五大电磁学知识点

五大电磁学知识点
五大电磁学知识点

五大电磁学知识点

一、电场

1.两种电荷-----(1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷. (2)电荷守恒定律:

2.★库仑定律

(1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.

(2)公式:

(3)适用条件:真空中的点电荷.

点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.

3.电场强度、电场线

(1)电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.

(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:

E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.

(3)电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;

③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.

(4)匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.

(5)电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.

4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功W AB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:U AB=W AB /q 电势差有正负:U AB=-U BA,一般常取绝对值,写成U.

5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.

(1)电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.(2)沿着电场线的方向,电势越来越低.

6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功ε=qU

7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.

(1)等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功.

(2)等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.

(3)画等势面(线)时,一般相邻两等势面(或线)间的电势差相等.这样,在等势面(线)密处场强大,等势面(线)疏处场强小.

8.电场中的功能关系

(1)电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.

计算方法有:由公式W=qEdcosθ计算(此公式只适合于匀强电场中),或由动能定理计算.(2)只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.

(3)只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.

9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.

10.★★★★带电粒子在电场中的运动

(1)带电粒子在电场中加速

带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.

2)带电粒子在电场中的偏转

带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0,

L=V0t.平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动

3)是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:

①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但不能忽略质量).

②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.

(4)带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动

由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.

11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.

12.电容-----(1)定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值

(2)定义式:

[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

(3)单位:法拉(F),1F=106μF,1μF=106pF.

(4)平行板电容器的电容:在分析平行板电容器有关物理量变化情况时,往往需将

结合在一起加以考虑。

二、稳恒电流

1.电流---(1)定义:电荷的定向移动形成电流.(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.

在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极).

2.电流强度: ------(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t

(2)在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A

(3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和.

2.电阻--(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻.(2)定义式:R=U/I,单位:Ω

(3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关.

3★★.电阻定律

(1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比.(2)公式:R=ρL/S.(3)适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液.

4.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用.

(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜).

(2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性.

(3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体.

5.电功和电热

(1)电功和电功率:

电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式.

单位时间内电流做的功叫电功率,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式.

(2)★焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示电流通过导体产生的热量,单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的.

(3)电功和电热的关系

①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的.所以有W=Q,UIt=I2Rt,U=IR(欧姆定律成立)。

②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I2Rt,U>IR(欧姆定律不成立).

★6.串并联电路

电路串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

电阻关系R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+

电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+

电压关系U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3=

功率分配P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+

7.电动势--(1)物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能.

(2)大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U外+U内.

★★8.闭合电路欧姆定律

(1)内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比.

(2)表达式:I=E/(R+r)

(3)总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律

当R增大时,I变小,又据U=E-Ir知,U变大.当R增大到∞时,I=0,U=E(断路).

当R减小时,I变大,又据U=E-Ir知,U变小.当R减小到零时,I=E r,U=0(短路).

9.路端电压随电流变化关系图像

U端=E-Ir.上式的函数图像是一条向下倾斜的直线.纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线的斜率值等于电源内阻的大小.

10.闭合电路中的三个功率

(1)电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率P总=EI.

(2)电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路,电源的输出功率.

P出=I2R=[E/(R+r)]2R,当R=r时,电源输出功率最大,其最大输出功率为Pmax=E2/ 4r (3)电源内耗功率:内电路上消耗的电功率P内=U内I=I2r

(4)电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即η=P出/P总=IU /IE =U /E .

11.电阻的测量

原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用R=U/ I即可得到阻值.

①内、外接的判断方法:若R x大大大于R A,采用内接法;R x小小小于R V,采用外接法.②滑动变阻器的两种接法:分压法的优势是电压变化范围大;限流接法的优势在于电路连接简便,附加功率损耗小.当两种接法均能满足实验要求时,一般选限流接法.当负载R L较小、变阻器总阻值较大时(RL的几倍),一般用限流接法.但以下三种情况必须采用分压式接法:

a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节,只有分压电路才能满足.

b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(压),为了保护电表或电阻元件免受损坏,必须要采用分压接法电路.

c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据.为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(压),应选择变阻器的分压接法.

三、磁场

1.磁场

(1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.(2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.

(3)磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用.

(4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.

(5)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向.

2.磁感线

(1)在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.

(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.

(3)几种典型磁场的磁感线的分布:

①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.

②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.

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.

④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.

3.磁感应强度

(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/(A·m).

(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.

(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.

(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.

4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:

(1)地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.

(2)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.

(3)在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.

5★.安培力

(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.

(2)安培力的方向由左手定则判定.

(3)安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.

6.★洛伦兹力

(1)洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.

(2)洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.

(3)洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.

(4)在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.

7.★★★带电粒子在磁场中的运动规律

在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计),

(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反),带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.

(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB

8.带电粒子在复合场中运动

(1)带电粒子在复合场中做直线运动

①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.

②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.

(2)带电粒子在复合场中做曲线运动

①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.

②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.

③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.

四、电磁感应

1.★电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流.(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.

