电磁学知识的应用
1.电磁学的知识点有哪些
高中电磁学知识点总结 电磁学部分是高中物理学习的重点和难点部分,是大家进行高中物理学习必须掌握的一个部分。
这里从基本概念、基本规律、常见仪器、实验部分及常见题型等角度,进行电磁学知识点的归纳总结。 电磁学部分: 1、基本概念: 电场、电荷、点电荷、电荷量、电场力(静电力、库仑力)、电场强度、电场线、匀强电场、电势、电势差、电势能、电功、等势面、静电屏蔽、电容器、电容、电流强度、电压、电阻、电阻率、电热、电功率、热功率、纯电阻电路、非纯电阻电路、电动势、内电压、路端电压、内电阻、磁场、磁感应强度、安培力、洛伦兹力、磁感线、电磁感应现象、磁通量、感应电动势、自感现象、自感电动势、正弦交流电的周期、频率、瞬时值、最大值、有效值、感抗、容抗、电磁场、电磁波的周期、频率、波长、波速 2、基本规律: 电量平分原理(电荷守恒) 库伦定律(注意条件、比较-两个近距离的带电球体间的电场力) 电场强度的三个表达式及其适用条件(定义式、点电荷电场、匀强电场) 电场力做功的特点及与电势能变化的关系 电容的定义式及平行板电容器的决定式 部分电路欧姆定律(适用条件) 电阻定律 串并联电路的基本特点(总电阻;电流、电压、电功率及其分配关系) 焦耳定律、电功(电功率)三个表达式的适用范围 闭合电路欧姆定律 基本电路的动态分析(串反并同) 电场线(磁感线)的特点 等量同种(异种)电荷连线及中垂线上的场强和电势的分布特点 常见电场(磁场)的电场线(磁感线)形状(点电荷电场、等量同种电荷电场、等量异种电荷电场、点电荷与带电金属板间的电场、匀强电场、条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流、通电螺线管) 电源的三个功率(总功率、损耗功率、输出功率;电源输出功率的最大值、效率) 电动机的三个功率(输入功率、损耗功率、输出功率) 电阻的伏安特性曲线、电源的伏安特性曲线(图像及其应用;注意点、线、面、斜率、截距的物理意义) 安培定则、左手定则、楞次定律(三条表述)、右手定则 电磁感应想象的判定条件 感应电动势大小的计算:法拉第电磁感应定律、导线垂直切割磁感线 通电自感现象和断电自感现象 正弦交流电的产生原理 电阻、感抗、容抗对交变电流的作用 变压器原理(变压比、变流比、功率关系、多股线圈问题、原线圈串、并联用电器问题) 3、常见仪器: 示波器、示波管、电流计、电流表(磁电式电流表的工作原理)、电压表、定值电阻、电阻箱、滑动变阻器、电动机、电解槽、多用电表、速度选择器、质普仪、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计、日光灯、变压器、自耦变压器。
4、实验部分: (1)描绘电场中的等势线:各种静电场的模拟;各点电势高低的判定; (2)电阻的测量:①分类:定值电阻的测量;电源电动势和内电阻的测量;电表内阻的测量;②方法:伏安法(电流表的内接、外接;接法的判定;误差分析);欧姆表测电阻(欧姆表的使用方法、操作步骤、读数);半偏法(并联半偏、串联半偏、误差分析);替代法;*电桥法(桥为电阻、灵敏电流计、电容器的情况分析); (3)测定金属的电阻率(电流表外接、滑动变阻器限流式接法、螺旋测微器、游标卡尺的读数); (4)小灯泡伏安特性曲线的测定(电流表外接、滑动变阻器分压式接法、注意曲线的变化); (5)测定电源电动势和内电阻(电流表内接、数据处理:解析法、图像法); (6)电流表和电压表的改装(分流电阻、分压电阻阻值的计算、刻度的修改); (7)用多用电表测电阻及黑箱问题; (8)练习使用示波器; (9)仪器及连接方式的选择:①电流表、电压表:主要看量程(电路中可能提供的最大电流和最大电压);②滑动变阻器:没特殊要求按限流式接法,如有下列情况则用分压式接法:要求测量范围大、多测几组数据、滑动变阻器总阻值太小、测伏安特性曲线; (10)传感器的应用(光敏电阻:阻值随光照而减小、热敏电阻:阻值随温度升高而减小) 5、常见题型: 电场中移动电荷时的功能关系; 一条直线上三个点电荷的平衡问题; 带电粒子在匀强电场中的加速和偏转(示波器问题); 全电路中一部分电路电阻发生变化时的电路分析(应用闭合电路欧姆定律、欧姆定律;或应用“串反并同”;若两部分电路阻值发生变化,可考虑用极值法); 电路中连接有电容器的问题(注意电容器两极板间的电压、电路变化时电容器的充放电过程); 通电导线在各种磁场中在磁场力作用下的运动问题;(注意磁感线的分布及磁场力的变化); 通电导线在匀强磁场中的平衡问题; 带电粒子在匀强磁场中的运动(匀速圆周运动的半径、周期;在有界匀强磁场中的一段圆弧运动:找圆心-画轨迹-确定半径-作辅助线-应用几何知识求解;在有界磁场中的运动时间); 闭合电路中的金属棒在水平导轨或斜面导轨上切割磁感线时的运动问题; 两根金属棒在导轨上垂直切割磁感线的情况(左右手定则及楞次定律的应用、动量观点的应用); 带电粒子在复合场中的运动(正交、平行两种。
2.电磁学理论的基础知识有哪些
【电动力学】研究电磁运动一般规律的科学。
它以麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式为出发点,运用数学方法,结合有关物质结构的知识,建立完整的电磁理论,分别从宏观和微观的角度来阐明各种电磁现象。同量子理论结合又产生了量子电动力学。
【电子的发现】19世纪末,电学兴起,这提供了破坏原子的方法。在低压气体下放电,原子被分为带电的两部分。
1897年,美国的汤姆逊在研究该两部分电荷时,发现其一带负电(称为电子),而另一个较重要的部分则带正电。这一事实说明原子不再是不可分割的。
1895年,德国的仑琴发现X光,接着贝克勒尔及居里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可放出“某些东西”的原子。
这些东西后来被称为α、β粒子,飞行很快。可穿透物质。
这一穿透能力很快应用于探讨原子内部构造的工具,实验结果有时粒子毫无阻碍地通过,有时则又发生猛烈的碰撞。用汤姆逊的原子模型不能解释。
1911年卢瑟福为了解释这一实验结果,提出一个新的原子模型。他证明:原子中带正电的部分必须集中于一个非常小而重的原子核里,而电子则如行星绕日般地围着原子核转动,原子核与电子间是有很大空隙的。
用这一模型算出的数值,证实了实验结果。【场的迭加原理】如果一个电场由n个点电荷共同激发时,那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和即【电力线】电力线是描述电场分布情况的图像。
它是由一系列假想的曲线构成。曲线上各点的切线方向和该点的电场方向一致,曲线的疏密程度,跟该处的电场强度成正比。
电力线比较形象地表示出电场的强弱和方向。在静电场中电力线从正电荷开始而终止于负电荷,不形成闭合线也不中断。
在涡旋电场中,电力线是没有起点和终点的闭合线。由于电场中的某一点只有一个电场方向,所以任何两条电力线不能相交。
电力线上各点的电势(电位)沿电力线方向不断减小。【法拉第】(Faraday,Michel,1791~1867)法拉第是著名的英国物理学家和化学家。
他发现了电磁感应现象,这在物理学上起了重要的作用。1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化,提出了法拉第电解定律。
这一定律为发展电结构理论开辟了道路,也是应用电化学的基础。1845年9月13日法拉第发现,一束平面偏振光通过磁场时发生旋转,这种现象被称为“法拉第效应”。
光既然与磁场发生相互作用,法拉第便认为光具有电磁性质。1852年他引进磁力线概念。
他主张电磁作用依靠充满空间的力线传递,为麦克斯韦电磁理论开辟了道路,也是提出光的电磁波理论的先驱,他的很多成就都是很重要的、带根本性的理论。他制造了世界上第一台发电机。
所有现代发电机都是根据法拉第的原理制作的。法拉第还发现电介质的作用,创立了介电常数的概念。
后来电容的单位“法拉”就是用他的名字命名的。法拉第从小就热爱科学,立志献身于科学事业,终于成为了一个伟大的物理学家。
【麦克斯韦】Maxwell James Clerk英国物理学家(1831~1879)。阿伯丁的马里查尔学院和伦敦皇家学院、剑桥大学教授,并且是著名的卡文迪什实验室的奠基人。
皇家学会会员。在汤姆逊的影响下进行电磁学的研究,提出了著名的麦克斯韦方程式,这是电磁学中场的最基本的理论。
麦克斯韦从理论上计算出电磁波传播速度等于光速,他认为:光就是电磁波的一种形态。对于统计力学、气体分子运动论的建立也作出了贡献。
引进了气体分子的速度分布律以及分子之间相互碰撞的平均自由程的概念。著有《论法拉第力线》、《论物理力线》、《电磁场运动论》、《论电和磁》、《气体运动论的证明》、《气体运动论》。
还著有《热理论》、《物质与运动》等教科书。【超距作用】一些早期的经典物理学者认为对于不相接触的物体间发生相互作用,如两电荷之间的作用力以及物体之间的万有引力都是所谓的“超距作用力”。
这种力与存在于两物体间的物质无关,而是以无限大速度在两物体间直接传递的。但是,电磁场的传播速度等于光速的这一事实说明电的作用力和电场的传播速度是有限的。
因此“超距作用”论便自然被否定了。实际上,电磁场就是物质的一种形态,因此不需借助其他物质传递。
【导体】在外电场作用下能很好地传导电流的物体叫做导体。导体之所以能导电,是由于它具有大量的可以自由移动的带电粒子(自由电子、离子等)。
电导率在102(欧姆·厘米)-1以上的固体(如金属),以及电解液等都是导体。金属和电解液分别依靠自由电子和正负离子起导电作用。
【自由电荷】存在于物质内部,在外电场作用下能够自由运动的正负电荷。金属导体中的自由电荷是带负电的电子,因为金属原子中的外层电子与原子核的联系很弱,在其余原子的作用下会脱离原来的原子而在整块金属中自由运动,在没有外电场时这种运动是杂乱无章的,因此不会形成电流。
在外电场作用下,电子能按一定方向流动而形成电流。电解液或气体中的离子也都是自由电荷。
【束缚电荷】电介质中的分子在电结构方面的特征是原子核对电子有很大的束缚力,即使在外电场的作用下,这些电荷也只能在微观范围有所偏离。但它。