电场与磁场
考点要求重温
考点24物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ)
考点25静电现象的解释(Ⅰ)
考点26点电荷(Ⅰ)
考点27库仑定律(Ⅱ)
考点28静电场(Ⅰ)
考点29电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)
考点30电场线(Ⅰ)
考点31电势能、电势(Ⅰ)
考点32电势差(Ⅱ)
考点33匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅱ)
考点34带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ)
考点35示波管(Ⅰ)
考点36常见电容器,电容器的电压、电荷量和电容的关系(Ⅰ)
考点37磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ)
考点38通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ)
考点39安培力、安培力的方向(Ⅰ)
考点40匀强磁场中的安培力(Ⅱ)
考点41洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ)
考点42洛伦兹力公式(Ⅱ)
考点43带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ)
考点44质谱仪和回旋加速器(Ⅰ)
要点方法回顾
1.请回答库仑定律的内容、公式和适用条件分别是什么?
答案(1)内容:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与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.
(2)公式:F=kq1q2r2,式中的k=9.0×109Nm2/C2,叫静电力常量.
(3)适用条件:①点电荷;②真空中.
2.电场强度是描述电场力的性质的物理量,它有三个表达式:E=Fq,E=kQr2和E=Ud,这三个公式有何区别?如果空间某点存在多个电场,如何求该点的场强?电场的方向如何确定?
答案(1)区别
①电场强度的定义式E=Fq,适用于任何电场,E由场源电荷和点的位置决定,与F、q无关.
②真空中点电荷所形成的电场E=kQr2,其中Q为场源电荷,r为某点到场源电荷的距离.
③匀强电场中场强和电势差的关系式E=Ud,其中d为两点沿电场方向的距离.
(2)用叠加原理求该点的场强
若空间的电场是由几个“场源”共同激发的,则空间中某点的电场强度等于每个“场源”单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和——叠加原理.
(3)电场方向是正电荷的受力方向、负电荷受力的反方向、电场线的切线方向、电势降低最快的方向.
3.比较电势高低的方法有哪些?
答案(1)顺着电场线方向,电势逐渐降低.
(2)越靠近正场源电荷处电势越高;越靠近负场源电荷处电势越低.
(3)根据电场力做功与电势能的变化比较
①移动正电荷,电场力做正功,电势能减少,电势降低;电场力做负功,电势能增加,电势升高.
②移动负电荷,电场力做正功,电势能减少,电势升高;电场力做负功,电势能增加,电势降低.
4.比较电势能大小最常用的方法是什么?
答案不管是正电荷还是负电荷,只要电场力对电荷做正功,该电荷的电势能就减少;只要电场力对电荷做负功,该电荷的电势能就增加.
5.电场力做功有什么特点?如何求解电场力的功?
答案(1)电场力做功的特点
电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而电场力对移动电荷所做的功的值也是确定的,所以,电场力对移动电荷所做的功,与电荷移动的路径无关,仅与初、末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似.
(2)电场力做功的计算及应用
①W=Flcosα,常用于匀强电场,即F=qE恒定.
②WAB=qUAB,适用于任何电场,q、UAB可带正负号运算,结果的正负可反映功的正负,也可带数值运算,但功的正负需结合移动电荷的正负以及A、B两点电势的高低另行判断.
③功能关系:电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能相互转化的过程,如图,且W=-ΔE其他.
电势能E电????W>0W<0其他形式的能E其他
6.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和偏转运动?处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些?
答案(1)加速——匀强电场中,带电粒子的受力方向与运动方向共线、同向.
处理方法:①牛顿运动定律和运动学方程相结合.
②功能观点:qU=12mv22-12mv21
(2)偏转——带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场.
处理方法:类似平抛运动的分析方法.
沿初速度方向的匀速直线运动:l=v0t
沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动:
y=12at2=12qEm(lv0)2=qUl22mdv20
偏转角tanθ=vyv0=qUlmdv20
7.电容的两个表达式和平行板电容器的两类问题是什么?
答案(1)①电容:C=QU
②平行板电容器的电容决定式:C=εrS4πkd∝εrSd.
(2)平行板电容器的两类问题:
①电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电荷量Q=CU∝C,而C=εrS4πkd∝εrSd,E=Ud∝1d.
②充电后断开K,则电容器带电荷量Q恒定,这种情况下C∝εrSd,U∝dεrS,E∝1εrS.
8.磁场的基本性质是什么?安培定则和左手定则有何区别?
答案(1)磁场是一种物质,存在于磁体、电流和运动电荷周围,产生于电荷的运动,磁体、电流和运动电荷之间通过磁场而相互作用.
(2)两个定则:①安培定则:判断电流周围的磁场方向.
②左手定则:判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.
9.通电导线在磁场中一定受到力的作用吗?磁场对电流的力的作用有什么特点?
答案当通电导线放置方向与磁场平行时,磁场对通电导线无力的作用.除此以外,磁场对通电导线有力的作用.当I⊥B时,磁场对电流的作用为安培力F=BIL,其中L为导线的有效长度,安培力的方向用左手定则判断,且安培力垂直于B和I确定的平面.
10.带电粒子在磁场中的受力情况有何特点?洛伦兹力的大小与哪些物理量有关,它的方向如何判定?洛伦兹力为什么不做功?
答案(1)磁场只对运动电荷有力的作用,对静止电荷无力的作用.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.
(2)洛伦兹力的大小和方向:其大小为F洛=qvBsinθ,注意:θ为v与B的夹角.F洛的方向仍由左手定则判定,但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向.
(3)因为洛伦兹力的方向总是垂直于速度方向,所以洛伦兹力不做功.
11.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的基本思路和方法是怎样的?
答案(1)圆心的确定:因为洛伦兹力F洛指向圆心,根据F洛⊥v,画出粒子运动轨迹上任意两点的(一般是射入和射出磁场的两点)F洛的方向,沿两个洛伦兹力F洛的方向画其延长线,两延长线的交点即为圆心,或利用圆心位置必定在圆中任意一根弦的中垂线上,作出圆心位置.
(2)半径的确定和计算:利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角).
(3)粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角α(即圆心角)与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式t=α360°T可求出粒子在磁场中运动的时间.
(4)注意圆周运动中有关的对称规律:如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入粒子,必沿径向射出.
12.当带电粒子在电场中分别做匀变速直线运动,类平抛运动和一般曲线运动时,通常用什么方法来处理?
答案(1)当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时,一般用力的观点来处理(即用牛顿运动定律结合运动学公式);
(2)当带电粒子在电场中做类平抛运动时,用运动的合成和分解的方法来处理;
(3)当带电粒子在电场中做一般曲线运动时,一般用动能定理或能量的观点来处理.
13.复合场通常指哪几种场?大体可以分为哪几种类型?处理带电粒子在复合场中运动问题的思路和方法是怎样的?
答案(1)复合场及其分类
复合场是指重力场、电场、磁场并存的场,在力学中常有四种组合形式:①电场与磁场的复合场;②磁场与重力场的复合场;③电场与重力场的复合场;④电场、磁场与重力场的复合场.
(2)带电粒子在复合场中运动问题的处理方法
①正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提.
②灵活选用力学规律是解决问题的关键
当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,应根据平衡条件列方程求解.
当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.
当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时,应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.
14.回旋加速器加速带电粒子时,是不是加速电压越大,粒子获得的动能越大,粒子回旋的时间越短?
答案设粒子的最大速度为vm,由qvB=mv2R知vm=qBRm,则粒子的最大动能Ekm=12mv2m=qBR22m.故对同种带电粒子,带电粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒的半径决定.
粒子每加速一次获得的动能ΔEk0=qU,带电粒子每回旋一周被加速两次,增加的动能ΔEk=2qU,则达到最大动能的回旋次数n=EkmΔEk=B2R2q4mU,若不考虑在电场中加速的时间,带电粒子在磁场中回旋的总时间t=nT=B2R2q4mU2πmqB=πBR22U,故对同种带电粒子,加速电压越大,粒子回旋的时间越短.
动量原子物理
考点要求重温
考点1动量、动量定理、动量守恒定律及其应用(Ⅱ)
考点2弹性碰撞和非弹性碰撞(Ⅰ)
考点3氢原子光谱(Ⅰ)
考点4氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ)
考点5原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)
考点6放射性同位素(Ⅰ)
考点7核力、核反应方程(Ⅰ)
考点8结合能、质量亏损(Ⅰ)
考点9裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)
考点10射线的危害与防护(Ⅰ)
考点11光电效应(Ⅰ)
考点12爱因斯坦光电效应方程(Ⅰ)
要点方法回顾
1.动量守恒定律在应用时应注意“四性”,应如何理解它的四个性质呢?
答案(1)矢量性:动量守恒定律表达式是矢量方程,在解题时应规定正方向.
(2)参考系的同一性:动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(3)瞬时性:动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值,末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值.
(4)普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.
2.动量守恒定律在应用时有三种不同的表达形式,它们的含义有什么不同呢?
答案(1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′);
(2)Δp=0(系统总动量的增量等于零);
(3)Δp1=-Δp2(两个物体组成的系统中,各自动量增量大小相等、方向相反).
3.碰撞现象满足的规律有哪些?
答案(1)动量守恒.
(2)机械能不增加.
(3)速度要合理:①若碰前两物体同向运动,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前′≥v后′.②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变.
4.请写出光电效应现象中的两个决定关系.
答案(1)入射光频率――→决定能否发生光电效应及发生光电效应时光电子的最大初动能
(2)入射光强度――→决定单位时间内发射出来的光电子数.
5.α粒子散射实验的现象如何?请你叙述卢瑟福的原子结构模型.
答案(1)现象
α粒子散射实验:绝大多数α粒子穿过金箔后不偏转,少数发生较大偏转,极少数偏转角度超过90°,有的甚至接近180°.
(2)原子核式结构模型
α粒子散射实验说明原子的中心有一个很小的核叫原子核,它集中了所有的正电荷和几乎全部的质量.
6.下面两表格是原子核两种衰变类型的比较以及三种射线性质的比较,请你完成横线上的有关内容.
(1)原子核的衰变
衰变类型α衰变β衰变
衰变方程AZX→A-4Z-2Y+42He
AZX→AZ+1Y+0-1e
衰变实质2个质子与2个中子结合成一整体射出中子转化为质子和电子
211H+210n→________
10n→________
衰变规律电荷数守恒、________守恒
答案42He11H+0—1e质量数
(2)三种射线
种类α射线β射线γ射线
实质高速氦核流高速电子流光子
带电荷量2е-е0
速度0.1с0.99сс
贯穿本领______________________
对空气的电离作用最强较弱最弱
答案最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米厚的铝板最强,能穿透几厘米厚的铅板
7.如何理解氢原子的能级?写出能级公式和半径公式.
答案(1)能级图如图所示.
在玻尔模型中,原子的能量状态是不连续的,即原子处于不同的能级.
(2)En=E1n2;rn=n2r1(n=1,2,3,…)
其中E1=-13.6eV,r1=0.53×10-10m,分别对应基态的能量和轨道半径.
8.请叙述核能和质量亏损的定义,质量和能量之间具有怎样的关系?如何计算核能?
答案(1)核能:核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.
(2)质量亏损:组成原子核的核子质量之和与原子核质量之差叫原子核的质量亏损.
(3)质能方程
爱因斯坦在相对论中得出的质量和能量的关系式称质能方程.其表达式为E=mc2,它表明:物体的能量跟其质量成正比,物体质量增加,物体能量就增加,反之,亦成立.
(4)计算核能的两种方法
若Δm以kg为单位,则ΔE=Δmc2,ΔE单位为焦耳.若Δm以原子质量单位u为单位,则
ΔE=Δm×931.5MeV.
文章来源:http://m.jab88.com/j/71888.html
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