课件47张PPT。第1节
静电现象及其微观解释理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1章
静电场知识点一知识点二考向一考向二知识点三随堂基础巩固课时跟踪训练第1部分1.使物体带电的三种方式：
摩擦起电、接触起电、感应起电。
2．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
3．任何方式起电的实质都是电荷的转
移，在转移的过程中，电荷总量不变。 [自学教材] 1．电荷的电性及作用
(1)电性：用丝绸摩擦过的琉璃棒带 ，用毛皮摩擦过的橡胶棒带 。
(2)作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。正电负电排斥吸引2．起电方法（如图1－1－1)图1－1－1[重点诠释]1．三种起电方式的比较 2．验证物体是否带电的两种方法
(1)将质量很轻的物体(例如纸片、头发)放在它周围，如果被吸引则带电，不被吸引则不带电。
(2)将待检验物体靠近或接触验电器的金属球，根据金箔是否张开可判断该物体是否带电。图1－1－21．如图1－1－2所示，用起电机使金属
球A带上正电，靠近不带电的验电器
B，则 ( )
A．验电器金属箔不张开，因为球A没
有和B接触
B．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电C．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了
正电
解析：A球带正电，靠近验电器B时发生静电感应，使验电器金属杆上端带负电，下端金属箔片带上正电而张开，故选D。
答案：D[自学教材] 1．原子结构
物质由分子、 、离子等微粒组成，原子由原子核和绕核旋转的电子组成，原子核由中子和质子组成。中子呈电中性，质子带 ，电子带 。原子的 与 相等，呈电中性。因此，物体不显电性。原子正电负电电子数质子数 2．电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中， 不变。
3．物体带电的实质
物体带电的实质是 的转移。电荷的总量电子[重点诠释] 1．对原子结构的理解
(1)原子由原子核和核外电子组成，原子核内部的质子带正电，核外电子带负电。原子核相对稳定，核内质子不能脱离原子核，在起电时，转移的都是核外电子。
(2)电子带的电荷量是最小值，其数值为e＝1.6×
10－19 C，物体所带的电量一定是电子电荷量的整数倍。 2．完全相同的导体球接触带电时电量分配原则
形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。
(1)用带电量为Q的金属球与不带电的金属球接触，每个小球带电量均为Q/2，且所带电荷的性质相同；
(2)用带电量为Q1的金属球与带电量为Q2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，然后平分剩余电荷。2．M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正
电荷1.60×10－19 C，下列判断正确的有 ( )
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦过程中电子从N转移到M
C．N在摩擦后一定带负电荷1.60×10－19 C
D．N在摩擦过程中失去1.60×10－19 C个电子解析：M和N相互摩擦，M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故N一定带等量负电荷，选项C正确。
答案：C[自学教材] 1．静电的应用
(1)原理：同种电荷相互 ，异种电荷相互 ，利用静电力控制带电粒子的运动或分布。
(2)应用：静电应用有 、静电喷雾、静电除尘、 。吸引激光打印静电喷涂排斥 2．静电的防护
(1)静电危害产生原因：静电力和 。
(2)防护方法：尽快把静电导走，如印刷车间内保持适当的 ，油罐车尾装有 ，传送带上镀银等。静电火花湿度铁链[重点诠释] 对静电的理解与防止途径
在生产和生活中，静电的应用十分广泛，如：静电复印、静电喷涂、静电除尘、静电灭菌等。但静电也可能是隐形杀手，它的危害是会产生电火花。如油罐车运油时，因为油与金属油罐的振荡摩擦会产生静电的积累，所以达到一定程度会产生火花放电，容易引爆燃油，引起事故。 防止静电的途径主要有：
(1)避免产生静电。如在可能情况下选用不容易产生静电的材料。
(2)避免静电的积累。产生的静电要设法导走，如增加空气湿度、接地等。3．在下列措施中，利用静电的是________，防止
静电的是________。
A．飞机轮子上搭地线
B．印染车间保持湿度
C．复印图片
D．电工钳柄装有绝缘套解析：飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量静电荷，降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患。因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中安全措施之一就是车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电，在电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全。
