第五版块-电磁学
中考物理之我见
初中物理知识体系“五大模块”五大模块：声学、光学、热学、电学（电磁学、生活电学）和力学（力、运动、简单机械）。
五大板块关系：彼此相对独立。
声学，光学和热学贴近生活实际，较简单，在培养兴趣的同时，要把分数稳稳拿住；电学比较抽象，知识点多，难度大，需要活学活用，注意体型的总结，是考试的重难点；力学部分涉及到力学的一些基本概念，力和运动的关系，以及简单机械的工作原理，综合性较强，需要通过大部分的练习达到融会贯通。
物理学习方法：一：兴趣：平常生活见闻，会提问，多动脑。
二：分析：发现现象，从中寻找含有的物理知识。
三：总结：经典例题、易错题以及每次考试错题的纠正。
四：复习：找到适合自己的复习方法，事半功倍。
第一板块——声学（第一章）考点分析：声音的产生如何传播提出“介质”概念响度音调音色（举例考察）如何利用声音（高科技领域的应用）噪声的危害及控制方法第二板块——光学（第二章、第三章）考点分析：光的基本原理（几何光学）光路作图题常为考查重点光学的基本应用：考试中常以凸透镜，凹透镜，平面镜成像为背景，考察学生对几何光学的理解第三板块——热学（第四章）考点分析：六种物态变化为每年中考必考知识点，学习指导中注重生活实例，同时注重实验的讲解分析，对实验仪器的使用熟练掌握，本章的实验部分，与化学实验相联系，是理化试验的基础操作第四板块——电学（第五六七八章、第九章、第十章）※考点分析：纯电学（5.6.7.8）充分理解电流，电压，电阻，电功，电功率的概念，掌握并灵活运用欧姆定律，考试中必考电学计算题初中物理考试的难点，电学实验，要求学生能够读懂并会画电路分析图，实物连接图，对层次高一点的学生，要求会自己设计实验，并分析物理问题电磁学初步（第九章、第十章）本章为电学向电磁学过度的章节，为高中物理中的电磁学奠定基础通过本章学习，要求学生掌握电如何生磁，磁如何生电，及生活案例第五版块——力学（第11章—第17章）※考点分析：1基础知识和简单运动2质量和密度3力学与运动学4压强和浮力5简单机械（杠杆、滑轮、滑轮组）、功和功率6 机械能和内能7新能源及近代物理一、力知识归纳1、力：力是物体对物体的作用。
大学物理学第五版马文蔚高等教育出版社电磁感应2
d m i dt
=
或 i E感 d l
f 洛
电子枪
v
E感
隐含着对称的感生电场的 E涡的计算方法。
R2 R1 dr
I
二. 互感应（Mutual Induced Phenomenon） 二. 互感应（Mutual Induced Phenomenon） 互感电动势两个线圈相互在对方 互感现象：
C1 C2 回路激起感应电动势的现象。 设两长直螺线管 ，长度均为 l C1 N1 匝；C2 N2 匝；设 C1通电 I1 ， i N1 互感系数 0 I1 r 2 穿过C2每匝线圈的磁通量 l 总磁通链数 Φ21 N 2 ( 0 N1 I1 r 2 ) M 21I1 (8-9a) MI1 l d 互感电动势 21 d Φ21 0 N1 N 2 r 2 d I1 M 21d II11 (8-10a) M dt l dt d tt d N2 2 反之，设C2通电 I2 ，则穿过C1每匝线圈的磁通量 0 I 2 r l N2 2 MI 穿过C1总磁通链数 Φ12 N1 ( 0 I 2 r ) M12 I22 (8-9b) l ddII dΦ NN dI C1中互感电动势 12 12 0 1 2 r 2 2 M 12 22 (8-10b) M ddtt dt l dt
d AC E感 d l
A
E感
r dB 1 dB cos d l hdl 2 dt 2 dt 1 dB R 2 (l0 2) 2 d l 2 dt C l dB 2 证毕！ AC d AC 0 R (l0 2) 2 A 2 dt 若 l0 =2R， AC=0 因 E感 d l
大学物理(物理学第五版)下册期末复习范围PPT
在磁感应线圈中的磁场强度与穿过线圈的电流成正比，与线圈的匝数成正比。
用于计算磁场强度和电流之间的关系，是电磁学中的基本定律之一。
安培环路定律
安培环路定律的应用
安培环路定律的表述
1
2
3
当载流导体处于磁场中时，会受到力的作用，这个力被称为洛伦兹力。
载流导体在磁场中的受力
根据左手定则判断洛伦兹力的方向，洛伦兹力垂直于导体运动方向和磁感应线方向。
衍射条纹的形成
衍射现象在光学仪器、光谱分析和光学通信等领域有广泛应用。
衍射的应用
光的衍射
03
偏振的应用
光的偏振在光学仪器、显示技术和光学通信等领域有广泛应用。
01
光的偏振原理
光波的振动方向在垂直于其传播方向的平面内只沿一个特定的方向，这种性质称为光的偏振。
02
偏振现象的分类
根据光波的偏振状态，光的偏振可以分为线偏振、椭圆偏振和圆偏振。
电场与电场强度
掌握高斯定理的表述及其应用，理解电场线与电通量的关系。
总结词
高斯定理表述为通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和除以真空介电常数。高斯定理在静电场中具有重要的应用，可以推导出电场分布、电势差等重要物理量。
详细描述
静电场中的高斯定理
理解电势的概念，掌握电势的计算方法，理解电势差与电场强度的关系。
总结词
详细描述
自感与互感
磁场能量与磁能密度
描述磁场中所蕴含的能量。
总结词
磁场能量是指磁场中所蕴含的能量，其密度与磁感应强度的平方成正比。磁能密度是描述单位体积内的磁场能量，是磁感应强度和磁场能量的乘积。在电磁感应过程中，磁场能量的储存和释放会对电路中的电流产生影响。
大学物理教案(第五版)马文蔚改编8-1、电磁感应
Φ:任意时刻穿过闭合回路的磁通量
成锐角, 与 en 成锐角, 磁通 Φ 为正 与 e 成钝角 ,磁通 Φ 为负
n
en
的方向
B
(5)若 ) 若
(4)按定律计算 )
εi
εi > 0 则电动势和绕行方向一致 εi < 0 则电动势和绕行方向相反
dΦ = d t 的值
法拉第电磁定律与楞次定律一致性
1)Φ实 )
B
θ L
X
L
Φ(t) = BcosθS 1 = BcosθLx = BLx
2
1 1 = LvtK LKtv = KLvt 2 2
dx 1 dB 1 dΦ LB = Lx εi = 2 dt 2 dt dt 1 1 = LxK LBv 2 2
在匀强磁场中, 在匀强磁场中 置有面积为 S 的可绕 轴转动的 匝线圈 轴转动的N . 若线圈作匀速转动 求线圈 若线圈作匀速转动. 中的感应电动势. 中的感应电动势 设 t = 0 时, en 与 B 同向 , θ =ωt
不违反能量守恒定律
× × ×
×
× I F B 外 × ×
v×
F 安
×
3)含楞次定律的电磁感应定律 )
说明: 说明:
dΦ εi = + 楞次 dt
εi :回路的电动势
dΦ εi = dt
法拉第电磁感应定律
- :楞次定律的数学表达式 约定: )选定回路的绕行方向; 约定: 1)选定回路的绕行方向; ( (2) 右手螺旋确定回路平面法线 ) (3) B )
Y
解: 1)选定绕行方向为顺时针. )选定绕行方向为顺时针. 2)求 )
Φ
(建立坐标系oxy) 建立坐标系 )
大学物理《电磁学》PPT课件
