獬龇匠,求出結(jié)果。

 。ㄈ╇娂铀俸碗娖D(zhuǎn)

  1、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速

  在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題一般屬于物體受恒力(重力一般不計(jì))作用運(yùn)動(dòng)問題。處理的方法有兩種:

 、俑鶕(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解

 、诟鶕(jù)動(dòng)能定理與電場(chǎng)力做功,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解

  基本方法:在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題一般屬于物體受變力作用運(yùn)動(dòng)問題。處理的方法只能根據(jù)動(dòng)能定理與電場(chǎng)力做功,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解。

  基本方程:

  2、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn):設(shè)極板間的電壓為U,兩極板間的距離為d,極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)。

  運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析:帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后,受到恒定的電場(chǎng)力作用,且與初速度方向垂直,因而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)??類似平拋運(yùn)動(dòng)如圖所示。

  運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析:在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

  在平行電場(chǎng)方向,做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

  粒子通過電場(chǎng)區(qū)的側(cè)移距離;

  粒子通過電場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)角:帶電粒子從極板的中線射入勻強(qiáng)電場(chǎng),其出射時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線交于入射線的中點(diǎn)。

 。ㄋ模⿴щ娏W釉趧驈(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)

  1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律

  初速度的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)規(guī)律

 、賤0= 0  f洛=0為靜止?fàn)顟B(tài)

 、趘‖B  f洛=0則粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)

 、踲⊥B  f洛=Bqv,則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其基本公式為:

  向心力公式:Bvq=mv2/r    運(yùn)動(dòng)軌道半徑公式:r=mv/Bq

  運(yùn)動(dòng)周期公式:T=2∏m/Bq

  2、解題思路及方法

  圓運(yùn)動(dòng)的圓心的確定:

 、倮寐鍋銎澚Φ姆较蛴肋h(yuǎn)指向圓心的特點(diǎn),只要找到圓運(yùn)動(dòng)兩上點(diǎn)上的洛侖茲力的方向,其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)必為圓心。

  ②利用圓上弦的中垂線必過圓心的特點(diǎn)找圓心

 。ㄎ澹┝W釉诮蛔冸妶(chǎng)中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)

  當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí),由于帶電粒子在電場(chǎng)中的受力將發(fā)生變化,從而使粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化,粒子表現(xiàn)出來的運(yùn)動(dòng)形式可能是單向變速直線運(yùn)動(dòng),也可能是變速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

  帶電粒子是做單向變速直線運(yùn)動(dòng),還是做變速往復(fù)運(yùn)動(dòng)主要由粒子的初始狀態(tài)與電場(chǎng)的變化規(guī)律(受力特點(diǎn))的形式有關(guān)。

 。┝W釉趶(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

  1、在運(yùn)動(dòng)的各種方式中,最為熟悉的是以垂直電磁場(chǎng)的方向射入的帶電粒子,它將在電磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么,初速v0的大小必為E/B,這就是速度選擇器模型,關(guān)于這一模型,我們必須清楚,它只能選擇速度,而不能選擇帶電的多少和帶電的正負(fù),這在歷年高考中都是一個(gè)重要方面。

  2、帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中的受力分析:帶電物體在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變由其受到的合力決定,因此,對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行受力分析時(shí)必須注意以下幾點(diǎn):

 、偈芰Ψ治龅捻樞颍合葓(chǎng)力(包括重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)、后彈力、再摩擦力等。

 、谥亓、電場(chǎng)力與物體運(yùn)動(dòng)速度無關(guān),由物體的質(zhì)量決定重力大小,由電場(chǎng)強(qiáng)決定電場(chǎng)力大;但洛侖茲力的大小與粒子速度有關(guān),方向還與電荷的性質(zhì)有關(guān)。所以必須充分注意到這一點(diǎn)才能正確分析其受力情況,從而正確確定物體運(yùn)動(dòng)情況。

  3、帶電物體在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)類型:

 、賱蛩龠\(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài):當(dāng)帶電物體所受的合外力為零時(shí)

 、趧蛩賵A周運(yùn)動(dòng):當(dāng)帶電物體所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí)

 、鄯莿蜃兯偾運(yùn)動(dòng):當(dāng)帶電物體所受的合力變化且和速度不在一條直線上時(shí)

  來源:物理天地之間的博客


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