答案：C A、B图1－1－3 [例1] 如图1－1－3所示，
A、B为相互接触的用绝缘支架
支持的金属导体，起初它们不
带电，在它们的下部贴有金属
箔片，C是带正电的小球，下
列说法正确的是 ( ) A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都不张开
B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 [审题指导] 解答本题时应把握以下三点：
(1)明确导体A、B接触与C球靠近时感应电荷的分布。
(2)明确先分开导体A、B再移走C球时A、B的带电情况。
(3)明确先移走C球再分开导体A、B时A、B的带电情况。[解析] (1)C移近A时，带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片，也分别带上了与A、B同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A错误。(2)C靠近后保持不动，把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不会变，金属箔片仍张开， B正确。(3)先移走C，再把A、B分开，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。(4)先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错。 [答案] B 感应起电是利用静电感应使金属导体带电的过程，其实质是电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使电荷在导体中转移。1．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔
片张开。如图1－1－4中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 ( )图1－1－4解析：把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电，选项B正确。
答案：B[答案] 见解析 两个完全相同的导体相互接触后平分电荷量。若为异种电荷，则先中和一部分电荷，然后把剩余电荷平分；若为同种电荷，则电荷量先相加再平分。2．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带
有电量QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，共转移的电量为多少？在接触过程中，电子由B球转移到A球，将自身电荷中和后，继续转移，使B球带QB′的正电，这样，共转移的电量为
ΔQ＝|QB|＋QB′＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C
答案：4.8×10－9 C点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件59张PPT。第
2
节
静电力
库仑定律理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1章
静电场知识点一知识点二考向一考向二知识点三随堂基础巩固课时跟踪训练考向三1.点电荷：带电体本身的线度比相互之
间的距离小得多。带电体的形状、大小对它们之间的相互作用力的影响可以忽略。
2．库仑定律：真空中两个点电荷之间
的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方[自学教材] 1．静电力
(1)定义： 间的相互作用力，也叫库仑力。
(2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、 、电荷分布、 等。电荷电荷量二者间的距离 2．点电荷
(1)物理学上把本身的 比相互之间的距离 得多的带电体叫做点电荷。
(2)两个带电体能否视为点电荷，要看它们本身的 是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体 有多大。小本身线度线度[重点诠释] 1．带电体看做点电荷的条件
(1)带电体能否看做点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是两个比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷。
(2)带电体能否看做点电荷是相对于具体问题而言的，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可视为点电荷。 2．对元电荷、点电荷的区分
(1)元电荷是最小的电荷量，用e表示，e＝1.6×10－19C，任何一个带电体的电量都是元电荷的整数倍。
(2)点电荷是一个理想化的模型，实际并不存在，类似于力学中的质点，可以有质量，其电荷量是元电荷的整数倍。1．下列关于点电荷的说法中，正确的是 ( )
