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2.三种常见的电流的磁场
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线电流
磁感线是以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱
环形电流
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部类似条形磁铁,由N极指向S极
2.三种门电路的类比理解
门电路
种类
类比电路图
逻辑关系
“与”门
两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件,即A、B共同控制C
“或”门
两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件,即A、B其一或共同控制C
“非”门
A与C呈相反状态
1.两个概念的比较
　　　物理量
比较内容　　　
电场强度E
电势差U
定义
放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值
电荷在电场中两点间移动时,静电力所做的功跟它的电荷量的比值
定义式
E=
U=
物理意义
描述电场力的性质
描述电场能的性质
标矢性
是矢量,正电荷受力方向为E的方向
虽有正负,但是标量,正负表示两点电势高低
联系
(1)对于匀强电场E=U/d
(2)U和E是描述电场性质的物理量,大小取决于电场本身,与F、q、W等无关
两种偏转的区别如下表所示:
垂直电场线进入匀
强电场(不计重力)
垂直磁感线进入匀
强磁场(不计重力)
受力
情况
静电力F=Eq
大小、方向不变
洛伦兹力F=Bqv大小
不变,方向随v而改变
运动
类型
类平抛运动
匀速圆周运动
或其一部分
运动
轨迹
抛物线
圆或圆的一部分
运动
轨迹图
求解方
法处理
偏移量y和偏转角φ要通过类平抛运动的规律求解
偏移量y和偏转角φ要结合圆的几何关系通过对圆周运动的讨论求解
1.两种接法比较
　　两种接法
比较内容　　　
限流接法
分压接法
电路图(图中R为负载电阻,R0为滑动变阻器)
闭合开关前滑片位置
滑动触头在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大
滑动触头在最左端,即开始时R上得到的电压为零
负载两端的电压调节范围
U～U
0～U
通过负载的电流调节范围
～
0～
串、并联电路的特点及规律
电路
特点
名称
串联电路
并联电路
电流
各处电流相等,I=I1=I2=…=In
总电流等于各支路电流之和,I=I1+I2+…+In
电压
总电压等于各部分电压之和U=U1+U2+…+Un;
==…=,即电压分配和电阻成正比
各支路两端电压相等即U=U1=U2=…=Un;
I1R1=I2R2=…=InRn,即电流分配与电阻成反比
电阻
总电阻等于各电阻之和,即R总=R1+R2+…+Rn
总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和,即=++…+
伏安法测电阻
原理
依据欧姆定律,测出待测电阻两端的电压U和电阻中的电流I,由Rx=求出Rx
电流表的
两种接法
内接
外接
电路
误差来源分析
电流表的分压作用
U测=Ux+UA
R测==Rx+RA
>Rx
电压表的分流作用
I测=Ix+IV
R测==
接法的
选择条件
Rx?RA
或Rx>
Rx?RV或
Rx<
2.几种常见电场线的比较
类型
图形
特点
点电荷的
电场线
(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.方向由点电荷指向无穷远,或由无穷远指向点电荷
(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同
等量异号
点电荷
形成的
电场线
(1)两点电荷连线上各点处,电场线方向从正电荷指向负电荷,中点场强最小,越靠近点电荷场强越强
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直
(3)沿中垂线从O点到无穷远,场强逐渐减弱
等量同号
点电荷
形成的
电场线
(1)两点电荷连线的中点O处场强为零,此处无电场线,中点O处附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷)
(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远处,场强先变强后变弱
1.分析方法:画轨迹,找圆心,求半径,定时间
圆心
位置
的确定
在实际问题中通常有两种方法:
(1)如图(甲)所示,图中P为入射点,M为出射点,已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心O.
(2)如图(乙)所示,图中P为入射点,M为出射点,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,连接入射点和出射点,作它的中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心O.
半径的
计算
一般利用几何知识解直角三角形
运动
时间
的确定
(1)如图(丙)所示,粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,不论沿顺时针方向还是逆时针方向,从A点运动到B点,粒子速度偏向角(φ)等于圆心角(回旋角α)并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍.即φ=α=2θ=ωt.
利用圆心角(回旋角α)与弦切角θ的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式t=T可求出粒子在磁场中的运动时间.
(2)若粒子运动的速率为v,弧长为s,则运动时间为t==.
