电磁学基础知识
电磁学的基础与应用
电磁学的基础与应用电磁学是现代物理学中的一门重要学科，它涵盖了许多理论和现象。
电磁学起源于对于电荷和电流的研究，随后发展出了电场和磁场的概念。
本文将分别对电磁学的基础和应用进行介绍。
一、电磁学的基础1. 电荷电荷是电磁学研究的基础，它是物质微观电子的属性，是一种标志着物体带电量的物理量。
电荷分为正电和负电两种，它们之间的作用是互相吸引，但是同种电荷会互相排斥。
2. 电流电流是电荷在导体中的流动，通常用单位时间内通过一个横截面的电荷量来表示。
在导体内，电子随着电场的力作用，同时向某一方向流动，这就形成了电流。
电流在电动机、电器中都有广泛应用。
3. 电场电场是描述电荷在空间中对其他电荷作用的力场，是空间中的一种场。
一个带电的粒子在静电场中受到的力与其所带电荷量及场的性质有关。
4. 磁场磁场与电场类似，是描述磁性物质在空间中相互作用的力场，也是空间中的一种场。
通常用磁力线来表示磁场线的分布规律。
二、电磁学的应用1. 高压输电技术高压输电技术是电磁学的一项非常重要的应用，可以解决远距离电力传输的问题。
当电网传输距离增加时，传输功率会受到很大的损耗，而采用高压输电技术可以降低电能损耗。
2. 电磁辐射技术电磁辐射技术是现代通信和信息技术中的一项关键技术，包括电磁波的产生、传输和接收等过程。
在手机通信、雷达探测、卫星通信等领域都有广泛的应用。
3. 磁共振成像技术磁共振成像技术是医学影像学中的一项重要技术，它利用磁场产生的静电力学和磁力学现象，对人体组织进行成像诊断。
它可以显示出人体内部的器官分布、结构、成分等信息，为疾病诊断和治疗提供了有力的帮助。
4. 电磁兼容技术电磁兼容技术可以帮助电子设备和系统在电磁环境中正常工作，同时减少电磁干扰和电磁辐射对其他设备的影响。
在电力系统、汽车电子、空间通信等领域都有广泛的应用。
总结：电磁学的基础包括电荷、电流、电场和磁场等，这些基础理论为电磁学的应用提供了重要的技术支撑。
电磁学知识点归纳
电磁学知识点归纳一、电荷与电场电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
其表达式为：＄F ＝k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中$k$是库仑常量。
电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，定义为单位正电荷在电场中所受到的力，其表达式为：＄E ＝＼frac{F}｛q}＄。
电场线是用来形象地描述电场分布的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，切线方向表示电场的方向。
二、电势与电势能电势是描述电场能的性质的物理量。
选取零电势点后，某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
电势能是电荷在电场中具有的势能，与电荷的电荷量和所在位置的电势有关，表达式为：＄E_p ＝ q\varphi$。
沿着电场线的方向，电势逐渐降低。
三、电容电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。
定义为电容器所带电荷量与电容器两极板间电势差的比值，表达式为：＄C ＝＼frac{Q}｛U}＄。
平行板电容器的电容与极板面积成正比，与极板间距离成反比，还与电介质的介电常数有关，其表达式为：＄C ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi kd}＄。
四、电流与电阻电流是电荷的定向移动形成的，其大小定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量，表达式为：＄I ＝＼frac{Q}｛t}＄。
电阻是导体对电流的阻碍作用，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
电阻定律的表达式为：＄R ＝＼rho\frac{l}｛S}＄，其中$＼rho$是电阻率。
五、欧姆定律部分电路欧姆定律指出，通过一段导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，表达式为：＄I ＝＼frac{U}｛R}＄。
闭合电路欧姆定律则考虑了电源的内阻，表达式为：＄I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，其中$E$是电源电动势，＄r$是电源内阻。
电磁学基础知识
电磁学基础知识电场一、场强E （矢量，与q 无关）1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则4．电场力（与q 有关） F ＝库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关）1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能需要解决的问题：①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判）③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线1．器材： 2．纸顺序：从上向下恒定电流一、概念及规律1．电流：⑴产生条件：①有自由电荷；②有电压⑵定义：I＝微观：I＝2．