A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B．体积很大的带电体一定不是点电荷
C．当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响
可忽略时，这两个带电体可看成点电荷
D．任何带电体，都可看成电荷全部集中于几何中心
的点电荷解析：一个带电体能否看成点电荷，不在于其大小或形状，而是取决于其大小和形状对所研究的问题的影响。
答案：C[自学教材] 1．库仑定律
(1)内容： 中两个 之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的 成正比，跟它们的距离r的 成反比；作用力的方向沿着它们的 。同种电荷 ，异种电荷 。真空乘积二次方连线相斥相吸点电荷9.0×109 N·m2/C2真空点电荷 2．静电力叠加原理
对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的 。矢量和[重点诠释]1．应用库仑定律需要注意的问题
(1)库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力，与周围是否存在其他电荷无关。 (3)两个电荷间的距离r→0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，所以违背了库仑定律的适用条件，不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用力。因此不能认为F→∞。
(4)库仑力具有力的一切性质，相互作用的两个点电荷之间的作用力遵守牛顿第三定律。库仑力同样遵守平行四边形定则，在解决多个电荷相互作用时矢量合成法则同样有效。 2．静电力叠加原理的理解
(1)静电力具有力的一切性质，静电力之间可以叠加，也可以与其他力叠加，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现。
(2)由于任何带电体都可以看成是由很多点电荷组成的，从理论上讲，利用库仑定律和静电力叠加原理，可以知道任何带电体之间的作用力。 (3)当多个带电体同时存在时，任一带电体同时受到多个静电力的作用，可以利用力的合成的平行四边形定则求其合力。解析：由库仑定律的适用条件得A、B错；库仑力遵守牛顿三定律和每个电荷电量无关，故C错误；库仑定律是库仑通过实验得出的，D正确。
答案：D[自学教材](1)静电力和万有引力的区别：距离的平方质量电荷量点电荷质点 (2)对于微观粒子，相互之间的静电力 万有引力，因此，在讨论电子这类微观粒子的相互作用时， 可以忽略不计。
(3)库仑力存在于任意两个带电体之间，当两个带电体不能看成点电荷时，库仑定律不再适用，但库仑力仍然存在。远大于万有引力[重点诠释] (1)静电力和万有引力都是非接触类型的力，其本质都是通过场发生作用。
(2)当两个带电体相隔一定距离时，它们之间应该既有静电力，也有万有引力，只是对于一般的带电体，静电力比万有引力大得多，万有引力往往忽略不计。图1－2－13．如图1－2－1所示，两个质量均
为m的完全相同的金属球壳a和b，
壳层的厚度和质量分布均匀，将
它们分别固定于绝缘支座上，两
球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为 ( )解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，由于两球的间距l只有半径的3倍，不能看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件。故选项D正确。
答案：D [例1] 两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的 ( )
①4/7 ②3/7 ③9/7 ④16/7
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
[思路点拨] 解答本题的关键是能够对电荷中和、接触起电、电荷守恒定律及库仑定律进行综合运用。[答案] D (1)解此类问题时，要注意区分原来两球带的是同种电荷还是异种电荷，带电性质不同，会有不同的答案。
(2)利用库仑定律计算电荷间的相互作用力时，通常不将电荷的正、负代入公式，而只计算电荷间的相互作用力的大小，作用力的方向根据同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引来判断。答案：C图1－2－2 [例2] 如图1－2－2所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB，QA＝＋Q，QB＝－Q，求在顶点C处的点电荷QC所受的静电力。[审题指导] 解答本题时应把握以下三点：
(1)静电力合成分解时遵守平行四边形定则。
(2)判断电性，若不能判断电性，应按两种情况分别讨论。
(3)求静电力时，还要指明力的方向。 [解析] 题目中没有交代QC的电性，解答时就需考虑两种情况，即QC为正电，QC为负电。当QC为正电时，受力情况如图甲所示，QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变，仍然遵守库仑定律。[答案] 见解析 如果有多个点电荷存在时，它们每两者之间的作用力，不因其他点电荷的存在而改变，都满足库仑定律。所以，我们解决这类问题的时候可以先求出任意两个点电荷之间的作用力，然后再用平行四边形定则求合力即可。图1－2－3上例题中，若将A、B、C三点改为一
