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1、第1页 共 8 页物理选修 3-1 知识点归纳 (鲁科版 ) 第一章静电场第 1 节静电现象与微观解释1.电荷、电荷守恒定律：（1）两种电荷： 自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引（2）元电荷： 元电荷是物体带电的基本电荷量，C101.6e-19，所有带电体的电荷量等于e的整数倍。（3）使物体带电的三种方式：摩擦起电：由于相互摩擦的物体间电子的得失使物体分别带上了等量异种电荷。感应起电：指的是利用静电感应使物体带电的方式。接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带体的导体也带上电荷的方法两个完全相同的金属球，其中一个带电，与另外一个接
2、触后分开，则两球所带的电量相同，这个称为电荷均分定律若两球开始带异种电荷，当它们接触时， 先进行中和， 再电量均分。（4）起电的实质： 无论是哪种起电方法，都不是创造了电荷，而是使物体中的电荷进行再分配。（5）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分在转移过程中，电荷的总量保持不变。第 2 节静电力库仑定律1.点电荷的电场力大小：真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（1）成立条件：真空中（空气中也近似成立）点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用
3、力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r） 。（2）库仑定律： 真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量1Q 、2Q 的乘积成正比，跟它们的距离r二次成反比。作用力的方向沿着它们的连线。两种电荷相斥、异种电荷相吸。221rQQkF，229/100 .9CmNk。（3）静电力叠加原理：对于两个以上的点电荷，其中第一个点电所受的总的静电力，等于其点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。2.电场： 电荷周围存在场，电荷的相比不可能超越
4、距离，是通过场传递的，这种场称为电场。3.电场力： 电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。4.试探电荷： 放入电场电荷的电荷量应足够小，以免这个电荷引入影响将要研究的电场。同时这个电荷的线度必须足够小（可以视为点电荷），这样才能确定电场中各点的性质。满足这样条件的电荷叫做试探电荷。第 3 节电场及描述1.电场、电场强度：（1） 电场： 电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种物质形态。（2）电场强度： 定义： 放入电场中某点的电荷受到的电场力F 跟它的电量q 的比值， 叫做该点的电场
5、强度，简称场强。 定义式：qFE/a. 这是电场强度的定义式，适用于任何电场。b. 其中的 q 为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。c. 电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（3）点电荷的场强公式：由库仑定律和电场强度的定义可得点电荷的场强公式为2rQkE。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。2.电场线： 电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，此曲线叫电场线。3.电场线的特点：（1）电场线是起源于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处的有源线。（2）电
6、场线不闭合，不相交相叨，不间断的曲线。（3）电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密的地方场强大，电场线稀的地方场强小。（4）场线不表示电荷在电场中的运动轨迹，也不是客观存在的曲线，而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线。（5）在满足下列三个条件的情况下，电荷才可以沿电场线运动。电场线是直线 ; 电荷初速度方向和电场线在同一直线上; 电荷不受其它力。4.匀强电场： 在电场的某一区域，如果场强的大小和方向都相同，这个区域的电场叫匀强电场，匀强电场的电场线是平行等距的直线。5.几种典型的电场线分布：（1）孤立正负点电荷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
7、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第2页 共 8 页（2）等量异种电荷（3）等量同种电荷（4）匀强电场（5）电偶极子：两个相距很近的选题异种电荷组成的系统叫做电偶极子。第 4 节电场中的导体1.静电平衡： 导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。处于静电平衡的导体，内部电场强度处处为零。2.静电屏蔽： 处于静电平衡状态的导体，电荷只分布异体的外表面上，如果这个导体是中空的，当它达到静电平衡时，内部也将没有电场。 这样， 导体的外壳就会对它的内部起到“保护” 作用，使它的内部不受电场的影响，这种现