电阻定律：R＝说明：金属的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而3．欧姆定律⑴部分电路：I＝闭合电路：I＝（或：E＝＝＝＝⑵路端电压（电源输出电压、电源两极间电压、外电路总电压等）①U＝＝断路：I＝0，U＝E短路：EIr=短，U＝0内阻为零：r＝0，U＝E（恒压）②U随R增大而4．⑴电功：W＝电功率：P＝⑵电热：Q＝＝电热功率：P热＝＝⑶注意：①纯电阻电路中，W＝Q，即：IE＝②非纯电阻电路中，W＞Q，即：IE＝；而IU＝二、电路1．串联电路：I＝U＝R＝2．并联电路：I＝U＝1R＝（两电阻并联：R＝）3．电表改装：⑴电压表＝G 联电阻R＝⑵电流表＝G 联电阻4．电源的最大输出功率：当Rr时，P最大，P m＝三、本章实验1．伏安法测电阻：⑴测小电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x⑵测大电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x1 R =线性元件的伏安特性曲线电源的U－I图象电源输出功率与外电阻的关系x 电流表外接x 电流表内接2．描绘小灯泡的伏安特性曲线⑴在方框1内画出实验电路原理图⑵注意：应采用电流表 接法， 电路 ⑶小灯泡的伏安特性曲线是 线 3．测定金属的电阻率⑴用 测金属丝的直径d ；用 测金属丝的长度L ⑵在方框2内画出实验电路原理图注意：应采用电流表 接法，分压电路或限流电路均可 ⑶金属丝的电阻率ρ＝ 4．把电流表改装为电压表⑴在方框3内画出测电流表内阻的实验电路原理图 简要实验步骤：①闭合S 1，调 ，使电流表满偏 ②闭合S 2，调 ，使电流表半偏 ③当R 比R /大很多时，有R g R /⑵计算改装成量程为U 的电压表所需的电阻R ＝ ， 并从电阻箱上调出所需的电阻值，然后将电阻箱与电流表 G 联⑶在方框4内画出核对电压表的实验电路原理图 ①注意：应采用 电路②满刻度时的百分误差的计算式是；百分误差＝ 5．测定电源的电动势和内电阻⑴在方框5内画出实验电路原理图⑵改变R 的阻值，测出两组I 、U 数值，由闭合电路欧姆定律得： E ＝ ；E ＝ ；联立可求得E 、r⑶多测几组I 、U 数值，作U －I 图象由图象可得：直线与U 轴交点＝ ；r ＝ ＝ ＝ 6．练习使用示波器7．用多用电表探索黑箱内的电学元件（掌握多用电表的读数）磁场一、磁感应强度B ：单位：T1．方向：小磁针静止时 极的指向；小磁针 极的受力方向或磁感线上的 方向 2．磁感线表示磁感应强度的大小和方向，是 曲线 3．电流的磁场（ 定则判定）直线电流的磁场 环形电流的磁场 通电螺线管的磁场二、磁场力（ 定则判定）1．安培力（磁场对电流的作用力）⑴大小：I ⊥B 时，F ＝ I ∥B 时，F ＝ ⑵同向电流相互 ，反向电流相互× ×× × × × ···· · ·方框22．洛仑兹力（磁场对运动电荷的作用力）⑴大小：v⊥B时，F＝v∥B时，F＝⑵F洛不做功三、带电粒子在匀强磁场中运动1．仅受F洛，v⊥B时，作匀速圆周运动，有：①轨道半径：R＝②运动周期：T＝＝（T与v无关）③运动时间：t＝＝＝⑴如何找圆心？求半径R2．电场、磁场知识的综合应用⑴速度选择器（图1）原理：粒子作匀速直线运动时，有：⑵磁流体发电（电磁流量计、霍尔效应）图2等离子体通过时，＋q向上偏，－q向下偏，稳定时有：⑶质谱仪（图3）经加速电场：；经速度选择器：经偏转磁场：；解得：q/m＝⑷回旋加速器（图4）最大动能：E km＝＝交流电频率：f电＝f粒＝加速次数：n＝加速时间：t＝××××××××v＋q－q×××2图1 图2图3 图4电磁学基础知识 参考答案电场一、1．F E q =；相同 2．2Q E k r =；9×109；UE d = 4．F ＝qE ；122q q F k r= 二、1．AO AA AO W U qq εϕ=== 3．AB AB A B WU qϕϕ==- 4．W AB ＝qU AB 5．Δε＝W ；减小；增加四、1．Q C U =2．4πS C kd ε= 3．电荷量；电势差 五、1．212qU m =v2．0L t =v 222111222qE qU y at t t m md==⋅=⋅y at ==v=v 0tan y θ=v v六、1．木板、白纸、复写纸、导电纸、灵敏电流计、探针、尺子、圆柱形电极两个、直流电源（6 V ）、导线若干、图钉 2．导电纸、复写纸、白纸恒定电流一、1．⑵q I t =；I ＝nqS v 2．LR S ρ=；升高；降低 3．⑴U I R =；E I R r =+；或：()r UE U U U Ir I R r U r R=+=+=+=+⑵①U ＝E －Ir ＝IR ②增大4．⑴W ＝IUt ；P ＝IU ； ⑵22U Q I Rt t R ==；22U P I R R==热 ⑶①2()IE I R r =+；②2IE IU I r =+；2IU P I R =+机机 二、1．I ＝I 1＝I 2＝I 3；U ＝U 1＋U 2＋U 3；R ＝R 1＋R 2＋R 32．I ＝I 1＋I 2＋I 3；U ＝U 1＝U 2＝U 3；1231111R R R R =++ （1212R R R R R =+） 3．⑴串；大；g g UR R I =- ⑵并；小；g g gI R R I I =- 4．＝；24m E P r=三、1．⑴外；V V R R U R I R R ⋅==+测；＜ ⑵内；A U R R R I==+测；＞ 2．⑴如图1 ⑵外；分压 ⑶曲3．