直角三角形的三个顶点，∠B＝30°，
且在A、B两点放置两点电荷QA、QB，
测得在C处正点电荷受静电力方向与
AB平行向左，则A带________电，QA∶QB＝________。解析：各个静电力不在同一直线上时，
应用平行四边形定则求合力。
正电荷在C处受QA、QB的库仑力作用，
方向一定在AC、BC线上，要使合力水
平向左，C受A的作用必定为引力，受B的作用必定为斥力，所以A带负电，B带正电，受力分析如图所示，得FBsin30°＝FA①答案：负 1∶8 [例3] 在光滑绝缘水平面上固定着带电小球A，质量为M，所带电荷量为＋Q。带电小球B与小球A之间相距为r，质量为m，所带电荷量为＋q。现将小球B无初速度释放，求：
(1)刚释放时小球B的加速度为多大？
(2)释放后小球B做什么运动？
[思路点拨] 利用库仑定律及牛顿第二定律分析B球的运动情况。 库仑力跟重力、弹力、摩擦力一样，都是性质力，受力分析时应包括库仑力。正确判断库仑力的大小和方向后，即可将题目转化为力学问题，然后根据力学知识进行求解。图1－2－42．如图1－2－4所示，悬挂在O点的一根不
可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量
不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移
动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬
点O的正下方并与A在同一水平线上，A处
于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度解析：设细线长为l，A的带电荷量为Q。A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析作出受力图，如图所示。根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得答案：C点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件58张PPT。第
3
节
电场及其描述理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1章
静电场知识点一知识点二考向一考向二知识点三随堂基础巩固课时跟踪训练考向三[自学教材] 1．电场
传递电荷相互作用的 ，电场是一种 ，是物质存在的一种形式。
2．电场力
电场对于处在其中的 的作用力。 物质客观存在电荷 3．电场强度
(1)试探电荷：为了测量静电场对一个电荷的作用力，应使放入的这个电荷的电荷量 小，以致不影响要研究的电场，并能确定电场中各点的性质，这种电荷叫做试探电荷。足够 (2)定义：放入电场中某点的点电荷所受 与它的
的比值，简称场强，用字母E表示。
(3)公式： 。
(4)方向：与 在该点所受电场力的方向相同。
(5)单位：牛/库，符号： 。
(6)物理意义：反映电场的 。 电场力电荷量E＝F/q正点电荷强弱N/C[重点诠释]图1－3－1 1．对电场的认识
(1)电场是一种特殊物质，
场和实物是物质存在的两种不同形式。
(2)电荷间的相互作用力是通过电
场发生的，如图1－3－1所示。 (3)电场虽然看不见摸不着，但可以通过一些实验表现其存在，如在电场中放入电荷，电场对电荷就有力的作用，这就表明电场是真实存在的一种物质。解析：电场中某点电场强度，与形成电场的场源电荷和空间位置有关，与有无试探电荷无关，其方向是正电荷在该点的受力方向，故B正确。
答案：B[自学教材]图1－3－2 (3)含义：
点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小与该点电荷的 成正比，与该点到点电荷 成反比。
(4)方向：
若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向 ；若Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向 。
2．匀强电场
电场中各点的电场强度的 都相同的电场。电量距离的平方该点Q大小和方向[重点诠释] 2.对匀强电场的认识
匀强电场是最简单、最基本的电场，也是高中物理重点研究的电场。
(1)特点：①电场强度的大小处处相等；②方向处处相同。
(2)同一电荷在同一匀强电场中各处受到的电场力大小、方向都相同。
(3)两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘外是匀强电场。答案：C[自学教材] 1．电场线
用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的 表示该点的电场强度的方向。
2．电场线的特点
(1)电场线是为了形象描述电场而假想的 ，实际并不存在。
(2)任意两条电场线 。切线线不相交 (3)电场线的 表示电场的强弱；电场线上某点的 表示该点电场的方向。
(4)电场线总是起自 (或 )，止于 (或 )。即电场线不闭合，在无电荷处不中断。