电场和磁场都由电荷产生，也都由电荷的受力 情况来检验。那么，这两种场之间到底有什么本质 的区别呢？
众所周知，电荷的静止与运动都是相对观察者 而言的，我们对运动与静止的描述依赖于所选择的 参照系，这样看来，电场和磁场的区别，也只有相 对意义了。
具体地说：给定一试验电荷，在不同的参照系 上，测定该试验电荷的受力情况从而辨认其周围空 间的电场和磁场，所得描述结果是不同的。
作用于
运动电荷 B
产生
三、磁感应强度(Magnetic Induction)
1. 磁感应强度 B 的定义：
对比静电场场强的定义 F q0 E
将一实验电荷射入磁场，运动电荷在磁场中 会受到磁力作用。
实验表明
① Fm v
② Fm q0v sin
2
时Fm达到最大值
Fm
q0
v
θ＝0 时Fm= 0，
①方向：
曲线上一点的切线
方向和该点的磁场方
B
向一致。②大小：ຫໍສະໝຸດ 磁感应线的疏密反映磁场的强弱。
③性质：
•磁感应线是无头无尾的闭合曲线，磁场中任
意两条磁感应线不相交。
•磁感应线与电流线铰链
通过无限小面元dS 的磁感应线数目dm与dS 的 比值称为磁感应线密度。我们规定磁场中某点的磁
感应强度的值等于该点的磁感应线密度。
i jk
F e 0 v y 0 e(v yBzi v yBxk )
Bx 0 Bz
Fz e v y Bx
Bx
Fz e vy
8.69 10-2 T
B
Bx2
B
2 y
0.1T
tan Bz 0.57
Bx
300
资料
原子核表面 中子星表面 目前最强人工磁场 太阳黑子内部 太阳表面 地球表面
大学物理第五版第五章静电场马文蔚详解
电荷守恒定律
闪电
避雷针
引言
电磁现象是自然界中极为普遍的自然现象。
公元前600年 古希腊哲学家泰利斯就知道一块琥珀用木头摩擦之后
会吸引草屑等轻小物体 春秋战国时期 《韩非子》和《吕氏春秋》都有天然磁石（Fe3O4） 的记载 1785年 库仑定律提出，电磁学进入科学行列
如研究人体生物电——心电时，心肌细胞等也可 看作电偶极子模型。
（1）轴线延长线上一点的电场强度
E
E
1
q
4πε0 (x r0 E E
2)2
4
i
q πε0
E
(x
1 4πε0 (x
2 xr0
2 r02 4)2
q
r0 i
i 2)2
q
q
- O. +
r0 2 r0 2
. A
E E
x
Fe
1
4π 0
e2 r2
8.1106 N
Fg
G
memp r2
3.7 10-47 N
Fe 2.27 10 39 Fg
（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.）
第五章 静电场 5-3 电场强度
人与人相互作用力：
电荷与电荷之间的作用力怎么实现？
一 静电场
电荷
电场
电荷
场 实物
物质
电场的两条基本性质：
2.静电场能的性质：静电场 作功、电势能、电场能量
麦克斯韦方程组
电磁学和力学的主要区别
研究对象 状态参量 问题特点
数学工具
力学 实物
r，mv
已知某些量 求其他量 微积分应用少 矢量分析少
大学物理第五版(马文蔚)电磁学习题问题详解
第五章 静 电 场5 －1 电荷面密度均为＋σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图(A)放置，其周围空间各点电场强度E (设电场强度方向向右为正、向左为负)随位置坐标x 变化的关系曲线为图(B)中的( )分析与解 “无限大”均匀带电平板激发的电场强度为02εσ，方向沿带电平板法向向外，依照电场叠加原理可以求得各区域电场强度的大小和方向.因而正确答案为(B).5 －2 下列说确的是( )(A)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面一定没有电荷(B)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面电荷的代数和必定为零(C)闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零(D)闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零 分析与解 依照静电场中的高斯定理，闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面电荷的代数和必定为零，但不能肯定曲面一定没有电荷；闭合曲面的电通量为零时，表示穿入闭合曲面的电场线数等于穿出闭合曲面的电场线数或没有电场线穿过闭合曲面，不能确定曲面上各点的电场强度必定为零；同理闭合曲面的电通量不为零，也不能推断曲面上任意一点的电场强度都不可能为零，因而正确答案为(B).5 －3下列说确的是( )(A) 电场强度为零的点，电势也一定为零(B) 电场强度不为零的点，电势也一定不为零(C) 电势为零的点，电场强度也一定为零(D) 电势在某一区域为常量，则电场强度在该区域必定为零分析与解电场强度与电势是描述电场的两个不同物理量，电场强度为零表示试验电荷在该点受到的电场力为零，电势为零表示将试验电荷从该点移到参考零电势点时，电场力作功为零.电场中一点的电势等于单位正电荷从该点沿任意路径到参考零电势点电场力所作的功；电场强度等于负电势梯度.因而正确答案为(D).*5 －4在一个带负电的带电棒附近有一个电偶极子，其电偶极矩p的方向如图所示.当电偶极子被释放后，该电偶极子将( )(A) 沿逆时针方向旋转直到电偶极矩p水平指向棒尖端而停止(B) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p水平指向棒尖端，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动(C) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p水平指向棒尖端，同时逆电场线方向朝远离棒尖端移动(D) 沿顺时针方向旋转至电偶极矩p 水平方向沿棒尖端朝外，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动分析与解电偶极子在非均匀外电场中，除了受到力矩作用使得电偶极子指向电场方向外，还将受到一个指向电场强度增强方向的合力作用，因而正确答案为(B).5 －5精密实验表明，电子与质子电量差值的最大围不会超过±10－21e，而中子电量与零差值的最大围也不会超过±10－21e，由最极端的情况考虑，一个有8 个电子，8 个质子和8 个中子构成的氧原子所带的最大可能净电荷是多少？ 若将原子视作质点，试比较两个氧原子间的库仑力和万有引力的大小.分析 考虑到极限情况， 假设电子与质子电量差值的最大围为2×10－21 e ，中子电量为10－21 e ，则由一个氧原子所包含的8 个电子、8 个质子和8个中子可求原子所带的最大可能净电荷.由库仑定律可以估算两个带电氧原子间的库仑力，并与万有引力作比较.解 一个氧原子所带的最大可能净电荷为()e q 21max 10821-⨯⨯+=二个氧原子间的库仑力与万有引力之比为1108.2π46202max <<⨯==-Gmεq F F g e 显然即使电子、质子、中子等微观粒子带电量存在差异，其差异在±10－21e 围时，对于像天体一类电中性物体的运动，起主要作用的还是万有引力. 