(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.

2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb

求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.

3.★楞次定律

(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情

况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.

(2)对楞次定律的理解

①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.

②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少.

(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:

①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感).

★★★★4.法拉第电磁感应定律

电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv.(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsin θ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势.(2)公式的变形

①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt .

②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt .

5.自感现象

(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化.

6.日光灯工作原理

(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间.

(2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用.

7.电磁感应中的电路问题

在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:

(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画等效电路.(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解.

8.电磁感应现象中的力学问题

(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中电流强度.

③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向).④列动力学方程或平衡方程求解.

(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大

值的特点.

9.电磁感应中能量转化问题

导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.

(2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式.

(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.

10.电磁感应中图像问题

电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围.

另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断.

五、交变电流

1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.

2.正弦交流电----(1)函数式:e=E m sinωt(其中★E m =NBSω)

(2)线圈平面与中性面重合时,磁通量最大,电动势为零,磁通量的变化率为零,线圈平面与中心面垂直时,磁通量为零,电动势最大,磁通量的变化率最大.

(3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时,交变电流的变化规律为i=I m cosωt..(4)图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u,其变化规律可用函数图像描述。

3.表征交变电流的物理量

(1)瞬时值:交流电某一时刻的值,常用e、u、i表示.

(2)最大值:E m =NBSω,最大值E m(U m,I m)与线圈的形状,以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最大值.

(3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值.

①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值计算,有效值与最大值之间的关系

E=Em/,U=Um/,I=Im/只适用于正弦交流电,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算,切不可乱套公式.②在正弦交流电中,各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值.

(4)周期和频率----周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次.

频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf.

4.电感、电容对交变电流的影响

(1)电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频.(2)电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频.

5.变压器-(1)理想变压器:工作时无功率损失(即无铜损、铁损),因此,理想变压器原副线圈电阻均不计.

(2)★理想变压器的关系式:

①电压关系:U1/U2=n1/n2(变压比),即电压与匝数成正比.

②功率关系:P入=P出,即I1U1=I2U2+I3U3+…

③电流关系:I1/I2=n2/n1(变流比),即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比.(3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗的导线绕制.

6.电能的输送-----(1)关键:减少输电线上电能的损失:P耗=I2R线

(2)方法:①减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.②提高输电电压,减小输电电流.前一方法的作用十分有限,代价较高,一般采用后一种方法.(3)远距离输电过程:输电导线损耗的电功率:P损=(P/U)2R线,因此,当输送的电能一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。

(4)解有关远距离输电问题时,公式P损=U线I线或P损=U线2R线不常用,其原因是在一般情况下,U线不易求出,且易把U线和U总相混淆而造成错误.

电磁学课程培训总结和心得doc

电磁学课程培训总结和心得通过这一段时间网络课程的培训,使我受益匪浅,收获颇丰。真切的感受到自己对电磁学教学认识上的还存在一些盲点和误区,有待于在今后的教学过程中进一步的改进和加强,使自己的教学内容更加完整化和体系化,进而提高自己的教学水平,使自己不仅能成为受学生爱戴的老师,而且让自己成为一名博学的老师。本次培训课分为三部分内容必修内容、选修内容和参与活动,现把我这几天网络培训的心得和体会以培训内容为基础总结如下: 第一,赵凯华老师从九个方面对电磁学的课程内容和知识结构作了讲解,通过赵老师的讲解使我对电磁学的知识结构和内容有了一个重新的认识。以前在我的认识当中,电磁学内容就包括真空中的电场和磁场,介质中的静电场和磁场以及电磁感应和电磁波这三方面的内容,而对于电路部分属于电动力学的内容,通过这次听赵老师的课让我明白了电磁学应该包括场和路两部分内容,在讲课时针对于不同专业的学生所讲述内容的侧重点不同,这对我今后教学起到了很重要的指导作用。另外赵老师在从九个方面去阐述电磁学课程内容的时候,还讲述了如何去把握每部分内容的侧重点的,如何去把握我们教学内容的基本要求,如何做才使学生在认识问题上得到更深的理解,如何使学生在学习过程中提高自

己的素质等等问题,在听赵老师细致入微、深入浅出的讲解,使我看到了自己的缺点和不足,自己在教学过程中没有给学生一个关于电磁学的整体认识,使得学生在学习电磁学的过程中感觉比较困难,知识点比较零碎。有些问题的讲解也引起了我的一些共鸣,解决了我这几年教学过程中一直困惑的问题。总之通过本次培训,不仅让我对电磁学课程有了一个新的认识,为我以后的教学工作和科研工作奠定了坚实的基础,更重要的是让我学会了今后如何能做一个受学生爱戴的好老师。 第二,陈熙谋老师从实际的问题出发重点讲述了静电场的唯一定理、安培环路定理的证明、矢势和场动量问题和引入电荷加速运动时的辐射场四个问题。在讲授这些内容时,陈老师举了大量了实例,通过这些实例和陈老师精彩的讲授使我对这些内容有了更进一步的掌握和理解,尤其是关于安培环路定理的证明方面打破了以前我对安培环路定理证明的认识,这样去给学生讲解的话可能学生更能容易接受,让他们不但要知其然还要他们知其所以然。 第三,王稼军老师以北京大学的教学为背景五个方面讲述了关于电磁学课程结构、内容,教学环节和在讲课过程中采用的教学手段。她讲授的很多内容是值得我们这些二本学校的老师在教学过程中所借鉴的,不过在所有的内容中我更

