电磁学综合能力培养.doc

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1、第三部分：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川。2.掌握真空屮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、电外差、等勃而的概念，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.理解电场屮的导体处于静电平衡状态吋的特殊情况。6.掌握带电粒子在电场屮运动的规律。7.掌握电容器的电容的概念及平行•板电容器屮电容的计算公式。（二）恒定电流1.掌握电阻的串并联规律，串并联电路屮的电压、电流及功率分配及焦耳定律。2.理解电动势的概念，掌握闭合电路的欧姆定律。3.掌握电路的处理方法，学会

2、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。

3、2.交流电（1）7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。G）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。⑸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=Xf的应用。二、例题解析例1如右图所示，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，当长直导线屮向上的电流I减小时，导线ab两端的电势髙低情况是：（）.A.Un>UbB.

4、Ua=U.,C.lLVUbD.无法确定八【解析】本题仅由无限长导线中电流I减小的实际情况，从正而直接''着手很难做出判断，但我们可采用“等效法”加以考虑：因为长直导线屮电流I减小时，导线此所在处磁场的磁感应强度减弱，所以我们完全可将电流T减小，导线处不动的实际情形等效为电流T不变，而导线处向右平动的情形，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如下图左所示的电路，请画出S断开与S闭合时的等效电路。【解析】将a、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。甲R2鶯头,X*xKX例3如右图所示，半径为「的半圆形

5、金属导线处于磁感应强度为B的匀强磁场屮，磁场方向垂直于线圈所在的平面，试求导线在下列情况屮所产生的感应电动势：(1)导线在自身所在平而沿垂直于直径007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00’以角速度匀速转动。【解析】(1)无法直接求出半圆形导线00’所产生的感应电动势。我们可设想用一直导线将00,两端连接起来构成一闭合回路(如图)，则在向右运动过程屮，冋路的磁通量不发生变化，故整个冋路屮的感应电动势£二0,这表明直导线ar与半圆形导线切割磁感线所产生的感应电动势人小相等，方向相反。而由£s=2Brv,可知e(gr2Brvo(2)假设用直导线将00’连接形成闭合回路，

6、使其以同样的角速度(J绕0(/匀速转运,由于直导线00’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=BS3sin3t,乂S二一nr2,所以半圆形导线屮感应电动势e二一nr2Ba)sinwo22例4右图中A和B表示在真空屮相距为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；右边表示-•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二0开始,电压为给定值Uo,经过半个周期，突然变为-U。……o如此周期地交替变化。在t二0时刻将上述交变电压U加在A、B两极上，求：⑴在t二0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

7、的速度最人，则所加交变电压的频率最大不能超过多少?(2)在t二0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人?(1)在t二?吋刻释放上述电子，在一个周期吋间，该电子刚好冋到出发点?试说明理由并具备什么条件。(2)在什么时间范囤内释放上述电子，该电子不可能到达A板。【解析】电子运动的v-t图象如右图所示。(1)要求电子到达A板的速度最人，要求在t二匚时