5 －6 1964年，盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成，中子就是由一个带e 32 的上夸克和两个带e 31-的下夸克构成.若将夸克作为经典粒子处理(夸克线度约为10－20 m)，中子的两个下夸克之间相距2.60×10－15 m .求它们之间的相互作用力.解 由于夸克可视为经典点电荷，由库仑定律()r r r r e εr q q εe e e F N 78.3π41π412202210=== F 与径向单位矢量e r 方向相同表明它们之间为斥力.5 －7 质量为m ，电荷为－e 的电子以圆轨道绕氢核旋转，其动能为E ｋ .证明电子的旋转频率满足4320232me E εk =v 其中ε0 是真空电容率，电子的运动可视为遵守经典力学规律.分析 根据题意将电子作为经典粒子处理.电子、氢核的大小约为10－15 m ，轨道半径约为10－10 m ，故电子、氢核都可视作点电荷.点电荷间的库仑引力是维持电子沿圆轨道运动的向心力，故有 2202π41r e εr m =v 由此出发命题可证.证 由上述分析可得电子的动能为re εm E K 202π8121==v 电子旋转角速度为3022π4mr εe ω= 由上述两式消去r ，得432022232π4me E εωK ==v 5 －8 在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl －与其最邻近的八个一价铯离子Cs +构成如图所示的立方晶格结构.(1) 求氯离子所受的库仑力；(2) 假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作晶格缺陷)，求此时氯离子所受的库仑力.分析 铯离子和氯离子均可视作点电荷，可直接将晶格顶角铯离子与氯离子之间的库仑力进行矢量叠加.为方便计算可以利用晶格的对称性求氯离子所受的合力.解 (1) 由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故F 1 ＝0.(2) 除了有缺陷的那条对角线外，其它铯离子与氯离子的作用合力为零，所以氯离子所受的合力F 2 的值为N 1092.1π3π4920220212⨯===aεe r εq q F F 2 方向如图所示.5 －9 若电荷Q 均匀地分布在长为L 的细棒上.求证：(1) 在棒的延长线，且离棒中心为r 处的电场强度为2204π1L r Q εE -= (2) 在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为2204π21Lr r Q εE += 若棒为无限长(即L →∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较.分析 这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示，在长直线上任意取一线元d x ，其电荷为d q ＝Q d x /L ，它在点P 的电场强度为r r q εe E 20d π41d '=整个带电体在点P 的电场强度 ⎰=E E d接着针对具体问题来处理这个矢量积分.(1) 若点P 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点P 的电场强度方向相同，⎰=LE i E d (2) 若点P 在棒的垂直平分线上，如图(A)所示，则电场强度E 沿x 轴方向的分量因对称性叠加为零，因此，点P 的电场强度就是⎰⎰==Ly E αE j j E d sin d 证 (1) 延长线上一点P 的电场强度⎰'=L r πεq E 202d ，利用几何关系 r ′＝r－x 统一积分变量，则()220022204π12/12/1π4d π41L r Q εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=-=⎰电场强度的方向沿x 轴.(2) 根据以上分析，中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴，大小为E r εq αE L d π4d sin 2⎰'= 利用几何关系 sin α＝r /r ′，22x r r +=' 统一积分变量，则()2203/22222041π2d π41L r r εQ r x L xrQ εE L/-L/+=+=⎰当棒长L →∞时，若棒单位长度所带电荷λ为常量，则P 点电场强度rελL r L Q r εE l 0220π2 /41/π21lim =+=∞→此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同［图(B)］.这说明只要满足r 2/L 2 ＜＜1，带电长直细棒可视为无限长带电直线.5 －10 一半径为R 的半球壳，均匀地带有电荷，电荷面密度为σ，求球心处电场强度的大小.分析 这仍是一个连续带电体问题，求解的关键在于如何取电荷元.现将半球壳分割为一组平行的细圆环，如图所示，从教材第5 －3 节的例1 可以看出，所有平行圆环在轴线上P 处的电场强度方向都相同，将所有带电圆环的电场强度积分，即可求得球心O 处的电场强度.解 将半球壳分割为一组平行细圆环，任一个圆环所带电荷元θθR δS δq d sin π2d d 2⋅==，在点O 激发的电场强度为()i E 3/2220d π41d r x qx ε+=由于平行细圆环在点O 激发的电场强度方向相同，利用几何关系θR x cos =，θR r sin =统一积分变量，有()θθθεδθθR πδR θR πεr x q x πεE d cos sin 2 d sin 2cos 41d 41d 02303/2220=⋅=+= 积分得 02/004d cos sin 2εδθθθεδE π⎰== 5 －11 水分子H 2O 中氧原子和氢原子的等效电荷中心如图所示，假设氧原子和氢原子等效电荷中心间距为r 0 .试计算在分子的对称轴线上，距分子较远处的电场强度.分析 水分子的电荷模型等效于两个电偶极子，它们的电偶极矩大小均为00er P =，而夹角为2θ.叠加后水分子的电偶极矩大小为θer P cos 20=，方向沿对称轴线，如图所示.由于点O 到场点A 的距离x ＞＞r 0 ，利用教材第5 －3 节中电偶极子在延长线上的电场强度302π41xp εE = 可求得电场的分布.也可由点电荷的电场强度叠加，求电场分布.