⑴螺旋测微器；刻度尺 ⑵如图2；外 ⑶2π4Ud ILρ=4．⑴如图3；①R ；②R /；③＝ ⑵g gUR R I =-；串 ⑶如图4；①分压；②改装表示数－标准表示数百分误差＝％改装表示数5．⑴如图5；⑵E ＝U 1＋I 1r ；E ＝U 2＋I 2r ； ⑶电动势；tan E U r I Iθ∆===∆短 磁场一、1．北（或N ）；北；切线 2．闭合 3．安培二、左手 1．⑴F ＝BIL ；0 ⑵吸引；排斥 2．⑴F ＝qB v ；0三、1．2qB m R=v v ；①m R qB =v ；②2π2πR m T qB ==v ；③2πR mt T qB θθθ===v2．⑴qB v ＝qE ⑵UqqB d=v ⑶2112qU m =v ；21U q qB d=v ；22qB m R =v v ；212U q m B B Rd =⑷2222122kmm q B R E m m ==v ；2πqB f f m ==电粒；km E n qU =；2T t n =图1图2图3图4图5。
电磁学知识点
电磁学知识点引言：电磁学是物理学领域中的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场与磁场及它们之间的相互作用。
本文将重点介绍电磁学的基础知识点，包括库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程组以及电磁波等内容，以帮助读者更好地理解电磁学的基本原理和应用。
一、库仑定律库仑定律是电磁学的基础之一，描述了两个电荷之间的相互作用力。
根据库仑定律，两个电荷之间的力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这一定律可以用以下公式表示：F = k * |q1 * q2| / r^2其中F是两个电荷之间的作用力，q1和q2分别是这两个电荷的电荷量，r是它们之间的距离，k是一个常数，被称为库仑常数。
二、安培定律安培定律是描述电流所产生的磁场的原理。
根据安培定律，通过一段导线的电流所产生的磁场的大小与电流的大小成正比，与导线到磁场点的距离成反比，磁场的方向则由右手螺旋定则确定。
安培定律可以用以下公式表示：B = (μ0 / 4π) * (I / r)其中B是磁场的大小，μ0是真空中的磁导率，约等于4π x 10^-7 T·m/A，I是电流的大小，r是观察点到电流所在导线的距离。
三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学的基本方程组，总结了电磁学的基本定律和规律。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电荷和电流的电场和磁场之间的关系，以及它们的传播规律。
这些方程是：1. 麦克斯韦第一方程（电场高斯定律）：∇·E = ρ / ε02. 麦克斯韦第二方程（磁场高斯定律）：∇·B = 03. 麦克斯韦第三方程（法拉第电磁感应定律）：∇×E = -∂B/∂t4. 麦克斯韦第四方程（安培环路定律）：∇×B = μ0 * J + μ0ε0 *∂E/∂t其中E是电场，B是磁场，ρ是电荷密度，ε0是真空中的介电常数，J是电流密度。
四、电磁波电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的一种传播现象。
电磁学总结
电磁学总结电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷的运动以及电荷与磁场之间的相互作用。
在这篇文章中，我将对电磁学的基本概念、重要定律以及应用进行总结和回顾。
一、电磁学基础知识电磁学的基础知识包括电场、磁场和电磁场三个概念。
电场是由电荷产生的力场，描述了电荷之间的相互作用。
磁场是由磁体产生的力场，描述了磁铁与带电体之间的相互作用。
电磁场是电场和磁场的综合体现，描述了电荷和磁铁之间的相互作用。
二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本定律，包括四个方程：高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的积分形式。
这些方程统一了电磁学的基本原理，揭示了电磁场的本质和规律。
三、电磁波电磁波是电磁场的一种传播形式，由电场和磁场相互耦合而成。
电磁波具有电磁场的振荡和传播性质，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频率的波长。
四、电磁辐射和天线电磁辐射是电荷加速运动时产生的电磁波在空间中的传播。
常见的电磁辐射包括天线发射的无线电波、太阳的电磁辐射以及人造卫星的电磁辐射等。
天线是用于接收和发射电磁波的装置，常见的天线有平面天线、偶极子天线和波导天线等。
五、电磁感应和电磁力学电磁感应是指通过磁场的变化产生电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过闭合线圈时，就会在线圈中产生感应电流。
电磁力学是研究电流和磁场之间相互作用的学科，重要的内容包括洛伦兹力和电磁场的能量、动量守恒定律等。
六、电磁光学和电磁场计算电磁光学是研究光与电磁场相互作用的学科。
常见的现象有折射、反射、干涉和衍射等。
电磁场计算是通过数学方法求解电荷和电流产生的复杂电场和磁场分布，在电磁场计算中，常用的方法有静电场计算方法、静磁场计算方法和时变场计算方法。