(5)电场线不表示电荷在电场中运动的 。疏密程度切线方向正电荷无穷远处负电荷无穷远处轨迹3．几种常见电场的电场线正负等量正等量异种匀强[重点诠释] 1．对电场线的理解
(1)电场线不是电荷的运动轨迹。
如果不计电荷的重力，在一个点电荷产生的电场或匀强电场中由静止释放电荷，则运动轨迹与电场线重合。
(2)电场线不是闭合的曲线，电场线由正电荷(或无穷远处)出发，终止于负电荷(或无穷远处)。
(3)电场线不能相交。如果电场线相交，则在交点放一电荷，电荷的受力有两个方向，与事实不符。图1－3－3 2．电场线的应用
利用电场线可判断场强的方
向和大小。
按照电场线画法的规定，场
强大处画电场线密，场强小处画电场线疏，因此根据电场线的疏密就可以比较场强的大小。例如，图1－3－3甲中A点的强度方向沿曲线的场线，由于A点处比B点处的电场线密，可知EA＞EB。但若只给一条电场线，如图乙，则无法由疏密程度来确定场强大小。对此种情况可有多种推理判断：①若是正点电荷电场中的一条电场线，由点电荷场强公式可知EA＞EB。②若是负点电荷电场中的一条电场线，则有EB＞EA。③若是匀强电场中的一条电场线，则有EA＝EB。图1－3－43．如图1－3－4所示是静电场的一部分电
场线分布，下列说法中正确的是( )
A．这个电场可能是负点电荷的电场
B．点电荷q在A点处受到的电场力比
在B点处受到的电场力大
C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加
速度小(不计重力)
D．负电荷在B点处所受到的电场力的方向沿B点切线方向答案：B [例1] 一试探电荷q＝＋4×10－9 C，在电场中P点受到的电场力F＝6×10－7N。求：
(1)P点的场强；
(2)没有试探电荷时P点的场强；
(3)放一电荷量为q＝1.2×10－6 C的电荷在P点，受到的电场力F′是多大？
[思路点拨] P点的场强由场源电荷和该点到场源电荷的距离决定，与其他无关。试探电荷只是起到测量该点场强的作用。[答案] (1)1.5×102 N/C (2)1.5×102 N/C
(3)1.8×10－4 N1．电场中有一点P，下列说法中正确的是 ( )
A．若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有放电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D．P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同解析：对电场中某一确定的点来说场强是不变的，与是否放试探电荷或者试探电荷的电荷量没有关系，故A、B均错误；正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反，因不知电荷的电性，故D错误；由公式F＝qE知C正确。
答案：C图1－3－5 [例2] 一负电荷从电场中A点静止
释放，只受电场力作用，沿电场线运动
到B点，它运动的v-t图像如图1－3－5
所示，则A、B两点所在区域的电场线分
布情况可能是图1－3－6中的 ( )图1－3－6 [思路点拨] 由v-t图像可知电荷加速度的变化情况，再根据电场线的性质及负电荷所受电场力的方向即可找到正确答案。 [解析] 由题图可知电荷的速度增加，加速度在增加，即所受的电场力(合外力)增加，电场强度也必定增加，且负电荷逆着电场线的方向运动，根据题图可以判断C选项符合要求，所以选项C正确。
[答案] C 电场线可以形象地描述电场的强弱和方向，其疏密程度表示电场的强弱，某点电场线的切线方向表示该点的电场方向，正电荷所受电场力方向和场强方向相同，负电荷所受电场力方向和场强方向相反。图1－3－7上例题中，一带负电的微粒仅在电场力作
用下以一定初速度从A点沿电场线运动到
B点，其速度—时间图像如图1－3－7所示。
则这一电场可能图1－3－8是 ( )图1－3－8答案：D图1－3－9 [例3] 竖直放置的两块足够长的
平行金属板间有匀强电场，其电场强度
为E。在该匀强电场中，用丝线悬挂质量
为m的带电小球。丝线跟竖直方向成θ角
时小球恰好平衡，小球与右侧金属板相
距为 b，如图1－3－9所示。求： 处理静电力与动力学综合问题仍是应用处理力学问题的方法，先分析受力及运动，然后列出牛顿第二定律方程或平衡方程求解。图1－3－102．如图1－3－10所示，用30 cm长的
绝缘细线将质量为4×10－3kg的带
电小球Q悬挂于O点，当空间中有水
平向右，大小为1×104 N/C的匀强
电场时，小球偏离竖直方向37°后
处于静止状态。求小球的电性、带电量和细线的拉力。(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)答案：正电 3×10－6 C 5×10－2 N点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件49张PPT。第
4
节
电场中的导体理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1章
静电场知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三1.如果有几个点电荷同时存在，电场中