解1 水分子的电偶极矩θer θP P cos 2cos 200==在电偶极矩延长线上30030030cos π1cos 4π412π41xθer εx θer εx p εE === 解2 在对称轴线上任取一点A ，则该点的电场强度+-+=E E E2020π42π4cos 2cos 2x εe r εθer E βE E -=-=+ 由于 θxr r x r cos 202022-+=rθr x βcos cos 0-=代入得 ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+-=23/20202001cos 2cos π42x θxr r x θr x εe E 测量分子的电场时， 总有x ＞＞r 0 ， 因此， 式中()⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-≈⎪⎭⎫ ⎝⎛-≈-+x θr x x θr x θxr r x cos 2231cos 21cos 2033/2033/20202，将上式化简并略去微小量后，得300cos π1x θe r εE = 5 －12 两条无限长平行直导线相距为r 0 ，均匀带有等量异号电荷，电荷线密度为λ.(1) 求两导线构成的平面上任一点的电场强度( 设该点到其中一线的垂直距离为x )；(2) 求每一根导线上单位长度导线受到另一根导线上电荷作用的电场力.分析 (1) 在两导线构成的平面上任一点的电场强度为两导线单独在此所激发的电场的叠加.(2) 由F ＝q E ，单位长度导线所受的电场力等于另一根导线在该导线处的电场强度乘以单位长度导线所带电量，即：F ＝λE .应该注意：式中的电场强度E 是另一根带电导线激发的电场强度，电荷自身建立的电场不会对自身电荷产生作用力.解 (1) 设点P 在导线构成的平面上，E ＋、E －分别表示正、负带电导线在P 点的电场强度，则有()i i E E E x r x r ελx r x ελ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+=+-00000π211π2 (2) 设F ＋、F －分别表示正、负带电导线单位长度所受的电场力，则有 i E F 00π2r ελλ==-+iEF2π2rελλ-=-=+-显然有F＋＝F－，相互作用力大小相等，方向相反，两导线相互吸引.5 －13如图为电四极子，电四极子是由两个大小相等、方向相反的电偶极子组成.试求在两个电偶极子延长线上距中心为z的一点P的电场强度(假设z＞＞d).分析根据点电荷电场的叠加求P点的电场强度.解由点电荷电场公式，得()()kkkE222π41π412π41dzqεdzqεzqε++-+=考虑到z＞＞d，简化上式得()()kkkE42222222226π4...321...32112π4/11/1112π4zqdεqzdzdzdzdzzεqzdzdzzεq=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+++++-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+-=通常将Q＝2qd2称作电四极矩，代入得P 点的电场强度kE43π41zQε=5 －14设匀强电场的电场强度E与半径为R的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量.分析 方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即⎰⋅=SS d s E Φ 方法2：作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面无电荷，由高斯定理∑⎰==⋅01d 0q εS S E 这表明穿过闭合曲面的净通量为零，穿入平面S ′的电场强度通量在数值上等于穿出半球面S 的电场强度通量.因而⎰⎰'⋅-=⋅=S S S E S E Φd d 解1 由于闭合曲面无电荷分布，根据高斯定理，有⎰⎰'⋅-=⋅=S S S E S E Φd d 依照约定取闭合曲面的外法线方向为面元d S 的方向，E R πR E 22πcos π=⋅⋅-=Φ解2 取球坐标系，电场强度矢量和面元在球坐标系中可表示为①()r θθθE e e e E sin sin cos sin cos ++=r θθR e S d d sin d 2=E RθθERθθERSS2ππ2222πdsindsinddsinsind===⋅=⎰⎰⎰⎰SEΦ5 －15边长为a的立方体如图所示，其表面分别平行于Oxy、Oyz和Ozx 平面，立方体的一个顶点为坐标原点.现将立方体置于电场强度()12E kx E+E=i+j(k，E1，E2为常数)的非均匀电场中，求电场对立方体各表面及整个立方体表面的电场强度通量.解如图所示，由题意E与Oxy面平行，所以任何相对Oxy面平行的立方体表面，电场强度的通量为零，即0==DEFGOABCΦΦ.而()[]()2221ABGFd aEdSEkxE=⋅++=⋅=⎰⎰jjiSEΦ考虑到面CDEO与面ABGF的外法线方向相反，且该两面的电场分布相同，故有22aEABGFCDEO-=-=ΦΦ同理()[]()2121AOEFd aEdSEE-=-⋅+=⋅=⎰⎰ijiSEΦ()[]()()2121BCDGd akaEdSEkaEΦ+=⋅++=⋅=⎰⎰ijiSE因此，整个立方体表面的电场强度通量3ka==∑ΦΦ5 －16 地球周围的大气犹如一部大电机，由于雷雨云和大气气流的作用，在晴天区域，大气电离层总是带有大量的正电荷，云层下地球表面必然带有负电荷.晴天大气电场平均电场强度约为1m V 120-⋅，方向指向地面.试求地球表面单位面积所带的电荷(以每平方厘米的电子数表示).分析 考虑到地球表面的电场强度指向地球球心，在大气层中取与地球同心的球面为高斯面，利用高斯定理可求得高斯面的净电荷.解 在大气层临近地球表面处取与地球表面同心的球面为高斯面，其半径E R R ≈(E R 为地球平均半径).由高斯定理 ∑⎰=-=⋅q εR E E 021π4d S E 地球表面电荷面密度∑--⨯-=-≈=2902cm 1006.1π4/E εR q σE单位面积额外电子数25cm 1063.6/-⨯=-=e σn5 －17 设在半径为R 的球体，其电荷为球对称分布，电荷体密度为()()R r ρkr ρ>=≤≤= 0R r 0k 为一常量.试分别用高斯定理和电场叠加原理求电场强度E 与r 的函数关系.分析 通常有两种处理方法：(1) 利用高斯定理求球外的电场分布.由题意知电荷呈球对称分布，因而电场分布也是球对称，选择与带电球体同心的球面为高斯面，在球面上电场强度大小为常量，且方向垂直于球面，因而有2S π4d r E ⋅=⋅⎰S E 根据高斯定理⎰⎰=⋅V ρεd 1d 0S E ，可解得电场强度的分布. (2) 利用带电球壳电场叠加的方法求球外的电场分布.