电磁学第二版习题答案2

电磁学第二版习题答案2

电磁学 第二版 习题解答 电磁学 第二版 习题解答 (2) 第一章 .............................................................. 2 第二章 ............................................................ 18 第三章 ............................................................ 27 第四章 ............................................................ 36 第五章 ............................................................ 40 第六章 ............................................................ 48 第七章 (54) 第一章 1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q 。在两者距离一定的前提下,它们带电荷量各为多少时相互作用力最大? 解答: 设一个点电荷的电荷量为1q q =,另一个点电荷的电荷量为 2()q Q q =-,两者距离为r ,则由库仑定律求得两个点电荷之间的作用力为 2 0() 4q Q q F r πε-= 令力F 对电荷量q 的一队导数为零,即

20()04dF Q q q dq r πε--== 得 122 Q q q == 即取 122 Q q q == 时力F 为极值,而 22 2 02 204Q q d F dq r πε== < 故当122 Q q q ==时,F 取最大值。 1.2.3 两个相距为L 的点电荷所带电荷量分别为2q 和q ,将第三个点电荷放在何处时,它所受的合力为零? 解答: 要求第三个电荷Q 所受的合力为零,只可能放在两个电荷的连线中间,设它与电荷q 的距离为了x ,如图1.2.3所示。电荷Q 所受的两个电场力方向相反,但大小相等,即 22 00204()4qQ qQ L x x πεπε-=- 得 22 20x Lx L +-= 舍去0x <的解,得 21)x L =- L x L -q Q 2

电机学主要知识点复习提纲

电机学主要知识点复习提纲 一、直流电机 A. 主要概念 1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b 2. 极数和极对数 3. 主磁极、励磁绕组 4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组 5. 额定值 6. 元件 7. 单叠、单波绕组 8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距 9. 并联支路对数a 10. 绕组展开图 11. 励磁与励磁方式 12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通 13. 电枢磁场 14. (交轴、直轴)电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷 15. 反电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua

励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 17. 直流电动机(DM )的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、 软特性 20. 稳定性 21. DM 的启动方法:直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动; 启动电流 22. DM 的调速方法:电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法:能耗制动、反接制动、回馈制动 B. 主要公式: 发电机:P N =U N I N (输出电功率) 电动机:P N =U N I N ηN (输出机械功率) 反电势: 60E a E E C n pN C a Φ==

电磁转矩: em a 2T a T T C I pN C a Φπ== 直流电动机(DM )电势平衡方程:a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 : 12 ()()a f a f a a a f a a a f em Cua Cuf P UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++ 12em Cua Cuf em Fe mec ad P P p p P P p p p =++=+++ DM 的转矩方程:20d d em T T T J t Ω --= DM 的效率:2111 2100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑= ?=?=-?+∑ 他励DM 的转速调整率: 0N N 100%n n n n -?=? DM 的机械特性:em 2 T j a j a a ) (T ΦC C R R ΦC U ΦC R R I U n E E E +-=+-= . 并联DM 的理想空载转速n 0: 二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相;变压器组、心式变压器;电力变压器、互感器; 干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组

程稼夫电磁学第二版第一章习题解析

程稼夫电磁学篇第一章《静电场》课后习题 1-1设两个小球所带净电荷为q,距离为l,由库仑定律: 由题目,设小球质量m,铜的摩尔质量M,则有: 算得 1-2 取一小段电荷,其对应的圆心角为dθ: 这一小段电荷受力平衡,列竖直方向平衡方程,设张力增量为T: 解得 1-3(1)设地月距离R,电场力和万有引力抵消: 解得: (2)地球分到,月球分到,电场力和万有引力抵消: 解得:

1-4 设向上位移为x,则有: 结合牛顿第二定律以及略去高次项有: 1-5由于电荷受二力而平衡,故三个电荷共线且q3在q1和q2之间: 先由库仑定律写出静电力标量式: 有几何关系: 联立解得 由库仑定律矢量式得: 解得 1-6(1)对一个正电荷,受力平衡:

解得,显然不可能同时满足负电荷的平衡 (2)对一个负电荷,合外力提供向心力: 解得 1-7(1)设P限制在沿X轴夹角为θ的,过原点的直线上运动(θ∈[0,π)),沿着光滑直线位移x,势 能: 对势能求导得到受力: 小量近似,略去高阶量: 当q>0时,;当q<0时, (2)由上知 1-8设q位移x,势能: 对势能求导得到受力: 小量展开有:,知