8、象称为静电屏蔽。第二章电势能与电势差第 1 节电场力做功与电势能1.电场力对点电荷做功：qEdW。2.电势能： 电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。第 2 节电势与等势面1.电势： 电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势。2.等势面： 电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。第 3 节电势差1.电势差： 设电场中 A 点的电势为A，B 点的电势为B则BAABU，电势在电路中也称为电压，用符号 U 表示。2.电场强度与电势差的关系：dUEAB/3.在匀强电场中电势差与电场强度的关系为：沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积
9、，即U=Ed 或dUE/，其中 d 为沿场强方向的两点间的距离。第 4 节电容器电容1.电容器： 电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器。电容用符号C表示： 。（1）电容器：两个互相靠近又彼此绝缘的导体组成电容器。（2）电容器的充、放电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫充电。充电的过程是将电场能储存在电容器中。使充电后的电容器失去电荷的过程叫放电。放电的过程是储存在电容器中的电场能转化为其它形式的能。电容器的带电量是指其中一个极板所带电量的绝对值。2.电容器以及有关性质：（1）电容： 电容器所带电量与两极板间电压的比值叫电容，定义式：abUQC/.电容器的电容只取决于电容器本身，与Q 和
10、 U 都无关。（2）电容的单位为法拉，简称法，符号为F，pF10F101F126。（3）电容的物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于使电容器两极间电压增加1V 所需要的电量。3.平行板电容器的电容：跟两极板间的介质的介电常数成正比，跟两极板的正对面积成正比，跟两极板间距离成反比，用公式表示kdSC4。4.带电粒子的加速：（1）运动状态：带电粒子沿与电场平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀变速直线运动。（2）功能关系：电场力的功等于带电粒子动能的变化，即：2022121mvmvqU。5.带电粒子的偏转（匀强电场中）（1）运动状态：带电粒子以速
11、度v0 垂直于电场线方向射入匀强电场时，受到恒定的与初速方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动（类平抛运动）. （2）偏转问题的数学处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成和分解的知识。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第3页 共 8 页第三章恒定电流第 1 节电流1.电流的一层含义：（1）大量自由电荷定向移动形成电流的现象；（2）物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因，电压是形成电流的外因2.电流的另一层含
12、义：（1）意义：表示电流强弱的物理量（2）定义：通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫电流。（3）公式：tQI/ （定义式）（4）单位：安培（ A）毫安（ mA）微安（ A）（5）是标量，方向规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向（6）方向不随时间而改变的电流叫直流电：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。3.电流的速度： 导线中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流。三个条件：有闭合的回路，回路存在自由电荷，有电压。电流的速度并不是电子的运动速度，而是电场的传播速度，它等于电磁波的速度sm/100.38。4.电流的微观表达式：I=nqSv ，n单位体
13、积内电荷数，q自由电荷量， S导体的横截面v电荷定向移动的速率第 2 节电阻1.电阻： 导线对电流的阻碍作用称为电阻，表示物体导电性能好坏的物理量。2.电阻定律： 导体的电阻R 跟导体的长度l 成正比，跟导体的横截面积S 成反比，还跟导体的材料有关，这就是电阻定律。写成公式是：SlR（适用条件：温度不变时粗细均匀的金属导体，浓度均匀的电解液。 ）应用：滑线变阻器等。是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率，表示材料导电性能好坏的物理量。R 、l 、 S的单位分别是、m 、2m ，的单位是m 。事实上，导线的电阻不公与其长度、横截面积和材料有关，而且还与导线的温度有关。单位：兆欧（ k） ，