将带电球分割成无数个同心带电球壳，球壳带电荷为r r ρq ''⋅=d π4d 2，每个带电球壳在壳激发的电场0d =E ，而在球壳外激发的电场r r εq e E 20π4d d = 由电场叠加可解得带电球体外的电场分布()()()()R r r r R r>=≤≤=⎰⎰ d R r 0 d 00E E E E解1 因电荷分布和电场分布均为球对称，球面上各点电场强度的大小为常量，由高斯定理⎰⎰=⋅V ρεd 1d 0S E 得球体(0≤r ≤R ) ()400202πd π41π4r εk r r kr εr r E r ==⎰ ()r εkr r e E 024= 球体外(r ＞R )()400202πd π41π4r εk r r kr εr r E R ==⎰()r εkR r eE 024= 解2 将带电球分割成球壳，球壳带电r r r k V ρq '''==d π4d d 2由上述分析，球体(0≤r ≤R )()r r rεkr r r r r k εr e e E 0222004d π4π41=''⋅'=⎰ 球体外(r ＞R )()r r Rr εkR r r r πr k πεr e e E 20222004d 441=''⋅'=⎰ 5 －18 一无限大均匀带电薄平板，电荷面密度为σ，在平板中部有一半径为r 的小圆孔.求圆孔中心轴线上与平板相距为x 的一点P 的电场强度.分析 用补偿法求解利用高斯定理求解电场强度只适用于几种非常特殊的对称性电场.本题的电场分布虽然不具有这样的对称性，但可以利用具有对称性的无限大带电平面和带电圆盘的电场叠加，求出电场的分布.若把小圆孔看作由等量的正、负电荷重叠而成，挖去圆孔的带电平板等效于一个完整的带电平板和一个带相反电荷(电荷面密度σ′＝－σ)的小圆盘.这样中心轴线上的电场强度等效于平板和小圆盘各自独立在该处激发电场的矢量和. 解 由教材中第5 －4 节例4 可知，在无限大带电平面附近n εσe E 012= n e 为沿平面外法线的单位矢量；圆盘激发的电场n r x x εσe E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=220212 它们的合电场强度为 n r x x εσe E E E 220212+=+=在圆孔中心处x ＝0，则 E ＝0在距离圆孔较远时x ＞＞r ，则n n εσx r εσe e E 02202/112≈+= 上述结果表明，在x ＞＞r 时，带电平板上小圆孔对电场分布的影响可以忽略不计. 5 －19 在电荷体密度为ρ 的均匀带电球体中，存在一个球形空腔，若将带电体球心O 指向球形空腔球心O ′的矢量用a 表示(如图所示).试证明球形空腔中任一点的电场强度为a E 03ερ=分析 本题带电体的电荷分布不满足球对称，其电场分布也不是球对称分布，因此无法直接利用高斯定理求电场的分布，但可用补偿法求解.挖去球形空腔的带电球体在电学上等效于一个完整的、电荷体密度为ρ 的均匀带电球和一个电荷体密度为－ρ、球心在O ′的带电小球体(半径等于空腔球体的半径).大小球体在空腔P 点产生的电场强度分别为E 1 、E 2 ，则P 点的电场强度 E ＝E 1 ＋E 2 .证 带电球体部一点的电场强度为r E 03ερ= 所以 r E 013ερ=，2023r E ερ-= ()210213r r E E E -=+=ερ 根据几何关系a r r =-21，上式可改写为a E 03ερ= 5 －20 一个外半径分别为R 1 和R 2 的均匀带电球壳，总电荷为Q 1 ，球壳外同心罩一个半径为R 3 的均匀带电球面，球面带电荷为Q 2 .求电场分布.电场强度是否为离球心距离r 的连续函数？ 试分析.分析 以球心O 为原点，球心至场点的距离r 为半径，作同心球面为高斯面.由于电荷呈球对称分布，电场强度也为球对称分布，高斯面上电场强度沿径矢方向，且大小相等.因而24d r πE ⋅=⎰S E .在确定高斯面的电荷∑q 后，利用高斯定理∑⎰=0/d εq S E 即可求出电场强度的分布.解 取半径为r 的同心球面为高斯面，由上述分析∑=⋅02/π4εq r Er ＜R 1 ，该高斯面无电荷，0=∑q ，故01=ER 1 ＜r ＜R 2 ，高斯面电荷()31323131R R R r Q q --=∑ 故 ()()23132031312π4rR R εR r Q E --= R 2 ＜r ＜R 3 ，高斯面电荷为Q 1 ，故 2013π4rεQ E = r ＞R 3 ，高斯面电荷为Q 1 ＋Q 2 ，故20214π4rεQ Q E +=电场强度的方向均沿径矢方向，各区域的电场强度分布曲线如图(B)所示.在带电球面的两侧，电场强度的左右极限不同，电场强度不连续，而在紧贴r ＝R 3 的带电球面两侧，电场强度的跃变量0230234π4ΔεσR εQ E E E ==-= 这一跃变是将带电球面的厚度抽象为零的必然结果，且具有普遍性.实际带电球面应是有一定厚度的球壳，壳层外的电场强度也是连续变化的，本题中带电球壳外的电场，在球壳的厚度变小时，E 的变化就变陡，最后当厚度趋于零时，E 的变化成为一跃变.5 －21 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R 1 和R 2 ＞R 1 )，单位长度上的电荷为λ.求离轴线为r 处的电场强度：(1) r ＜R 1 ，(2) R 1 ＜r ＜R 2 ，(3) r ＞R 2 .分析 电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，且⎰⋅=rL E d π2S E ，求出不同半径高斯面的电荷∑q .即可解得各区域电场的分布.解 作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理∑=⋅0/π2εq rL Er ＜R 1 ，0=∑q01=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变R 1 ＜r ＜R 2 ，L λq =∑rελE 02π2=r ＞R 2，0=∑q03=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变00π2π2ΔεσrL εL λr ελE ===这与5 －20 题分析讨论的结果一致.5 －22 如图所示，有三个点电荷Q 1 、Q 2 、Q 3 沿一条直线等间距分布且Q 1 ＝Q 3 ＝Q .已知其中任一点电荷所受合力均为零，求在固定Q 1 、Q 3 的情况下，将Q 2从点O 移到无穷远处外力所作的功.分析 由库仑力的定义，根据Q 1 、Q 3 所受合力为零可求得Q 2 .外力作功W ′应等于电场力作功W 的负值，即W ′＝－W .求电场力作功的方法有两种：(1)根据功的定义，电场力作的功为l E d 02⎰∞=Q W其中E 是点电荷Q 1 、Q 3 产生的合电场强度. (2) 根据电场力作功与电势能差的关系，有()0202V Q V V Q W =-=∞其中V 0 是Q 1 、Q 3 在点O 产生的电势(取无穷远处为零电势). 解1 由题意Q 1 所受的合力为零()02π4π420312021=+d εQ Q d εQ Q 解得 Q Q Q 414132-=-=由点电荷电场的叠加，Q 1 、Q 3 激发的电场在y 轴上任意一点的电场强度为()2/322031π2yd εQ E E E yy y +=+=将Q 2 从点O 沿y 轴移到无穷远处，(沿其他路径所作的功相同，请想一想为什么？)