任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电场强度的矢量和，叫场的叠加。
2．处在电场中的导体，当达到静电平
衡时，内部电场强度处处为零。
3．金属壳内不受外部电场的影响的现
象叫静电屏蔽。屏蔽意为无影响，并非挡住外电场。[自学教材] 1．概念
若有几个点电荷同时存在，它们产生的电场中任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在
的矢量和。这个结论叫做场强的叠加原理。
2．方法
场强的叠加遵循 。该点产生的电场强度平行四边形定则 3．特点
电场叠加具有 ，不仅点电荷的电场可以叠加，其他 的场强都可以进行叠加。普遍性任何电场[重点诠释] 1．对场强叠加的理解
(1)场强的叠加是一种解决问题的方法，相当于等效替代，该点的实际场强等于各带电体单独存在时产生的场强的矢量和。
(2)场强的叠加原理不仅适用于几个点电荷的电场叠加，也适用于匀强电场和非匀强电场的叠加，都遵从平行四边形定则。
(3)电场的可叠加性是电场与普通物质的重要区别。 2．点电荷的电场和电场强度的叠加
(1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。场强的叠加遵循平行四边形定则，如图1－4－1甲所示。图1－4－1图1－4－21．点电荷A和B，分别带正电和负电，
电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线
上，如图1－4－2所示，则电场强
度为零的地方在 ( )
A．A和B之间
B．A右侧
C．B左侧
D．A的右侧及B的左侧解析：因为A带正电，B带负电，所以只有A右侧和B左侧它们的电场强度方向相反，因为QA＞QB，所以只有B左侧，才有可能EA与EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和为零的情况。
答案：C[自学教材]1．静电平衡
(1)定义：导体中没有电荷 的状态。
(2)特点：
①导体内部场强处处为零。
②电荷只分布在导体的 。移动外表面上 2．静电屏蔽
(1)定义：当中空的导体达到静电平衡时，内部 电场，因而导体的 会对其内部起 作用，使它内部不受 影响的现象。
(2)、应用：电子仪器和电子设备外面都有 ，通信电缆外面包有一层 ，高压线路的检修人员要穿
等，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。无外壳电场屏蔽金属壳金属网屏蔽服[重点诠释] 1．静电平衡的分析
(1)自由电荷的移动。
导体刚放入电场中的瞬间，导体中的自由电荷受电场力F的作用，产生定向运动(如图1－4－3甲)，同时在导体中产生一个附加电场E′(如图乙)，使自由电荷又受电场力F′的作用，F和F′方向相反。 (2)电场叠加。
当E＝E′时，导体内合场强为零(如图丙)，自由电荷受合力也为零，这时导体中无电荷定向移动，即达到了静电平衡状态。 (3)结论：处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零。图1－4－3 2．静电平衡时导体的特点
(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。导体内部场强为零指的是外部电场和附加电场的合场强为零，其效果相互抵消。
(2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。
(3)净电荷只分布在导体的外表面上。 (4)对于一孤立的带电体，可视为导体处于自己所带电荷的电场之中，达到静电平衡时，也有两个基本特点：
①导体内部的场强处处为零；
②导体所带电荷只能分布在导体的外表面上。3．静电屏蔽的两种情况
(1)导体外部的电场影响不到导体内部；图1－4－4(2)接地导体内部的电场影响不到导体外部。图1－4－52．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正
电荷，图1－4－6中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是 ( )图1－4－6解析：由静电感应的知识可知，金属球壳的内表面感应出与正电荷等量的负电荷，外表面感应出等量的正电荷，从正电荷到球壳的内表面的空间电场线由正电荷出发，终止于内表面，金属球壳部分处于静电平衡，内部场强为零，无电场线分布，而球壳外部电场由外表面出发，终止于无限远处，故选项D正确。
答案：D图1－4－7 [例1] (2012·福州高二检测)如图
1－4－7所示，边长为a的正三角形ABC的
三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、
－q，求该三角形中心O点处的场强。
[审题指导] 审本题时应把握以下两点：
(1)O点的场强为三个电荷在该点产生场强的矢量和。
(2)画出示意图，注意场强是矢量，指出方向。 场强的叠加遵循矢量运算法则，运用图解法可以简化思维过程。因此，作图分析是解决此类问题的关键。图1－4－8在例1题中，若顶点B、C处各放一
电荷时，测得A处电场强度大小为E，
方向与BC边平行沿B指向C，如图
1－4－8所示。拿走C处的电荷后，