14、千欧（ k） ，欧姆（ ）3.半导体：（1）导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体。（2）电阻率的范围在：m101065之间，其电阻率随温度的升高而减小。（3）半导体材料的电阻率随温度的增加而减小，称为半导体的热敏特性；半导体材料的电阻率随光照射而减小， 称为半导体的光敏特性；半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。用半导体材料的特性，常制作成半导体传感器、热敏电阻、 光敏电阻等；利用半导体的导电特性，常制作晶体二极管，晶体三级管等电子器件，由半导体等电子器件制作成集成电路，起大规模集成电路，推动着计算机的快速发展。4.超导体：（1）超导现象是指某些物质的温度
15、降到绝对零度附近时，其电阻率会突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物体叫超导体。（2）材料由正常状态转变为超导状态的温度，称为转变温度。不同的材料有不同的转变温度，超导技术包括高温超导材料的研究和对这些材料的实用研究。（3）了解超导现象的应用和发展前景，如超导输电；超导发电机、电动机、磁悬浮列车、超导磁铁、回旋加速器；超级计算机等。超导应用的主要障碍是低温的获得，超导材料的研究主要是如何获得常温下的超导材料。5.伏安特性曲线： 是一条过原点的直线，电阻是线性元件。如图所示：221111tgRtgR第 3 节焦耳定律1.电功： 当接通
16、电路时，电路内就建立起了电场，自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，称为电功。2.电功的大小： 电路两端的电压为U ，在时间 t 内通过电路任一横截面的电量为q，则电功的大小为：UqW，因为tIq所以tIUW。3.电功率： 单位时间内电流所做的功。UItWP4.焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。用公式表示就是：RtIQ2。 在只含电阻的纯电阻电路中，由IRU可推得：tRUQ2第 4 节串联电路与并联电路1.串联电路： 如果电路的元件顺次串接起来，这个电路就是串联电路。（1）特点：串联电路中，各处的电流
17、相等：nIIII21串联电路的总电压等于和部分电压之和：nUUUU21（2）性质：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第4页 共 8 页等效总电阻为各电阻阻值1R ，2R ，nR 总和：nRRRR21。电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比：IRURURUnn2211，串联电路中的第一个电阻都要分担一部分电压，电阻越大，它分担的电压就越多。串联电阻的这种作用称为串联电路的分压作用。（3）功率的分配关系为：
18、各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比：22211IRPRPRPnn2.并联电路： 将电路的元件并列地连接起来，这个电路就是并联电路。（1）特点：并联电路中各支路的电压相等：nUUUU21并联电路的总电流等于各支路电流之和：nIIII21（2）性质：并联电路的等效总电阻R 与千去路的电阻1R ，2R nR 的关系是：nRRRR111121并联电路的电流分配关系是：通过各个去路电阻的电流跟它们的阻值成反：URIRIRInn2211并联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比：22211URPRPRPnn3.欧姆定律（1）内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电
19、阻R 成反比。（2）公式：RUI/。（3）适用范围：金属导体和电解液（不适用气体导体和半导体器件），即线性元件。第四章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第 1 节闭合电路欧姆定律1.电动势： 电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。电源的电动势用符号 E 表示，单位与电压的单位相同，也是伏特（V ） 。2.电压： 即电场中两点电势的差值。即UAB=A B.，单位：伏特（V）千伏（ kV ）毫伏（ mV）微伏（ V）3.电源 是维持持续电压的装置，如干电池、蓄电池、发电机等。4.闭合电路的欧姆定律：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内外电阻之和成反比。（1）内外UU
20、E（2）IRU外，IrU内将这两式代入上式可得：IrIRE或RrEI（3）路端电压与外电阻的关系：（4）路端电压：IrEU，将RrEI代入可得：RrErRrEEU1可见，当外电路的电阻 R 增大时，电路中电流I 减小，但路端电压U 增大；反之，当外电路的电阻R 减小时，电路中的电流I 增大，但路端电压U 减小。第 2 节多用电表的原理与使用第 3 节测量电源的电动势和内电阻1.测量电源电动势和内电阻的原理：电流表内接法。（1）IrUUUE外内外，通过改变滑动变阻器R 的阻值，测出两组U、 I 值，列方程得（2）rIUE11（3）rIUE22（4）联立求解，可得：122112IIUIUIE，12