外力所作的功为()d εQ y y d εQ Q Q W y 022/322002π8d π241d =+⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⋅-='⎰⎰∞∞l E 解2 与解1相同，在任一点电荷所受合力均为零时Q Q 412-=，并由电势 的叠加得Q 1 、Q 3 在点O 的电势dεQd εQ d εQ V 003010π2π4π4=+=将Q 2 从点O 推到无穷远处的过程中，外力作功dεQ V Q W 0202π8=-=' 比较上述两种方法，显然用功与电势能变化的关系来求解较为简洁.这是因为在许多实际问题中直接求电场分布困难较大，而求电势分布要简单得多. 5 －23 已知均匀带电长直线附近的电场强度近似为r rελe E 0π2=为电荷线密度.(1)求在r ＝r 1 和r ＝r 2 两点间的电势差；(2)在点电荷的电场中，我们曾取r →∞处的电势为零，求均匀带电长直线附近的电势时，能否这样取？ 试说明.解 (1) 由于电场力作功与路径无关，若沿径向积分，则有12012ln π2d 21r rελU r r =⋅=⎰r E (2) 不能.严格地讲，电场强度r e rελE 0π2=只适用于无限长的均匀带电直线，而此时电荷分布在无限空间，r →∞处的电势应与直线上的电势相等. 5 －24 水分子的电偶极矩p 的大小为6.20 ×10－30 C · m.求在下述情况下，距离分子为r ＝5.00 ×10－9 m 处的电势.(1) 0θ=︒；(2) 45θ=︒；(3) 90θ=︒，θ 为r 与p 之间的夹角. 解 由点电荷电势的叠加2000P π4cos π4π4rεθp r εq r εq V V V =-+=+=-+-+ (1) 若o0=θ V 1023.2π4320P -⨯==rεpV (2) 若o45=θ V 1058.1π445cos 320oP -⨯==rεp V (3) 若o90=θ 0π490cos 20oP ==rεp V 5 －25 一个球形雨滴半径为0.40 mm ，带有电量1.6 pC ，它表面的电势有多大？ 两个这样的雨滴相遇后合并为一个较大的雨滴，这个雨滴表面的电势又是多大？分析 取无穷远处为零电势参考点，半径为R 带电量为q 的带电球形雨滴表面电势为RqεV 0π41=当两个球形雨滴合并为一个较大雨滴后，半径增大为R 32，代入上式后可以求出两雨滴相遇合并后，雨滴表面的电势.解 根据已知条件球形雨滴半径R 1 ＝0.40 mm ，带有电量q 1 ＝1.6 pC ，可以求得带电球形雨滴表面电势V 36π411101==R q εV当两个球形雨滴合并为一个较大雨滴后，雨滴半径1322R R =，带有电量q 2 ＝2q 1 ，雨滴表面电势V 5722π4113102==R q εV5 －26 电荷面密度分别为＋σ和－σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图(a)放置，取坐标原点为零电势点，求空间各点的电势分布并画出电势随位置坐标x 变化的关系曲线.分析 由于“无限大”均匀带电的平行平板电荷分布在“无限”空间，不能采用点电荷电势叠加的方法求电势分布：应该首先由“无限大”均匀带电平板的电场强度叠加求电场强度的分布，然后依照电势的定义式求电势分布.解 由“无限大” 均匀带电平板的电场强度i 02εσ±，叠加求得电场强度的分布，()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<--<=a x a x a εσa x2 00i E 电势等于移动单位正电荷到零电势点电场力所作的功()a x a x εσV x <<--=⋅=⎰ d 0l E ()a x a εσV -<=⋅+⋅=⎰⎰- d d 0a-axl E l E ()a x a εσV >-=⋅+⋅=⎰⎰ d d 0a-axl E l E 电势变化曲线如图(b)所示.5 －27 两个同心球面的半径分别为R 1 和R 2 ，各自带有电荷Q 1 和Q 2 .求：(1) 各区域电势分布，并画出分布曲线；(2) 两球面间的电势差为多少？分析 通常可采用两种方法(1) 由于电荷均匀分布在球面上，电场分布也具有球对称性，因此，可根据电势与电场强度的积分关系求电势.取同心球面为高斯面，借助高斯定理可求得各区域的电场强度分布，再由⎰∞⋅=pp V lE d 可求得电势分布.(2) 利用电势叠加原理求电势.一个均匀带电的球面，在球面外产生的电势为rεQV 0π4=在球面电场强度为零，电势处处相等，等于球面的电势RεQV 0π4=其中R 是球面的半径.根据上述分析，利用电势叠加原理，将两个球面在各区域产生的电势叠加，可求得电势的分布. 解1 (1) 由高斯定理可求得电场分布()()()22021321201211π4π40R r r εQ Q R r R r εQ R r r r >+=<<=<=e E e E E 由电势⎰∞⋅=rV l E d 可求得各区域的电势分布.当r ≤R 1 时，有20210120212113211π4π4π411π40d d d 2211R εQ R εQ RεQ Q R R εQ V R R R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=⋅+⋅+⋅=⎰⎰⎰∞lE l E l E当R 1 ≤r ≤R 2 时，有202012021201322π4π4π411π4d d 22R εQ r εQ R εQ Q R r εQ V R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⋅+⋅=⎰⎰∞lE l E当r ≥R 2 时，有rεQ Q V r02133π4d +=⋅=⎰∞l E(2) 两个球面间的电势差⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅=⎰210121211π4d 21R R εQ U R R l E 解2 (1) 由各球面电势的叠加计算电势分布.若该点位于两个球面，即r ≤R 1 ，则2021011π4π4R εQ R εQ V +=若该点位于两个球面之间，即R 1 ≤r ≤R 2 ，则202012π4π4R εQ r εQ V +=若该点位于两个球面之外，即r ≥R 2 ，则rεQ Q V 0213π4+=(2) 两个球面间的电势差()2011012112π4π42R εQ R εQ V V U R r -=-==5 －28 一半径为R 的无限长带电细棒，其部的电荷均匀分布，电荷的体密度为ρ.现取棒表面为零电势，求空间电势分布并画出分布曲线.分析 无限长均匀带电细棒电荷分布呈轴对称，其电场和电势的分布也呈轴对称.选取同轴柱面为高斯面，利用高斯定理⎰⎰=⋅V V εd 1d 0S E 可求得电场分布E (r )，再根据电势差的定义()l E d ⋅=-⎰bab a r V V并取棒表面为零电势(V b ＝0)，即可得空间任意点a 的电势.解 取高度为l 、半径为r 且与带电棒同轴的圆柱面为高斯面，由高斯定理 当r ≤R 时02/ππ2ερl r rl E =⋅得 ()02εr ρr E = 当r ≥R 时02/ππ2ερl R rl E =⋅得 ()rεR ρr E 022=取棒表面为零电势，空间电势的分布有 当r ≤R 时()()22004d 2r R ερr εr ρr V Rr-==⎰当r ≥R 时()rRεR ρr r εR ρr V Rrln 2d 20202==⎰如图所示是电势V 随空间位置r 的分布曲线.5 －29 一圆盘半径R ＝3.00 ×10－2 m.