A处电场强度的情况将会是怎样？解析：根据矢量合成法则可推理知，在B、C两处同时存在场源电荷时，合电场场强方向沿平行BC的方向，说明B、C两处电荷在A处独立产生的场强大小相等，方向均与合电场场强成60°。当撤去C处场源电荷时，只剩下B处场源电荷，此时A处场强大小为E，方向沿BA方向向外。
答案：大小为E，方向沿BA向外 [例2] 如图1－4－9所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷。问：图1－4－9 (1)金属杆中点处的场强为多少？
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强为多大？
[思路点拨] 导体内部场强处处为零，是因为两个电场的叠加。 求感应电荷在导体内部某点产生的场强时，应首先分析外电场在该点的场强大小和方向，然后利用导体在静电场中内部场强为零这一静电平衡条件求出感应电荷的电场。图1－4－101．如图1－4－10所示，在孤立点
电荷＋Q的电场中，金属圆盘A
处于静电平衡状态。若金属圆
盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)。解析：画出感应电荷形成的附加电场
在A圆盘内的三条电场线(实线)，如图
所示。导体A处于静电平衡状态，因此
内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反(注意图中的虚线是为了确定A内的实线而画出的，它并不表示A外部的电场线)。
答案：见解析图1－4－11 [例3] 有一接地的导体球壳，如图1－4－11所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则 ( ) A．q的电量变化时，球壳外电场随之改变
B．q在球壳外产生的电场强度为零
C．球壳内、外表面的电荷在壳外的合场强为零
D．q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零
[思路点拨] 球壳接地后，壳外边的空间相当于导体内部。这个区域的场强等于q产生的场强与壳内表面上的感应电荷产生的场强的合场强。 [解析] 当导体球壳接地时，壳内电荷在壳外表面所产生的感应电荷流入大地，这时壳内电荷与壳内表面的感应电荷在壳内壁以外(包含导体壳层)任一点的合场强为零。故选项D正确。
[答案] D 解答此类题需注意的两方面：一方面是静电感应，要掌握导体内部的自由电荷是如何移动的，是如何建立起附加电场的，何处会出现感应电荷；另一方面是静电平衡，要理解导体达到静电平衡时所具有的特点。2．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高
压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的。下列各同学的认识正确的是 ( )
A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝
编织
B．乙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内为
匀强电场，对人体起保护作用 C．丙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场
强度保持为零，对人体起保护作用
D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起
到保护作用
解析：高压作业服用铜丝编织，是实现静电屏蔽，以
达到对人体的保护。
答案：C点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件38张PPT。第
1
节
电场力做功与电势能理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2章
电势能与电势差知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1.在电场中移动电荷时，电场力做功与路
径无关，只与始末位置有关。
2．电荷在电场中某点的电势能等于把电
荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。
3．电场力做正功，电荷电势能减小；
电场力做负功，电荷电势能增大。[自学教材] (1)在电场中把一个点电荷q由A点移到B点，无论沿什么路径，电场力所做的功都 。这说明电场力做功与电荷经过的 无关，只与电荷的起始 和终止 有关。
(2)在匀强电场中，电场力做功为W＝ ，其中d为电荷的始、末位置沿 方向上的距离。相等路径位置位置电场qEd[重点诠释] 1．对电场力做功的理解
(1)电场力做功与电荷移动的路径无关，只与初、末位置有关，适用于一切电场。
(2)在匀强电场中，可以用公式W＝qEd计算电场力做的功，式中的d是电荷沿电场线方向即电场力方向移动的距离，如果位移L与电场线间有夹角θ，则W＝qELcosθ。
(3)电场力做功的特点与重力做功的特点相似，只与始、末位置有关。 2．判断电场力做正功还是做负功的方法