21、21IIUUr第 4 节逻辑电路与自动控制1.电功和电热：（1）电功： 电流流过导体，导体内的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，在驱使自由电荷定向运动的过程中，电场力对自由电荷做了功，简称为电功。电功是电能转化为其他形式能的量度。其计算公式：W=qU ，W=UIt ，W=Pt 是普适公式而RtIW2和tRUW2，只适用于纯电阻电路的运算。单位：1 度=1 千瓦时 =6103.6焦耳。（2）电热：RtIQ2是焦耳通过多次实验得到的，是电能转化为热能的定量计算公式。变形公式：tRUQ2。（3）电功和电热的关系：W Q QWQW非纯电阻电路：纯电阻电路：（4）电流通过做功，电能全部转化为热能的电
22、路叫纯电阻电路；电能只有一部分转化为内能，而大部分转化为机械能、化学能等的电路叫非纯电阻电路. 2.电功率和热功率：（1）电功率： 电功率是描述电流做功快慢的物理量。由功率公式tWP/ 得UItUItP/，这两个公式是普适公式，而P=RI2，P=RU2只适用于纯电阻电路。（2）电热功率：电热功率是描述电流做功产生电热快慢程度的物理量。由功率tQPQ/得RURIPQ/22。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第5页 共
23、 8 页（3）电功率和电热功率的关系：QPP。（4）额定功率和实际功率：额定功率：指用电器正常工作时的功率，当用电器两端电压达到额定电压时，电流也达到额定电流，功率达到额定功率。实际功率：指用电器在实际电压下电流做功的功率，只有当实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率。在忽略R 的变化时，有如下关系：实实额额PUPUR22额实额实PPUU23.串联电路的特点：（1）电流： 串联电路中电流强度处处相等：321IIII。（2） 电压： 串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和：321UUUU。（3）电阻： 串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和：321RRRR。（4）分压原理：
24、串联电路中的电阻起分压作用，电压的分配与电阻成正比321321321R:R:RIR:IR:IRU:U:U（5）电功率、电功：串联电路中的电功率、电功与电阻成正比321322212321R:R:RRI:RI:RIP:P:P321322212321R:R:RtRI:tRI :tRIW:W:W4,并联电路的特点：（1）电流：并联电路中干路中的总电流等于各支路中电流之和：321IIII（2）电压：并联电路中，各支路两端的电压都相等：UUUU321（3）电阻：并联电路中，总电阻的倒数，等于各支路电阻的倒数之和：3211111RRRR（4）分流原理：并联电路中的电阻起分流作用，电流的分配与电阻成反比：32
25、13213211:1:1:RRRRRIRRIRRIIII（5）电功率、电功：并联电路中各支路中的电功率、电功与电阻成反比。3213222123211:1:1:RRRRURURUPPP3213222123211:1:1:RRRtRUtRUtRUWWW5.混联电路：1.解决混联电路的方法是：（1）求混联电路的等效电路。（2）运用欧姆定律和串、并联电路的特点进行计算。2.画等效电路图即是等效替代的方法；对复杂电路进行等效变换的一般原则是：（1）无阻导线可缩成一点，一点也可以延展成无阻导线。（2）无电流的支路化简时可以去掉。（3）电势相同的点可以合并。（4）理想电流表可以认为短路，理想的电压表可认为断
26、路，电压稳定时，电容器处可认为断路。第五章磁场第 1 节磁场1.磁体： 不管形状如何，任何磁体都有两个磁极。特点：同名磁极相斥、异句磁极相吸。2.磁场： 在磁极或电流周围的空间，存在磁力作用，这个空间存在磁场，磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的物质，它传递的磁的相互作用，对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有力的作用。第 2 节用磁感线描述磁场1.磁感线： 在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，在磁感线上，任意一点的切线方向都跟该的磁场方向相同，都代表磁场中该点小磁针北极受力的方向。磁感线是闭合曲线，磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱。2.磁场的方向： 规
27、定在磁场中任一点小磁针北极的受力方向就是那一点的磁场方向。（1）地磁场的主要特点地球的磁场和条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：地磁场的N 极在地球南极附近。S 极在地球北极附近。地磁场 B 的水平分量Bx 总是从地球南极指向北极，而竖直分量By 则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。3.安培定则： 用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指的方向就是磁感线的环绕方向。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名