圆盘均匀带电，电荷面密度σ＝2.00×10－5 C ·m －2 .(1) 求轴线上的电势分布；(2) 根据电场强度与电势梯度的关系求电场分布；(3) 计算离盘心30.0 cm 处的电势和电场强度.分析 将圆盘分割为一组不同半径的同心带电细圆环，利用带电细环轴线上一点的电势公式，将不同半径的带电圆环在轴线上一点的电势积分相加，即可求得带电圆盘在轴线上的电势分布，再根据电场强度与电势之间的微分关系式可求得电场强度的分布. 解 (1) 带电圆环激发的电势220d π2π41d x r rr σεV +=由电势叠加，轴线上任一点P 的电势的()x x Rεσxr r r εσV R-+=+=⎰22222d 2 (1)(2) 轴线上任一点的电场强度为i i E ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-=22012d d x R xεσx V (2) 电场强度方向沿x 轴方向.(3) 将场点至盘心的距离x ＝30.0 cm 分别代入式(1)和式(2)，得V 1691=V -1m V 5607⋅=E当x ＞＞R 时，圆盘也可以视为点电荷，其电荷为C 1065.5π82-⨯==σR q .依照点电荷电场中电势和电场强度的计算公式，有V 1695π40==xεqV 1-20m V 5649π4⋅==xεq E 由此可见，当x ＞＞R 时，可以忽略圆盘的几何形状，而将带电的圆盘当作点电荷来处理.在本题中作这样的近似处理，E 和V 的误差分别不超过0.3％和0.8％，这已足以满足一般的测量精度.5 －30 两个很长的共轴圆柱面(R 1 ＝3.0×10－2 m ，R 2 ＝0.10 m)，带有等量异号的电荷，两者的电势差为450 Ｖ.求：(1) 圆柱面单位长度上带有多少电荷？(2) r ＝0.05 m 处的电场强度.解 (1) 由习题5 －21 的结果，可得两圆柱面之间的电场强度为rελE 0π2=根据电势差的定义有120212ln π2d 21R R ελU R R =⋅=⎰l E 解得 1812120m C 101.2ln/π2--⋅⨯==R R U ελ (2) 解得两圆柱面之间r ＝0.05m 处的电场强度10m V 7475π2-⋅==rελE 5 －31 轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的。
大学物理学第五版马文蔚高等教育出版社电磁感应1
B
i
B
i
与能量守 定律本质 一致，是 能量守恒 定律在电 磁感应现 象中的体 现。
四. 在磁场中转动的线圈内的感应电动势 交流发电机：机械能——电能
设：t=0 时，en , B] 0 [
C
O
B
=BScost
i N
d dt
en
=NBSsint
)
d i dt
——线圈的磁通链数
i N
d dt
对密绕 螺线管 1=2==N =
(8-2)
N 重点(8-1)、(8-2)
4) i 取决于
d dt
， 感应电荷取决于 。
i
R N d R dt
设回路电阻R，N匝； 感应电流： I i
dq dt
总洛仑兹力不做功！
动生电动势公式的应用
i
(v B) d l (8-4)
线元所在处的
L
vB
说明：
线元的
dl
L
v
B
d l : 导体上的线元(积分方向)。
(v B) d l Ek dl =
di ：
d l 上的元电动势。
总电动势： i (v B) d l Ek d l L L 沿导线积分 Ek cos[ Ek , d l ] d l
L
求动生电动势思路： 分割导体，任取一线元 d l ， ①
画出 dl处 Ek v B 方向。 ②先算 Ek v B 的大小，再算 d Ek d l ；
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图15－9 第15讲┃ 电路 电流
[解析] A带负电，B不带电，用带有绝缘手柄的金属棒把A和B
连接起来，A上的部分负电荷会转移到B上，因此验电器B的金 属箔由于带负电会张开；电流的方向与负电荷定向移动的方向 相反，因此电流方向是由B到A。故选B。
第15讲┃ 电路 电流
3．如图15－10所示的四个电路中，开关S闭合后，电源被短路
第15讲┃ 电路 电流
[拓展] 半导体与超导体：半导体的导电能力介于导体和绝缘 体之间，常见半导体材料有硅、锗，其电阻受压力、温度、光 照影响明显，用于制造集成电路、二极管等；超导体的电阻为 零，电流通过时不发热，可用于制作输电导线、电子元件等。
第15讲┃ 电路 电流
考点 58 组成 电源
电路 电源、用电器、开关、导线 电能 的装置。如：电池、发电机 能够提供________ 电能 转化 用电来工作的设备。工作时，将________ 为其他形式的能 通断 控制电路的________ 输送 电能 ________
用电器
开关 导线
第15讲┃ 电路 电流
（续表） 电路的三种状态 概念 接通 的电路， 正常________ 又叫闭合电路 断开 的电路， 某处________ 又叫开路 特点 电路中有电流通过，用 电器能够工作 电路中无电流通过，用 电器不能工作
通路 断路 短路
不经过用电器，直接用 导线把电源两极连接起来 的电路
负电 。摩擦起 物体带________ 正电 ，得到电子的物体带等量的________ 电的实质是电荷的转移，而不是创造了电荷。
第15讲┃ 电路 电流
2．两种电荷 (1)正电荷与负电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做 _________ 正电荷 ；用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做_________ 负电荷 。 排斥 (2)电荷间的相互作用：同种电荷相互________ ，异种电荷 相互________ 。 吸引 (3)验电器：根据______________________ 的原理制成。 同种电荷相互排斥
┃考题精炼与名师预测┃ 一、选择题 1．2014·郴州甲、乙、丙三个轻质小球，甲球排斥乙球， 乙球吸引丙球，下列说法正确的是( B A．甲、乙两球一定带异种电荷 B．甲、乙两球一定带同种电荷 )
C．乙、丙两球一定带异种电荷
D．乙、丙两球一定带同种电荷 第15讲┃ 电路 电流
2．2014·武汉如图15－9所示，取两个相同的验电器A和B，使A
例2 如图15－6所示中的电路图和实物图相对应的是( D )
图15－6
第15讲┃ 电路 电流
[析·分析思路] 分析实物图中灯泡的连接方式以及开关所在的 位置，然后画出正确的电路图。
[据·答题有据] 电流从电源的正极出发，分别流经两个灯 泡，一条经过灯泡 L1 后到达开关 S1 回到负极；另一条经过 开关 S2 后，再经过另一个灯泡 L2 到达开关 S1 回到负极，所 以两灯并联；开关 S1 控制干路，开关 S2 只控制灯泡 L2，对 应的电路图是 D。