七、电磁学的应用电磁学广泛应用于现代科学技术中。
无线电通信是通过电磁波在空间中传播来实现的，包括手机通信、无线电广播和卫星通信等。
电磁波在医学中也有重要应用，如核磁共振成像（MRI）和电磁波治疗等。
电磁的原理知识点总结
电磁的原理知识点总结电磁学的基本原理知识点主要包括电荷、电场、静电力、电势能、电容、电流、电阻、电压、电磁感应、电磁波等内容。
下面将逐一介绍这些知识点。
1. 电荷电荷是物质最基本的属性之一，它是物质之间相互作用的重要因素。
电荷的基本单位是库仑（C），电荷的量可以是正的，也可以是负的，同种电荷之间相互排斥，异种电荷之间相互吸引。
2. 电场电场是描述电荷之间相互作用的物理场，任何一个电荷都会在周围产生一个电场。
电场可以用电场线来描述，电场线的密集程度代表了电场的强度。
电场的强度与电荷量、距离和介电常数有关。
3. 静电力两个电荷之间由于静电作用力，称为静电力。
两个电荷之间的静电力与它们的电荷量和它们之间的距离有关，静电力的方向由两个电荷之间的相对位置决定。
4. 电势能电荷在电场中具有电势能，电势能和电荷量、电场强度以及距离有关。
电势能的计算公式为U=qV，其中U表示电势能，q表示电荷量，V表示电势差。
5. 电容电容是指导体或导体组件储存电荷的能力，它是电荷量和电势差的比值，电容的计算公式为C=Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。
6. 电流电流是电荷在单位时间内通过导体的数量，它是描述电荷的流动状态的物理量。
电流的大小和方向由载流子的种类、电荷量和流动方向决定。
7. 电阻导体对电流的阻碍称为电阻，电阻的大小和材料、长度、截面积和温度有关。
电阻的计算公式为R=ρL/A，其中R表示电阻，ρ表示电阻率，L表示长度，A表示截面积。
8. 电压电压是描述电场场强对载流子进行做功的能力，也称为电势差。
电压的计算公式为V=W/Q，其中V表示电压，W表示做功，Q表示电荷量。
9. 电磁感应电磁感应是指导体或导体组件中由于磁场的变化产生的感应电流，它是一种能量转换的现象。
根据法拉第定律可以得到感应电动势的大小和方向。
10. 电磁波电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的一种波动现象，它具有传播速度快、能够穿透物质等特点。
电磁基本知识
电磁基本知识一、电流的磁场1.磁的性质人们把具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。
具有磁性的物体叫作磁体。
磁铁具有N极和S极，称为磁极。
磁极附近区域的磁性最强。
如图1-7所示，用细条线把条形磁铁悬挂起来进行实验，可知同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引。
2.磁场和磁力线磁体周围存在的磁力作用的空间称为磁场。
互不接触的磁体之间具有的相互作用力，就是通过磁场这一特殊物质进行传递的。
图1-7 磁铁的同性相斥，异性相吸磁场是用磁力线进行形象描述的，在磁体外部，磁力线由N极指向S极；在磁体内部，磁力线由S极指向N极。
这样磁力线在磁体内外形成一条闭合曲线，在曲线上任何一点切线方向就是磁针在磁力作用下N极所指的方向。
磁力线可以用实验方法显示出来。
如果在条形磁铁上放一块玻璃或纸板，当撒上一些铁屑并轻敲时，铁屑便会有规则地排列成图1-8所示的线条形状。
同时还可以看出，在磁极附近磁力线最密，表示磁场最强；磁体中间磁力线较稀，则磁场较弱。
因此，我们可以用磁力线根数的多少和疏密程图1-8 磁力线度来描绘磁场的强弱。
电流产生磁场电流周围存在着磁场，产生磁场的根本原因是电流。
磁场总是伴随着电流而存在，而电流则永远被磁场所包围。
我们把电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。
通电导线（或线圈）周围磁场（磁力线）的方向，可用安培定则（右手螺旋定则）来判断。
（1）通有电流的直导线，其周围的磁场可以用同心圆环的磁力线来表示。
电流愈大，线圆环愈密，磁场愈强。
磁场的方向可用右手螺旋定则来描述：用右手握直导线，大姆指伸直，指向电流的方向，则其余四指弯曲所指方向即为磁场的方向。
如图1-9所示。
图1-9 通电直导线周围的磁场方向（右手螺旋定则之一）单根通电导线通过电流时产生磁场的方向也可以用图1-10的平面图来表示。
图中1-10中 表示电流的方向对准拇指内，⊙表示电流的方向从拇指内指向读者。
导线周围的磁力线呈圆环状，其方向如箭头所示。
如电流方向改变，则磁场方向也改变。
电磁学的基础知识
电磁学的基础知识电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电荷和电磁场之间的相互作用。
从静电学到电动力学，从麦克斯韦方程组到电磁辐射，掌握电磁学的基础知识对于理解电磁现象和应用电磁技术具有关键意义。
一、电荷和电场在电磁学中，最基本的概念是电荷和电场。
电荷是物质的基本属性，可以分为正电荷和负电荷。
正负电荷之间相互吸引，同类电荷之间相互排斥。
电场则是电荷周围所产生的力场，负责传递相互作用力。
二、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用力。
根据库仑定律，电荷对之间的相互作用力与电荷之间的距离成正比，与电荷的大小成正比。
三、电场强度电场强度是电场中单位正电荷所受的力，用E表示。
对于点电荷，电场强度的大小与距离的平方成反比。
由于电荷的性质，电场是以向外的径向方向存在。
四、电势差和电位电势差是指电场中两点之间的电势能差，用V表示。
单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功，就是电势差。
电势差与电场强度的积成正比。
五、电场线电场线是描述电场空间分布的图形。
电场线以电场强度方向为切线，线的密度表示电场强度的大小。
电场线从正电荷出发，进入负电荷或者无穷远。
六、电荷分布电荷分布可以分为均匀分布和非均匀分布。
对于均匀分布的电荷，可以通过积分来求解电场。
对于非均匀分布的电荷，则需要运用高斯定律或者数值计算来求解。
七、电场能量电场能量是指电荷在电场中所具有的能量。
电场能量与电荷的大小和电势差的平方成正比。
八、电场的叠加原理在多个电荷存在的情况下，各电荷所产生的电场可以叠加。
即总电场等于各电荷所产生的电场之和。
九、电流和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量，用I表示。
电流的方向被约定为正电荷从正极流向负极。
电阻则是导体对电流的阻碍程度。
根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
十、电阻与电导率电阻与电导率成反比，电导率是导体的属性。
电导率越大，电阻越小。
常见的导体包括金属和电解质。
十一、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程。
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电磁学基础知识
一、学习目的
1．掌握电场和磁场的相关基础知识
2．熟练解决带电粒子在电场、磁场及复合场运动的相关问题
3．熟练运用闭合电路欧姆定律解决电路问题
4．能够运用法拉第电磁感应定律解决电磁感应的相关问题
二、活动内容：
活动一、回忆电场和磁场的相关内容，完成下列题目
例1．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD ，对角线AC 与两点电荷连线重合，两对角线交点O 恰为电荷连线的中点。
下列说法中正确的是（ ） A ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度且两点电场强度方向不同
B ．B 、D 两点的电场强度及电势均相同
C ．一电子由B 点沿B→C→
D 路径移至D 点，电势能先减小后增大
D ．一质子由C 点沿C→O→A 路径移至A 点，电场力对其先做负功后做正功
例2．将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A 、 B 分别固定在相距为r 的两处（均可视为点电荷），它们间库仑力的大小为 F ．现将第三个与 A 、 B 两小球完全相同的不带电小球 C 先后与A 、 B 相互接触后拿走， A 、 B 间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（ ）
A ．F
B ．51
F C ．F 109 D ．F 41
例3．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 （ ）
小结：
+ —
O A B C D
活动二、回顾带电粒子在电场、磁场及重力场中的运动情况，综合解决带电粒子在复合场中的运动，完成下列题目
例4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分
是两个D 形金属盒，两盒相距很近，接高频交流电源，两盒间的窄缝中
形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面．带电粒子
在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆
周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核
（31H ）和α粒子（42He ），比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得
的最大动能的大小，有 （ ）
A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大
B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小
C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小
D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
例5．如图所示，质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初速度从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时，质子通过P （d ，d ）点时的动能为k E 5；若场区仅存在垂直于xoy 平面的匀强磁场时，质子也能通过P 点。
不计质子的重力。
设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ，则
下列说法中正确的是（ ）
A. ed E E k 3=
B. ed E E k 5=
C. ed mE B k