28、师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第6页 共 8 页第 3 节磁感应度磁通量1.磁感应强度： 穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。2.匀强磁场： 在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。（1）在磁场垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流 I 和导线长度L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。（2）穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线的条数等于该处的磁感应强度。（3）定义式：ILFB/，式中 F 为 I 与磁场方向垂直时的磁场力(此时磁场力最大，I 与磁场
29、平行时，磁场力为0)，单位： 1T=1N/A m，磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/（A m）=1kg/（A 2s ）3.三种常用的电流磁场的特点及画法比较：（1）直线电流的磁场：同心圆，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示。立体图横截面图纵截面图（2）通电螺线管的磁场：两端分别是N 极和 S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场，画法如图所示。立体图横截面图纵截面图（3）环形电流的磁场：两侧是 N 极和 S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示。立体图横截面图纵截面图4.磁通量： 磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量，用表示。BS磁通量的单
30、位是韦伯，简称韦，符号是Wb。211mTWb。（1）磁通量的计算公式：=B S（2）适用条件： 匀强磁场。 S是垂直于磁场并在磁场中的有效面积。单位：韦伯 1wb=1T m2 （3）当磁感线不是垂直，而是与某一面积S 的法线为 角时，应先将该面积在垂直于磁场方向上投影 S ，穿过 S 和穿过 S 的磁感线相等，这种情况下的磁通量为=B Scos。8.磁现象的电本质：最早揭示磁现象电本质的假说是安培分子电流假说。分子电流排列由无序到有序称为磁化，分子电流排列由有序变为无序称为退磁，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。第六章磁场对电流和运动电荷的作用第 1 节探究磁场对电流的作用1
31、.不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场。2.安培力： 当通电导体的电流方向改变，或磁体的S 极与 N 极交换位置时，通电导体受力的方向也会发生改变，磁场对电流的作用力称为安培力。3.安培力大小的计算：F=BLIsin （为 B、L 间的夹角）高中只要求会计算=0 （不受安培力）和 =90两种情况，也就是用公式：BlIF。4.左手定则： 通电直导线所受安培力的方向判断方法，伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场的受力方向。第 2 节磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力： 磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。Bq
32、F。（1）带电粒子在磁场中的运动轨迹：匀速直线运动：若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反 )，此时带电粒子所受洛伦兹力为零，带电粒子将以入射速度v 做匀速直线运动。匀速圆周运动： 若带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场，由于洛伦兹力始终和运动方向垂直，因此不改变速度的大小，但不停地改变速度的方向，所以带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供了做匀速圆周运动的向心力洛伦兹力不做功，故粒子速度大小不变但方向时刻改变。粒子的初速度和它受的洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面，所以粒子只能在这个平面内运动。2.轨道半径和周期：（1）电子以速度 v 垂直磁场方向入射