联的。
图15－2
第15讲┃ 电路 电流
3．图15－3是实验室常用的一种电流表，其零刻度不在表盘 的最左端。当导线a、b 分别与标有“一”和“3”的接线柱相
连时，电流表指针偏转情况如图所示。此时，电流是从导线
a 0.4 ______( 选填“a”或“b”)流入电流表的，其示数是______A 。
为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差，应将导线a与标 0.6 有“________”的接线柱相连， b与标有“________”的接线柱 － 相连。
图15－4 第15讲┃ 电路 电流
┃考向典例解读与技巧点拨┃ 例1 2014·内江摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个 物体转移到另一个物体，使正、负电荷________ 分开 ，如图15－5 所示，小女孩用橡胶棒去摩擦动物的皮毛后，橡胶棒带上了 负 电。 ______
图15－5
第15讲┃ 电路 电流
的电路是( B )
图15－10
第15讲┃ 电路 电流
4．教室里投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予 降温。为了保证灯泡不被烧坏，要求：带动风扇的电动机启动 后，灯泡才能发光；风扇不转，灯泡不能发光。则在如图15－ 11所示的四个电路图中符合要求的是( D )
图15－11
第15讲┃ 电路 电流
[析·分析思路] 摩擦起电的实质：电荷从一个物体转移到另 一个物体。由此可知得到电荷的物体带负电荷；失去电荷的物 体带正电荷。 [据·答题有据] 当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦 时，束缚电子能力强的得到电子，束缚电子能力弱的失去电 子，所以摩擦起电实质上并不是创造了电荷，只是使电荷从 一个物体转移到另一个物体，使正、负电荷分开；小女孩用 橡胶棒去摩擦动物的皮毛后，橡胶棒得到电子带上了负电。 第15讲┃ 电路 电流
第15讲┃ 电路 电流
1．用丝绸摩擦过的玻璃棒带________ 电荷，如图15－1所示， 正
若将此玻璃棒靠近带负电的轻小物体时会互相________( 吸引 选填
“吸引”或“排斥”)。
图15－1
第15讲┃ 电路 电流
2．2014·来宾图15－2为宾馆房间取电房卡。将房卡插入槽 中，房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路元件 中的________ 并 开关 ，房间里的电视机与电灯在电路中是________
第15讲┃ 电路 电流
(2)理解：原子由位于中心的________ 原子核 和____________ 核外电子 组成，
原子核由________ 质子 和________ 中子 组成；不同物质的原子核对核外 电子的束缚能力不同，当两物体相互摩擦时，对核外电子束缚 能力弱的原子失去电子，束缚能力强的得到电子，失去电子的
图15－3 第15讲┃ 电路 电流
4．下列五种学习用品中：①透明塑料袋；②金属刀片；③ 塑料三角尺；④铅笔芯；⑤橡皮擦。属于绝缘体的有( A ) A．①③⑤ C．③④⑤ B．②④⑤ D．①②④
第15讲┃ 电路 电流
5．小轿车的仪表盘上有一个用来提醒司机车门是否关好的指
示灯，若四个车门中的任何一个未关或未关好，指示灯都会 亮着。下面四个电路设计中，符合这一要求的是( B )
对的示数为0.46 A
物 理
新课标
第15讲 电路 电流 第16讲 电压 电阻 第17讲 欧姆定律及其应用 第18讲 电能 电功和电功率 电热 第19讲 家庭电路与安全用电 第20讲 电与磁 第21讲 电动机与发动机
第15讲
电路 电流
┃考点自主梳理与热身反馈┃
考点 56
摩擦起电与电荷
1．摩擦起电 (1)定义：用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。
图15－13 第15讲┃ 电路 电流
图15－14 第15讲┃ 电路 电流
7．如图15－15乙所示的四幅电路图中，与图甲所示实物图相 对应的是( A )
图15－15 第15讲┃ 电路 电流
8．如图15－16所示的是一次实验时电流表指针的偏转情况， 王强对此作出了四种结论，其中错误的是( C ) A．若使用“－”和“3”两个接线柱接入电路，则指针所对 的示数为2.3 A B．若使用“－”和“0.6”两个接线柱接入电路，则指针所
所示的两种情况，请分析他们在电流表使用上分别存在什么问
题。
图15－8 第15讲┃ 电路 电流
正、负接线柱接反了 甲的问题是：__________________________ ； 乙的问题是：__________________________ 。 量程选择过大 [审·审题要点] 根据图中指针偏转情况去找原因。 [析·分析思路] 图甲的指针反向偏转，由此可知流进电流表 的电流不是“＋”进“－”出；图乙的指针偏转幅度偏小， 说明所选量程偏大了。
第15讲┃ 电路 电流
[据·答题有据] 当电流从电流表的正接线柱流入，负接线柱 流出时，电流表的指针向右偏转，若接反了，电流表的指针 将向左偏转，由此可知图甲的错误是电流表的正、负接线柱 接反了。在图乙中，电流表的指针偏转角度很小，而选取的
量程是0～3 A，所以图乙的错误是电流表的量程选择过大。
第15讲┃ 电路 电流
3 10 安培 A ________，符号________，1 A＝________ mA＝ ________ μA 106
单位
第15讲┃ 电路 电流
（续表）
符号 量程 分度值 电 流 表 0～0.6 A 0～3 A
0.02 A ________
0.1 A ________
使用 方法
串 联 量程 ；要将电流表______ ①“三要”：要选择合适的______ ＋ 在被测电路中；要使电流从“______”接线柱流入，从 － “______”接线柱流出； ②“二不”：在任何情况下都不能使电流表直接连到 电源的两极 ；被测电流不允许超过所选________ 量程 ； ______________ 量程 ③读数时要“两看清”：看清所选_________ ； 电流 看清每大格和每小格所表示的___________ 值
5．在如图 15－12 所示的电路中，若要使 L1 和 L2 两灯组成 并联电路，开关的断开与闭合情况是( B ) A．S1、S2 断开，S3 闭合 B．S1、S2 闭合，S3 断开 C．S1、S2、 S3 闭合 D．S1 断开，S2、 S3 闭合
图15－12
第15讲┃ 电路 电流
6. 2014·成都如图15－13所示为家庭中的装饰吊灯，共有六 盏灯，由两个开关控制，每个开关控制三盏灯，每盏灯的额 定电压都是220 V。则如图15－14所示的电路中，与之相对应 的是( B )
带负电，B不带电，用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。 下列说法正确的是( B ) A．B中正电荷通过金属棒流向A，A金属箔的张角减小 B．A中的自由电子通过金属棒流向B，