= D. ed mE B k
2=
小结：
活动三、回忆闭合电路欧姆定律，分析电路，完成下列题目
例6．如图所示，L 1、L 2、L 3为三个相同的灯泡。
在变阻器R 的滑片P 向上移动过程中，下列判断中正确的是（ ）
A ．L 1变亮，L 3变暗
B ．L 2变暗，L 3变亮
C ．L 1中电流变化量大于L 3中电流变化量
D ．L 1中电流变化量小于L 2中电流变化量
L 3 L 1 L 2 R P E r
例7．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小，某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图甲所示．将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为Uo，电
梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图
乙所示，下列判断中正确的是（）
A乙图表示电梯可能做匀速下降
B乙图表示电梯可能匀减速下降
C乙图表示电梯可能变减速上升
D乙图表示电梯可能变减速下降
小结：
活动四、回顾法拉第电磁感应定律内容，完成下列题目
例8．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
例9．如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已
知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．
课后练习：
1．如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和-Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴。
将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W1，将这个点电荷从C
移动到E，电场力对它做功为W2。
下列判断正确的是（）
A．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1=W2
B．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1＞W2
C．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1=W2
D．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1＞W2
2．闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导
线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所
示。
规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框
中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。
关于线框
中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下
列正确的是（）
3．如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁
场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合．有一电荷量为q、质量为m
的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，开始
一小段时间内，小球（）
A．可能做匀速直线运动
B．一定做变加速曲线运动
C．重力势能可能减小
D．电势能可能增加
4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上
放有一金属棒MN。
现从t=0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，
即I=kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
下列关于棒的速度v、加速
度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是（）
5．如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L= 0.1m，
两板间距离d = 0.4 cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流以相同的初速度从两板中央平行
于极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量m=2.0×10-6kg，电量
q=1.0×10-8C，电容器电容C=1.0×10-6F，取g=10m/s2．试求：
⑴若第一个粒子刚好落到下板中点O处，则带电粒子入射初速度的大小；
⑵两板间电场强度为多大时，带电粒子能刚好落到下板右边缘B点；
⑶落到下极板上带电粒子总的个数．
v
t
O
A
v
t
O
B
a
O
C
a
t
O
D
B
I
C
D
E
F
M N
L
v0
m,q
B
O
d。