33、， 在磁场中做匀速圆周运动，设电子质量为m， 电荷量为 q，由于洛伦兹力提供向心力，则有rvmqvB2，得到轨道半径qBmvr名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第7页 共 8 页由轨道半径与周期的关系得qBmvrT22（2）圆心的确定及偏转时间的计算圆心的确定：带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧，如何确定圆心是解决问题的前提，也是解题的关键。 首先， 应有一个最基本的思路：即圆心一定在与速度方向垂直的直线上
34、。在实际问题中圆心位置的确定极为重要，通常有两个方法：a. 已知入射方向和出射方向时，可以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(如图所示，图中P为入射点， M 为出射点 )b. 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，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示， P 为入射点， M 为出射点 )c. 具体问题应具体分析，不同题目中关于圆心位置的确定方法不尽相同，以上只是给出了确定圆心的最基本的方法（3）运动时间的确定：粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 时，其运
35、动时间可由下式表示：Tt360（或Tt2）式Tt360中的 以“ 度” 为单位，式Tt2中 以“ 弧度 ” 为单位， T 为该粒子做圆周运动的周期，以上两式说明转过的圆心角越大，所用时间越长，与运动轨道长度无关粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，转一周所用时间可用公式qBmT2确定，且从中可以看出粒子转一周所用时间与粒子比荷有关，还与磁场有关，而与粒子速度大小无关粒子速度大时，做圆周运动的轨道半径大；粒子速度小时，做圆周运动的轨道半径小，但只要粒子质量和电荷量之比一定，转一周所用时间都一样确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论：a带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角叫做
36、偏向角，偏向角等于圆孤轨道PM 对应的圆心角 ，即 ，如图所示b圆弧轨道PM 所对圆心角等于 PM 弦与切线的夹角(弦切角 ) 的 2 倍，即 2 ，如图所示3.磁场对运动电荷作用的应用（1）质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，由带电粒子的电荷量、轨道半径确定其质量的仪器。（2）回旋加速器：回旋加速器的工作原理如图所示放在A0 处的粒子源发出一个带正电的粒子，它以某一速率 v0 垂直进入匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动经过半个周期，当它沿着半圆弧A A1 到达 A1 时，我们在 A1A 1处设置一个向上的电场，使这个带电粒子在A1A 1处受到一次电场的加速，速率由 v0 增加到 v1，然后粒子
37、以速率v1 在磁场中做匀速圆周运动我们知道，粒子的轨道半径跟它的速率成正比，因而粒子将沿着半径增大了的圆周运动又经过半个周期，当它沿着半圆弧 A 1A 2 到达 A 2 时，我们在 A 2A2处设置一个向下的电场，使粒子又一次受到电场的加速，速率增加到v2如此继续下去，每当粒子运动到A1A 1、A3A 3等处时都使它受到一个向上电场的加速，每当粒子运动到A 2A2 、A 4A4等处时都使它受到一个向下电场的加速，那么，粒子将沿着图示的螺线A0A1 A 1 A2 回旋下去，速率将一步一步地增大回旋加速器的旋转周期：在直线AA ，A A 处加一个交变电场，使它变化周期等同于带电粒子在匀强磁场中做匀
38、速圆周运动的周期qBmT2， 就可以保证粒子每经过直线AA 和 AA时都正好赶上适合电场方向而被加速。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 第8页 共 8 页（3）带电粒子的最终能量：当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由牛顿第二定律rvmqvB2得mqBrv， 若D形 盒 的 半 径 为R ， 则 r R 时 ， 带 电 粒 子 的 最 终 动 能mrbqmvEkm22122224.左手定则： 伸开左手，使大拇
39、指与其余四指垂直，并在同一平面内让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是导体所受安培力的方向。5.安培力的应用：电动机，磁电式仪表。（1）根据通电导线在磁场中会受到安培力的作用这一原理制成的仪表，称为磁电式仪表。（2）磁电式仪表的结构磁电式仪表原理：由于磁场对电流的作用力方向与电流方向有关，因此，如果改变通过电流表的电流方向，磁场对电流的作用力方向也会随着改变，指针和线圈的偏转方向也就随着改变，据此便可判断出被测电流的方向。磁场对电流的作用力跟电流成正比，线圈中的电流越大，受到的作用力也越大，指针和线圈的偏转角度也越大因此，指针偏转角度的大小反映了被测电流的大小只要通过实验把两者一一对应的关系记录下来，并标示在刻度盘上，这样在使用中，就可以在刻度盘上直接读出被测电流的大小。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -