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物理學(xué)科常見(jiàn)考點(diǎn)詳解之電磁學(xué)

時(shí)間：2016-03-06 09:09 作者：立知教育點(diǎn)擊：2954次

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電磁學(xué)是物理學(xué)課程中的一部分，是重要的基礎(chǔ)課之一,該課程的主要特點(diǎn)是通過(guò)對(duì)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的研究來(lái)說(shuō)明宏觀領(lǐng)域內(nèi)各種電磁現(xiàn)象，本次的講解主要分為七部分，分別為：點(diǎn)電荷、電場(chǎng)與電勢(shì) 電勢(shì)能、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用、楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律、高斯定理、電磁場(chǎng)的綜合應(yīng)用。
該部分知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的主要目的是：
(1)了解電磁學(xué)的研究對(duì)象和研究方法以及電磁學(xué)在近代科學(xué)技術(shù)和生活上的應(yīng)用，了解電磁學(xué)發(fā)展史。
(2)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握電磁學(xué)的基本現(xiàn)象、基本概念和基本規(guī)律，并能比較靈活地加以應(yīng)用，且為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后繼課程打下良好基礎(chǔ)。
(3)使學(xué)生較深刻地理解電磁學(xué)教材，并能獨(dú)立解決今后學(xué)習(xí)中所遇到的一般電磁學(xué)問(wèn)題。
(4)培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力，能運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)物理思想和進(jìn)行邏輯推理，基本概念、基本規(guī)律的數(shù)學(xué)表述與論證，運(yùn)用積分方法對(duì)連續(xù)分布的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)和電流的磁場(chǎng)實(shí)行分解求和的分析，以及對(duì)推理得到的數(shù)學(xué)結(jié)果進(jìn)行物理理解等。
(5)通過(guò)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生們認(rèn)識(shí)到電磁學(xué)的日趨完善，也促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展，在信息的傳遞以及機(jī)電自動(dòng)化方面電磁學(xué)都起了重要作用。
(6)注意吸取國(guó)內(nèi)外電磁學(xué)教學(xué)研究成果，對(duì)學(xué)習(xí)中的疑點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，以引導(dǎo)深入思考，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。下面就本部分的內(nèi)容展開(kāi)說(shuō)明。
1、點(diǎn)電荷：首先要了解的是電荷(點(diǎn)電荷、元電荷、試探電荷的內(nèi)在區(qū)別)及電荷守恒定律的實(shí)質(zhì)(電荷不會(huì)消失，也不能創(chuàng)造，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，或者從物體的一端轉(zhuǎn)移到另一端，電荷總量不變)。其次是庫(kù)侖定律的內(nèi)容和表達(dá)式。最后是重要的知識(shí)點(diǎn)——導(dǎo)體的靜電平衡內(nèi)容(導(dǎo)體中沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài))和條件(均勻?qū)w達(dá)到靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零)。
2、電場(chǎng)與電勢(shì) 電勢(shì)差：首先要了解的是電場(chǎng)強(qiáng)度的意義(電場(chǎng)中某電荷受電場(chǎng)力與所帶電荷的比值，是電場(chǎng)本身決定的，與F、q無(wú)關(guān))，同時(shí)掌握?qǐng)鰪?qiáng)的定義式、決定式、關(guān)系式。其次通過(guò)類比的方法來(lái)記憶電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的之間的區(qū)別與聯(lián)系，以便之后在答題中能夠合理的掌握和運(yùn)用。最后要能夠掌握對(duì)電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度的分析：在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，電場(chǎng)線的方向由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面。并且能夠通過(guò)觀察等勢(shì)面判斷出是哪種等勢(shì)面。
3、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分為兩種情況(加速場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)場(chǎng))，在加速場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的是加速運(yùn)動(dòng)，并且又分為在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，而在偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的是勻變速運(yùn)動(dòng)(類似于平拋運(yùn)動(dòng))，分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速運(yùn)動(dòng)。第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)是電容器，要了解其定義式和決定式以及電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析方法：(1)首先要確定是Q不變還是U不變(電容器保持與電源相連U不變，電容器充電后斷開(kāi)電源Q不變)，(2)然后根據(jù)電容器的決定式來(lái)確定電容的變化，(3)最后由電容器的定義式來(lái)判斷Q、U變化。
4、磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用：這一節(jié)的知識(shí)點(diǎn)在整個(gè)電磁學(xué)部分是重中之重，主要講的就是兩部分。首先是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，在這里引入一個(gè)新的物理量—磁感應(yīng)強(qiáng)度B，是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量(B=F/IL)，以及磁場(chǎng)對(duì)其中電流的作用—安培力(F=BIL)，當(dāng)三者垂直時(shí)F=BIL，當(dāng)I與B有夾角時(shí)F=BILsinθ，此公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。要特別注意：電流與磁場(chǎng)平行時(shí)，電流在磁場(chǎng)中不受安培力;電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，電流所受的安培力最大。判斷安培力的方向：左手定則—左手掌放入磁場(chǎng)中，磁感線穿過(guò)掌心，四指指向電流方向，大拇指指向通電導(dǎo)線所受安培力的方向，而判斷磁場(chǎng)方向應(yīng)用右手定則在這里要注意區(qū)分。第二個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力是洛倫茲力(f=Bqv或f=Bqvsinθ)，θ是速度與B的夾角，而洛倫茲力的方向判斷應(yīng)用左手定則：伸開(kāi)左手使拇指與其余四指垂直并且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心并使四指指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，大拇指的指向是該電荷所受力的方向。要注意：洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，只改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向，不對(duì)電荷做功。
5、楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律：對(duì)于楞次定律的理解重要的就是要理解其中阻礙的內(nèi)涵：(1)誰(shuí)阻礙誰(shuí)：感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)磁通量的變化。(2)阻礙什么：阻礙的是磁通量的變化，不是磁場(chǎng)本身。(3)如何阻礙：當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同(“增反減同”)。(4)結(jié)果如何：阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行，最終結(jié)果不變。第二個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)是法拉第電磁感應(yīng)定律：因磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化的現(xiàn)象。E=n△φ/△t,主要應(yīng)用于求△t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
6、高斯定理：在考試中高級(jí)教師證或高中老師可能會(huì)考計(jì)算題，而在初級(jí)的考試中只考選擇題，在這一部分的知識(shí)只要注意高斯定理適用于靜電場(chǎng)、變化電場(chǎng)，在應(yīng)用的時(shí)候選擇合適的高斯面即可。
7、電磁場(chǎng)的綜合應(yīng)用：本節(jié)課是對(duì)本章知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用，主要是要區(qū)分好“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”差別、帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況的分析。將本章的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)并有機(jī)的結(jié)合，那么在答題中對(duì)一些綜合題目的分析便不難理解。
以上是對(duì)物理學(xué)中電磁學(xué)部分知識(shí)的系統(tǒng)梳理，電磁學(xué)部分的知識(shí)在物理學(xué)科中是重點(diǎn)知識(shí)也是難點(diǎn)，對(duì)學(xué)好物理有著至關(guān)重要的作用。

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