1-9(1)对q受力平衡,设其横坐标的值为l0:,解得 设它在平衡位置移动一个小位移x,有: 小量展开化简有: 受力指向平衡位置,微小谐振周期 (2) 1-10 1-11 先证明,如图所示,带相同线电荷密度λ的圆弧2和直线1在OO处产生的电场强度相等.取和θ. 有: 显然两个电场强度相等,由于每一对微元都相等,所以总体产生的电场相等. 利用这一引理,可知题文中三角形在内心处产生的电场等价于三角形内切圆环在内心处产生的电场.由对称性,这一电场强度大小为0. 1-12(1)

高中物理电磁学和光学知识点公式总结大全

高中物理电磁学知识点公式总结大全 来源:网络作者:佚名点击:1524次 高中物理电磁学知识点公式总结大全 一、静电学 1.库仑定律,描述空间中两点电荷之间的电力 ,, 由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。 2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场 , 导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向,电力线越密集电场强度越大。 平行板间的电场 3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。本式以以无限远为零位面。 4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。 导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。 电位为零之处,电场未必等于零。电场为零之处,电位未必等于零。 均匀电场内,相距d之两点电位差。故平行板间的电位差。 5.电容,为储存电荷的组件,C越大,则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性,两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能,。 a.球状导体的电容,本电容之另一极在无限远,带有电荷-q。 b.平行板电容。故欲加大电容之值,必须增大极板面积A,减少板间距离d,或改变板间的介电质使k变小。 二、感应电动势与电磁波 1.法拉地定律:感应电动势。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。 感应电动势造成的感应电流之方向,会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。 2.长度的导线以速度v前进切割磁力线时,导线两端两端的感应电动势。若v、B、互相垂直,则 3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法,也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势,最大感应电动势。 变压器,用来改变交流电之电压,通以直流电时输出端无电位差。 ,又理想变压器不会消耗能量,由能量守恒,故 4.十九世纪中马克士威整理电磁学,得到四大公式,分别为 a.电场的高斯定律 b.法拉地定律 c.磁场的高斯定律 d.安培定律 马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念,修正了安培定律,使得变动的电场会产生磁场。e.马克士威修正后的安培定律为 a.、 b.、 c.和修正后的e.称为马克士威方程式,为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式,预测了电磁波的存在,且其传播速度。 。十九世纪末,由赫兹发现了电磁波的存在。 劳仑兹力。 右手定则:右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向

电机学期末复习总结

《电机学》期末复习材料 第三篇 交流电机理论的共同问题 1、同步电机的结构: 定子——三相对称绕组,通入三相对称电流,产生一个旋转磁场。 转子——直流励磁,是一个恒稳磁极。 极对数p 与转速n 之间的关系是固定的,为 60 1 pn f = 2、异步电机的结构: 定子——三相对称绕组,通入三相对称电流,产生一个旋转磁场。 转子——三相对称短路绕组,产生一个旋磁磁通。 【三相对称:空间上差120度电角度;时序上差120度电角度。】 3、电角度与机械角度: 电角度:磁场所经历的角度称为电角度。 机械角度:转子在空间所经历的几何角度称为机械角度。 电角度?=p 机械角度 4、感应电势: ①感应电势的频率:60 1 pn f = ②感应电势的最大值:m m m f lv B E φπ==(τφl B P m =) ③每根导体感应电势的有效值: m m m d f f E E φφπ 22.22 2 == = 5、极距: ①概念:一个磁极在空间所跨过的距离,用 τ来表示。(了解整距、短距、长距) ②公式:p z p D 22= = πτ 6、线圈电势与节距因数: ①节距因 数 : 1 90sin 90)1(cos 11≤?? ??????=????????-=ττy y k y 物理意义:表示了短距线圈电势的减少程度。 ②分布因数:12 sin 2sin ≤= a q a q k q 物理意义:表示了分布绕组电势的减少程度。 ③绕组因数:q y w k k k = ④合成电势:w m k fN E φ44.4= ⑤槽距角:z p a 360 = 电角度 ⑥每极每相的槽数:pm z q 2= 【练习1】一台三相同步发电机, Hz f 50=,min /1000r n =,定子铁芯长 cm l 5.40=,定子铁芯内径cm D 270=, 定子槽数72=z ,101=y 槽,每相串联匝数144=N ,磁通密度的空间分布波的表示式为xGs B sin 7660=。试求:(1)绕组因数w k ;(2)每相感应电势的有效值。

电磁学知识点总结

一、磁场 考点1、 磁场的基本概念 1. 磁体的周围存在磁场。 2. 电流的周围也存在磁场 3. 变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。 4. 磁场与电场一样,也就是一种特殊物质 5. 磁场不仅对磁极产生力的作用, 对电流也产生力的作用. 6. 磁场的方向——在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就就是那一点的磁场方向. 7. 磁现象的电本质:磁铁的磁场与电流的磁场一样,都就是由电荷的运动产生的. 考点2、 磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用.(对磁极一定有力的作用;对电流只就是可能有力的作用,当电流与磁感线平行时不受磁场力作用)。 1. 磁极与磁极之间有磁场力的作用 2. 两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互吸引,当通以相反方向的电流时,它们相互排斥 3. 电流与电流之间,就像磁极与磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用. 4. 磁体或电流在其周围空间里产生磁场,而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用. 5. 磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都就是通过磁场来传递的 考点3。磁感应强度(矢量) 1、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F 安跟电流I 与导线长度L 的乘积IL 的比值叫做磁感应强度l I F B 安 =,(B ⊥L,LI 小) 2、磁感应强度的单位:特斯拉,简称特,国际符号就是T m A N 1T 1?= 3、磁感应强度的方向: 就就是磁场的方向. 小磁针静止时北极所指的方向,就就是那一点的磁场方向.磁感线上各点的切线方向就就是这点的磁场的方向.也就就是这点的磁感应强度的方向. 4、磁感应强度的叠加——类似于电场的叠加

电磁学(赵凯华_陈熙谋_)__第二版_课后答案1.

第一章 静 电 场 §1.1 静电的基本现象和基本规律 计 算 题 : 1、 真空中两个点电荷q 1=1.0×10-10C ,q 2=1.0×10-11C ,相距100mm ,求q 1受的力。 解:)(100.941 10 2 210排斥力N r q q F -?== πε 2、 真空中两个点电荷q 与Q ,相距5.0mm,吸引力为40达因。已知q=1.2×10-6C,求Q 。 解:1达因=克·厘米/秒=10-5牛顿 C q F r Q r qQ F 13202 01093441 -?-==?=πεπε 3、 为了得到一库仑电量大小的概念,试计算两个都是一库仑的点电荷在真空中相距一米时 的相互作用力和相距一千米时的相互作用力。 解:? ??=?=?==物体的重量相当于当万吨物体的重量 相当于当kg m r N m r N r q q F 900)1000(100.990)1(100.941 3 92210πε 4、 氢原子由一个质子(即氢原子核)和一个电子组成。根据经典模型,在正常状态下,电 子绕核作圆周运动,轨道半径是r=5.29×10-11m 。已知质子质量M=1.67×10-27kg ,电子质量m=9.11×10-31kg 。电荷分别为e=±1.6×10-19 C,万有引力常数G=6.67×10-11N ·m 2/kg 2。(1)求电子所受的库仑力;(2)库仑力是万有引力的多少倍?(3)求电子的速度。 解: 不计 万有引力完全可以略去与库仑力相比在原子范围内由此可知吸引力吸引力,,,/1019.241 41)3(1026.2/)(1063.3)2() (1022.841 )1(62 02 2 02394722 18 2 20s m mr e v r e r v m F F N r m m G F N r e F g e g e ?==?=?=??==?==--πεπεπε 5、 卢瑟福实验证明:当两个原子核之间的距离小到10-15米时,它们之间的排斥力仍遵守 库仑定律。金的原子核中有79个质子,氦的原子核(即α粒子)中有2个质子。已知每个质子带电e=1.6×10-19 C ,α粒子的质量为6.68×10-27 kg.。当α粒子与金核相距为6.9×10-15m 时(设这时它们仍都可当作点电荷)。求(1)α粒子所受的力;(2)α粒子的加速度。

电磁场理论知识点总结

电磁场与电磁波总结 第1章 场论初步 一、矢量代数 A ? B =AB cos A B ?=AB e AB sin A ?( B C ) = B ?(C A ) = C ?(A B ) A (B C ) = B (A ?C ) – C ?(A ?B ) 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元 x y z =++l e e e d x y z 矢量面元 =++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元 d V = dx dy dz 单位矢量的关系 ?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元 =++l e e e z d d d dz ρ?ρρ?l 矢量面元 =+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元 dV = d d d z 单位矢量的关系 ?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρρ? 3. 球坐标系 矢量线元 d l = e r d r + e r d e r sin d 矢量面元 d S = e r r 2sin d d 体积元 dv = r 2sin d r d d 单位矢量的关系 ?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ cos sin 0sin cos 0 001x r y z z A A A A A A ?? ?????? ??? ?=-?????????????????? ????? sin cos sin sin cos cos cos cos sin sin sin cos 0x r y z A A A A A A ???? ?????? ? ?=-????????????-?????? θ?θ?θ? θθ?θ?θ? ?

