电磁学总复习教案

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1、第三节电磁学 一、知识结构(一)电场1.了解什么是基元电荷及电荷守恒定律的应用。2.掌握真空中的库仑定律及其应用。3.掌握电场强度的定义式、点电荷和匀强电场场强的计算公式，正确领会磁力线的含义。4.理解电势、电势差、等势面的概念，掌握匀强电场中场强和电势差的关系及电场力做功与电势能的关系。5.理解电场中的导体处于静电平衡状态时的特殊情况。6.掌握带电粒子在电场中运动的规律。7.掌握电容器的电容的概念及平行板电容器中电容的计算公式。(二)恒定电流1.掌握电阻的串并联规律，串并联电路中的电压、电流及功率分配及焦耳定律。2.理解电动势的概念，掌握

2、闭合电路的欧姆定律。3.掌握电路的处理方法，学会对电路的变化分析判断，掌握各种类型的电路计算。4.掌握电压表、电流表和欧姆表的读数方法和测量原理及方法。5.会根据电路图进行电路的实物接线。(三)磁场1.理解磁场、磁感强度、磁感线、磁通量的意义，了解磁现象的电本质。2.掌握安培力的计算公式和左手定则，了解电流表的工作原理。3.掌握速度与磁场方向平行和垂直两种情况下洛仑力方向的判定和大小的计算，掌握带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律及洛仓兹力的应用。(四)电磁感应和交流电1.电磁感应(1)正确领会感应电流产生的条件，熟练运用右手定则和楞次定律判

3、断感应电流及感应电动势的方向。(2)熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。2.交流电(1)了解交流电的概念，理解表示交流电的各物理量的含义，并能准确识别和使用它们。(2)理解正弦交流电的图象，并能根据图象讨论有关问题。(3)理解变压器的原理，能使用电压比和电流比公式分析计算有关问题。(4)弄清什么叫振荡电流、振荡电路，掌握电磁振荡的过程特征。(5)熟练掌握电磁振荡的周期和频率公式，并应用公式分析、计算、讨论有关的简单问题。(6)了解麦克斯韦电磁场理论的基本要点，掌握电磁波的形成和波速公式V=λf的应用。二、例题解析例

4、1如下图所示，在通有电流I的无限长的直导线旁边放有一导线ab与其平行，当长直导线中向上的电流I减小时，导线ab两端的电势高低情况是：()A.Ua＞UbB.Ua=UbC.Ua＜UbD.无法确定【解析】本题仅由无限长导线中电流I减小的实际情况，从正面直接着手很难做出判断，但我们可采用“等效法”加以考虑：因为长直导线中电流I减小时，导线ab所在处磁场的磁感应强度减弱，所以我们完全可将电流I减小，导线ab不动的实际情形等效为电流I不变，而导线ab向右平动的情形，则本题由右手定则可立即做出Ua＞Ub的正确判断，即本题答案为(A)。例2如下图左所示的电

5、路，请画出S断开与S闭合时的等效电路。【解析】将C1、C2看作断路，如上图右所示。根据电流表的流向，可得S断开时与S闭合时的等效电路，如下图甲、乙所示。例3如下图所示，半径为r的半圆形金属导线处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在的平面，试求导线在下列情况中所产生的感应电动势：(1)导线在自身所在平面沿垂直于直径OO′的方向以速度v向右匀速平动。(2)导线从图示位置起，绕直径OO′以角速度ω匀速转动。【解析】(1)无法直接求出半圆形导线OO′所产生的感应电动势。我们可设想用一直导线将OO′两端连接起来构成一闭合回路(如图)，

6、则在向右运动过程中，回路的磁通量不发生变化，故整个回路中的感应电动势ε=0,这表明直导线OO′与半圆形导线切割磁感线所产生的感应电动势大小相等，方向相反。而由ε直=2Brv,可知ε圆=2Brv。(2)假设用直导线将OO′连接形成闭合回路，使其以同样的角速度ω绕OO′匀速转运，由于直导线OO′不切割磁力线，所以在产生应电动势这一点上，半圆形导线与闭合回路等效，由公式e=BSωsinωt,又S=πr2，所以半圆形导线中感应电动势e=πr2Bωsinω。例4下图中A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场；右

7、边表示一周期性的交变电压的波形，横坐标代表时间t，纵坐标代表电压U，从t=0开始，电压为给定值U0，经过半个周期，突然变为-U0……。如此周期地交替变化。在t=0时刻将上述交变电压U加在A、B两极上，求：(1)在t=0时刻，在B的小孔处无初速地释放一电子，要想使这电子到达A板时的速度最大，则所加交变电压的频率最大不能超过多少?(2)在t=0时刻，在B的小孔处无初速地释放一电子，要想使这电子到达A板时的速度最小(零)，则所加交变电压的频率为多大?(3)在t=?时刻释放上述电子，在一个周期时间，该电子刚好回到出发点?试说明理由并具备什么条件。(

8、4)在什么时间范围内释放上述电子，该电子不可能到达A板。【解析】电子运动的v-t图象如下图所示。(1)要求电子到达A板的速度最大，要求在t=时刻即速度达最大值vm=时到达A板，位