探究影响电荷间相互作用力的因素
实验原理
如图所示,F=mgtan θ,θ变大,F变大;θ变小,F变小
方法(控制
变量法)
探究电荷间作用力与距离的关系
探究电荷间作用力与电荷量的关系
实验操作
保持电荷量不变,改变悬点位置,从而改变两小球间距r,观察夹角θ的变化情况
使小球处于同一位置,改变小球带电荷量q,观察夹角θ的变化情况
实验现象
r变大,θ变小
r变小,θ变大
q变大,θ变大
q变小,θ变小
实验结论
电荷间的作用力与距离有关,与电荷量有关
现对几种常用的方法列表比较如下:
电流
元法
把整段弯曲导线分为多段直线电流元,先用左手定则判断每段电流元受力的方向,然后判断整段导线所受合力的方向,从而确定导线运动方向或运动趋势方向
特殊位
置法
通电导线处于某个便于分析的特殊位置时,判断其所受安培力的方向,从而确定其运动方向或运动趋势方向
等效法
环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成立.等效后再确定相互作用情况及运动方向或运动趋势方向
结论法
两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,同向电流互相吸引,反向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研究
对象法
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向或运动趋势方向
电动势与电压(电势差)的比较
电动势E
电压(电势差)U
描述的
对象
电动势是对电源而言的,它描述的是移送单位电荷量时非静电力做功的多少
电压是对某一段电路而言的,它描述的是在这段电路中移送单位电荷量时静电力做功的多少
能量转化
的方向
电动势是指非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领
电势差、电压、电压降、电压损失等都表示静电力移送1 C电荷量时电势能转化为其他形式能的多少,只不过是几种不同形式的说法而已
定义式
E=,W为非静电力做的功
U=,W为静电力做的功
相同点
(1)单位都是伏特(V)
(2)电动势等于电源未接入电路时两极间的电压
电场强度E与磁感应强度B的比较
　　　概念
比较内容　 　
磁感应强度B
电场强度E
物理意义
描述磁场的性质
描述电场的性质
定义式
共同点
都是用比值法进行定义的
特点
B=,通电导线与B垂直,B与F、I、L无关
E=
E与F、q无关
方
向
共同点
矢量,都遵循矢量合成法则
不同点
小磁针静止时N极所指的方向,表示磁场方向
放入该处的正电荷的受力方向,表示电场方向
电容器的充电、放电过程分析
充电过程
放电过程
电路
结构
将电容器接在电源上形成回路
将已充电的电容器与导体连接形成回路
过程
分析
1.回路中有逆时针方向的充电电流
2.与电源正极连接的极板带上正电荷,与电源负极连接的极板带上等量的负电荷
3.充电完毕,电容器两极板间的电压等于电源电压,电路中电流为零
1.回路中有顺时针方向的放电电流
2.电流从电容器正极板流向负极板
3.放电完毕,电容器上的等量异号电荷全部中和,电路中没有电流,极板间电压为零
能量
分析
由电源获得的电能转化为电容器的电场能
储存的电场能转化为其他形式的能量(如:内能,光能)
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2.等势面与电场线的区别与联系
电场线
等势面
物理
意义
形象描述电场强度的强弱
形象描述电场中各点电势的高低
来源
从正电荷发出,终止于负电荷
电场中电势相同的各点构成的面
图线
特点
带箭头的不闭合的曲线,两电场线不相交
可以闭合,也可以不闭合,不同等势面不相交
描述
电场
曲线上某一点的切线方向为场强方向,疏密表示场强大小
等势面的垂线方向为场强方向,等差等势面的疏密表示场强大小
做功
情况
电荷沿电场线移动时静电力必做功
电荷沿等势面移动时静电力不做功
联系
(1)沿电场线方向电势降低
(2)电场线与等势面垂直
这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力,反映了磁场和电场都有力的性质,但这两种力的区别也是十分明显的.
洛伦兹力
静电力
力的
概念
运动电荷在磁场中受到的力
电场对放入其中电荷的作用力
产生
条件
磁场对静止电荷、平行磁场方向运动的电荷无作用力
电场对无论静止还是沿任何方向运动的电荷都有作用力
方向
①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定,关系遵循左手定则
②方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向
①方向由电荷正负、电场方向决定
②正电荷受力方向与电场方向一致,负电荷受力方向与电场方向相反
大小
当v⊥B时,F=qvB
当v∥B时,F=0
当v与B夹角为θ时,
F=qvBsin θ
F=Eq
作用
效果
由于不做功,故洛伦兹力只改变电荷运动速度的方向,不改变速度的大小
该力与电荷运动方向可能成任意夹角,因此它既可改变速度大小,又可改变速度方向
注意
事项
①B=0,F=0;
F=0,B不一定为零
②电荷正负
①E=0,F=0;
F=0,E=0
②电荷正负
2.部分电路欧姆定律的UI图象与闭合电路欧姆定律的UI图象比较
部分电路欧姆定律
闭合电路欧姆定律
UI图象
研究对象
对某一固定电阻而言,两端电压与通过电流成正比关系
对电源进行研究,路端电压随电流的变化关系
图象的
物理意义
表示导体的性质R=,R不随U与I的变化而变化
表示电源的性质,图线与纵轴的交点表示电动势,图线斜率的绝对值表示电源的内阻
联系
电源的电动势和内阻是不变的,正是由于外电阻R的变化才会引起路端电压U和总电流I的变化

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