电磁学_第二版__习题答案

电磁学 第二版 习题解答 电磁学 第二版 习题解答 .................................................................................. 错误!未定义书签。 第一章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第二章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第三章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第四章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第五章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第六章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第七章 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 : 第一章 1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q 。在两者距离一定的前提下,它们带电荷量各为多少时相互作用力最大 解答: 设一个点电荷的电荷量为1q q =,另一个点电荷的电荷量为 2()q Q q =-,两者距离为r ,则由库仑定律求得两个点电荷之间的作用力为 2 0() 4q Q q F r πε-= 令力F 对电荷量q 的一队导数为零,即 20()04dF Q q q dq r πε--== 得

电磁学课程培训总结和心得

电磁学课程培训总结和心得 各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢 通过这一段时间网络课程的培训,使我受益匪浅,收获颇丰。真切的感受到自己对电磁学教学认识上的还存在一些盲点和误区,有待于在今后的教学过程中进一步的改进和加强,使自己的教学内容更加完整化和体系化,进而提高自己的教学水平,使自己不仅能成为受学生爱戴的老师,而且让自己成为一名博学的老师。本次培训课分为三部分内容必修内容、选修内容和参与活动,现把我这几天网络培训的心得和体会以培训内容为基础总结如下: 第一,赵凯华老师从九个方面对电磁学的课程内容和知识结构作了讲解,通过赵老师的讲解使我对电磁学的知识结构和内容有了一个重新的认识。以前在我的认识当中,电磁学内容就包括真

空中的电场和磁场,介质中的静电场和磁场以及电磁感应和电磁波这三方面的内容,而对于电路部分属于电动力学的内容,通过这次听赵老师的课让我明白了电磁学应该包括场和路两部分内容,在讲课时针对于不同专业的学生所讲述内容的侧重点不同,这对我今后教学起到了很重要的指导作用。另外赵老师在从九个方面去阐述电磁学课程内容的时候,还讲述了如何去把握每部分内容的侧重点的,如何去把握我们教学内容的基本要求,如何做才使学生在认识问题上得到更深的理解,如何使学生在学习过程中提高自己的素质等等问题,在听赵老师细致入微、深入浅出的讲解,使我看到了自己的缺点和不足,自己在教学过程中没有给学生一个关于电磁学的整体认识,使得学生在学习电磁学的过程中感觉比较困难,知识点比较零碎。有些问题的讲解也引起了我的一些共鸣,解决了我这几年教学过程中一直困惑的问题。总之通过本次培训,不仅让

赵凯华所编《电磁学》第二版标准答案

第一章静电场 §1.1 静电的基本现象和基本规律 思考题: 1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。你所用的方法是否要求两球大小相等? 答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。本方法不要求两球大小相等。因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。 2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。试解释之。答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。 3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。为什么两种情况有不同结果? 答:人体是导体。当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- §1.2 电场电场强度 思考题: 1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场,电子在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向朝上还是朝下? 答:电子受力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向朝下。 2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。若考虑到电荷量q0不是足够小的,则F/ q0比P点的场强E大还是小?若大导体带负电,情况如何? 答:q0不是足够小时,会影响大导体球上电荷的分布。由于静电感应,大导体球上的正电荷受到排斥而远离P点,而F/q0是导体球上电荷重新分布后测得的P点场强,因此比P点原来的场强小。若大导体球带负电,情况相反,负电荷受吸引而靠近P点,P点场强增大。 3、两个点电荷相距一定距离,已知在这两点电荷连线中点处电场强度为零。你对这两个点电荷的电荷量和符号可作什么结论? 答:两电荷电量相等,符号相反。 4、一半径为R的圆环,其上均匀带电,圆环中心的电场强度如何?其轴线上场强方向如何? 答:由对称性可知,圆环中心处电场强度为零。轴线上场强方向沿轴线。当带电为正时,沿轴线向外;当带电为负时,沿轴线向内, ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- §1.3 高斯定理 思考题: 1、一般地说,电力线代表点电荷在电场中运动的轨迹吗?为什么? 答:一般情况下,电力线不代表点电荷在电场中运动的轨迹。因为电力线一般是曲线,若电荷沿电力线作曲线运动,应有法向力存在;但电力线上各点场强只沿切线方向,运动电荷必

电磁学总结

电磁学总结: 1 磁现象 1.最早的指南针叫司南。 2.磁性:磁体能够吸收钢铁一类的物质。 3.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体两端的磁性最强,中间最弱。水平面自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫南极(S极),指北的磁极叫北极(N极)。 4.磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。 5.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极,异名磁极相互吸引的结果。 6.物体是否具有磁性的判断方法: ①根据磁体的吸铁性判断。 ②根据磁体的指向性判断。 ③根据磁体相互作用规律判断。 ④根据磁极的磁性最强判断。磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用,音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。 2

磁场 1.磁场:磁体周围存在着的物质,它是一种看不见、摸不着的特殊物质。磁场看不见、摸不着我们可以根据它对其他物体的作用来认识它。这里使用的是转换法。(认识电流也运用了这种方法。)2.磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。 3.磁场的方向规定:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向,就是该点磁场的方向。 4.磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。磁感线的方向:在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的N极出发,回到磁体的S极。 说明: ①磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的。但磁场客观存在。 ②磁感线是封闭的曲线。 ③磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 ④磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的。 ⑤磁感线不相交。 5.地磁场:在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用。地磁极:地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近。磁偏角:地理的两极和地磁的两极并不不重合,这个现象最先由我国宋代的沈括发现。

电机学知识点总结

电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子;定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理:通过电刷与换向器之间的切换,导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向,从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式;自励式包括并励式、串励式和复励式。(只考他励式和并励式,掌握他励式和并励式的图形) 6、直流电机的额定值:①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率;对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数(2p=电刷数=2a,p为极对数,a为支路对数) 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生,分为主磁通和

漏磁通两部分。 9、电枢反应:负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响:①使气隙磁场发生畸变;②物理中线偏离几何中线;③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时,出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性(主要掌握外特性U=f(I)) 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa;随着负载电流I增大,电枢电阻压降 IaRa 随之增大,所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用;随着负载的增加,气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小,再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件:①电机的磁路中要有剩磁;②励磁绕组的接法要正确,使剩磁电动势所产生的电流和磁动势,其方向与剩磁方向相同;③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I),曲线下降原因①②同上他励发电机;③励磁电流减小,引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断? 若励磁绕组开断,If=0,主磁通将迅速下降到剩磁磁通,电枢电动势也将下降到剩磁电动势,从而使电枢电流Ia迅速增大,如果负载为轻载,则电动机转

力学电磁学内容总结材料

力 学 (共五章) --------------------------------------- 第一章 质点运动学 一 质点运动的描述 (在笛卡尔坐标系中) 1 位置和位移 * 位置矢量: k j i r z y x ++= * 运动方程: ()()()()k j i r r t z t y t x t ++== 分量形式: ()()()t z z t y y t x x ===,, * 位移: 12r r r -=? 分量形式: 1 21212z z z y y y x x x -=?-=?-=? 2 速度 * 平均速度: t ??=r v

* 速度: dt d r v = 分量形式: dt dz v dt dy v dt dx v z y x ===, , * 位移公式: dt t ? = -0 v r r 0 3 加速度 * 平均加速度: t ??= v a * 加速度: 2 2 dt d dt d r v a == 分量形式: 2 2 22 22 , , dt z d dt dv a dt y d dt dv a dt x d dt dv a z z y y x x = ===== * 速度公式: ?=-t dt 0a v v 4 匀加速运动公式: t a v v +=0

2 002 1t t a v r r ++= 二 切向加速度和法向加速度 (在自然坐标系中,以运动方向为正方向) 1 路程(运动方程): )(t s s = 2 速率: dt ds v = (方向沿轨道切 向并指向前进一侧) 3 加速度: * 切向加速度: dt dv a = t (方 向沿轨道切向) * 法向加速度: R v a 2 n = (方向指向轨道曲率中心) * 加速度: 大小: 2 n 2t a a a += 方向:加速度与速度的夹角满足

电机学知识点总汇

1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生: 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的? 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的? 漏磁场是如何产生的?何时有?何时无? 2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中,磁势平衡方程说明了什么? 直流电机、同步电机中,电枢反应的物理意义是是什么? 磁势平衡和电枢反应有何联系? 3. 数学模型问题: I. 直流电机: u = E + I ×ra (+ 2U b )(电动) E = u + I ×ra (+ 2U b )(发电) E = C E n C E = PN a /60/a T E = C M I a C M = PN a /2/a 其中N a 上总导体数 II. 变压器: 折算前1 1 1 1 2222120121022/m L U E I Z U E I Z I I k I E kE E I Z U I Z ?=-+?=-??+=??=??-=? ?=?&&&&&& &&&&&&&&& 折算后 1 1 11 2222012121022'''''''''m L U E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ?=-+?=-??=+??=??-=??=?&&&&&&&&&&&&&&&

III. 异步电机:f 折算后()1111 2222σ012121m m //i e U E I Z E I R s jX I I I k E k E E I Z ?=-+?=+??=+??=??=-? &&&&& &&&&&&& w 折算后()1 1 11 2 222σ102 12 10m /j U E I Z E I R s X I I I E E E I Z ?=-+?''''=+??'=-??'=??=-?&&&&& &&& && && 未折算时 ()1 1 11 22222201212221m m , , s s s s s e s U E I Z E I R jX X sX F F F E k E E sE E I Z σσσ ?=-+?=+=??=+??==??=-? &&&&& r r r && && IV. 同步电机:0()a d ad q aq a d d q q E U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++&&&&&&&&&(凸极机、双反应理论) 0()a a a t E U I R jX jIX U IR jIX σ=+++=++&&&&&&&(隐极机) 4. 等效电路: I. 直流电动机: II. 变压器: III.异步动机: IV. 同步发电机: 隐极机 5. 相量图及其绘制 I . 直流电机: (无) II . 变压器:

电机学知识点讲义汇总

电机学知识点讲义汇总 第一章 基本电磁定律和磁路 电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的,掌握这些基本定律,是研究电机基本理论的基础。 ▲ 全电流定律 全电流定律 ∑? = I Hdl l 式中,当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时,电流取正号。 在电机和变压器的磁路计算中,上式可简化为 ∑∑=Ni Hl ▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=- dt d N dt d Φ -=ψ 式中,感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。 ②变压器电动势 磁场与导体间无相对运动,由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的,线圈中感应电动势的有效值为 m fN E φ44.4= ③运动电动势 e=Blv ④自感电动势 dt di L e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dt di 1 ▲电磁力定律 f=Bli ▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ= A l Ni μ=m R F =Λm F 式中,F=Ni ——磁动势,单位为A ; R m = A l μ——磁阻,单位为H -1; Λm = l A R m μ=1——磁导,单位为H 。

② 磁路的基尔霍夫第一定律 0=?s Bds 上式表明,穿入(或穿出)任一封闭面的磁通等于零。 ③ 磁路的基尔霍夫第二定律 ∑∑∑==m R Hl F φ 上式表明,在磁路中,沿任何闭合磁路,磁动势的代数和等于次压降的代数和。 磁路和电路的比较 第二章 直流电动机 一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通;仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。空载时,主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f (F 0)为电机的磁化曲线。从磁化曲线可以看出电机的饱和程度,饱和程度对电机的性能有很大的影响。 ▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关,而与电机的励磁方式无关。电 机的运行特性与磁化曲线密切相关。设计电机时,一般使额定工作点位于磁化曲线开始弯曲的部分,这样既可保证一定的可调节度,又不至于浪费材料。 ▲ 直流电机电枢绕组各元件间通过换向器连接,构成一个闭合回路,回路内各元件的电动 势互相抵消,从而不产生环流。元件内的电动势和电流均为交变量,通过换向器和电刷间的相对运动实现交直流转换。电刷的放置原则是:空载时正、负电刷之间获得最大的电动势,这时被电刷短路的元件的电动势为零。因此,电刷应放在换向器的几何中性线上。对端接对称的元件,换向器的几何中性线应与主极轴线重合。 ▲ 不同型式的电枢绕组均有①S=K=Z ;②y 1=Z i /2p ε=整数;③y=y 1+y 2。其中,S 为元 件数,K 为换向片数,Z i 为虚槽数,p 为极对数,y 1为第一节距,y 2为第二节距,y 为合成节距,ε为小于1的分数,用来把y 1凑成整数。对单叠绕组,y=±1,y 2小于0,并联支路对数a=p ,即每极下元件串联构成一条支路。对单波绕组,y 2大于零,a=1,即所有同极性下元件串联构成一条支路。

电磁学公式总结

大学物理电磁学公式总结 ?第一章(静止电荷的电场) 1.电荷的基本性质:两种电荷,量子性,电荷守恒,相对论不变性。 2.库仑定律:两个静止的点电荷之间的作用力 F =kq1q2 e r= r2 3.电力叠加原理:F=ΣF i , q0为静止电荷 4.电场强度:E=F q0 5.场强叠加原理:E=ΣE i 用叠加法求电荷系的静电场: E=(离散型) E=(连续型) 6.电通量:Φe= 7.高斯定律:=Σq int 8.典型静电场: 1)均匀带电球面:E=0 (球面内) E=(球面外) 2)均匀带电球体:E==(球体内) E=(球体外)

3) 均匀带电无限长直线: E= ,方向垂直于带电直线 4) 均匀带电无限大平面: E=,方向垂直于带电平面 9. 电偶极子在电场中受到的力矩: M=p×E ? 第三章(电势) 1. 静电场是保守场: =0 2. 电势差:φ1 –φ2= 电势:φp =∫E 鈥r (p0)(p) (P0是电势零点) 电势叠加原理:φ=Σφi 3. 点电荷的电势:φ= 电荷连续分布的带电体的电势:φ= 4. 电场强度E 与电势φ的关系的微分形式: E=-gradφ=-▽φ=-(i +j +k ) 电场线处处与等势面垂直,并指向电势降低的方向;电场线密处等势面间距小。 5. 电荷在外电场中的电势能:W=q φ 移动电荷时电场力做的功:A 12=q(φ1 –φ2)=W 1-W 2 电偶极子在外电场中的电势能:W=-p?E

?第四章(静电场中的导体) 1.导体的静电平衡条件:E int=0,表面外紧邻处Es⊥表面或导体是个等势体。 2.静电平衡的导体上电荷的分布: Q int=0,σ=ε0E 3.计算有导体存在时的静电场分布问题的基本依据: 高斯定律,电势概念,电荷守恒,导体经典平衡条件。 4.静电屏蔽:金属空壳的外表面上及壳外的电荷在壳内的合场强总为零,因而对壳内无影响。?第五章(静电场中的电介质) 1.电介质分子的电距:极性分子有固有电距,非极性分子在外电场中产生感生电距。 2.电介质的极化:在外电场中固有电距的取向或感生电距的产生使电介质的表面(或 内部)出现束缚电荷。 电极化强度:对各向同性的电介质,在电场不太强的情况下 P=ε0(εr-1)E=ε0X E 面束缚电荷密度:σ’=P?e n 3.电位移:D=ε0E+P 对各向同性电介质:D=ε0εr E=εE D的高斯定律:=q0int 4.电容器的电容:C=Q U

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