(1)根据电场力和位移方向的夹角判断。此方法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断。夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功，夹角为直角不做功。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此方法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功，夹角为直角不做功。图2－1－11．如图2－1－1所示，在场强为E的
匀强电场中有相距为l的A、B两点，
连线AB与电场线的夹角为θ，将一
带电量为q的正电荷从A点移到B点。
若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝_______；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝_______；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝_______。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做的功的特点是_______________________________。解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝lcosθ，因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qElcosθ，可见电场力做功与路径无关，只与电荷的始末位置有关。
答案：qElcosθ qElcosθ qElcosθ 电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关[自学教材] 1．定义
电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中 所做的功。
2．相对性
电势能的大小与所选取的 势能点有关。同一电荷相对于不同的参考点的 不同。电场力零电势能 3．电场力做功与电势能变化的关系
电场力对电荷做正功，电荷的电势能 ；电场力对电荷做负功，电荷的电势能 。总之，电场力对电荷做多少功，电荷的电势能就 多少，即电场力对电荷做的功等于电荷电势能的 。减少增加改变变化量[重点诠释] 1．电势能的特点
(1)电势能是标量，有正负，但没有方向。电势能的正、负值仅表示大小，正值表示电势能大于参考点处的电势能，负值表示电势能小于参考点处的电势能。
(2)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能首先应当确定参考点，也就是零势能点的位置。 (3)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成电场中的电荷所具有的电势能。
2．判断电势能大小的方法
(1)做功判定法：
无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电势能一定是增加的。 (2)电场线法：
正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方 向移动，电势能一定减少。
(3)电性判定法：
同种电荷相距越近电势能越大，相距越远电势能越小；异种电荷相距越近电势能越小，相距越远电势能越大。2．下列说法中正确的是 ( )
①无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大
②无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大
③无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大④无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④解析：无穷远处的电势能为零，电荷从电场中某处移到无穷远处时，若电场力做正功，电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，电荷在该点的电势能为正值，且等于移动过程中电荷电势能的变化，也就等于电场力做的功，因此电场力做的正功越多，电荷在该点电势能越大，①正确，②错误；电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服电场力做功，电势能由零增大到某值，此值就是电荷在该点的电势能值，因此，电荷在该点的电势能等于电荷从无穷远处移到该点时克服电场力所做的功，故③正确，④错误。故选项A正确。
答案：A图2－1－2 [例1] 如图2－1－2所示，电荷
的电荷量为＋q，场强为E，A、B间距
为d，分别求点电荷沿图中三条路径
从A运动到B时，电场力对它所做的功。
[思路点拨] 在匀强电场中，电
场力为恒力，可根据恒力做功的公式W＝F·scosθ计算功。 [解析] 当电荷沿AB连线运动到B时，W＝qEd，当电荷沿ACB运动到B时，W＝FLcosθ＋FL′cos90°＝qEd，当电荷沿ADB运动到B时，W＝FL1cosα＋FL2cosβ＝qEd。
[答案] 均为qEd 解决电场力做功问题，要注意题目设置的情境，若为恒力且物体沿直线运动，可直接根据功的定义计算。图2－1－31．如图2－1－3所示，匀强电场E中
有一绝缘棒长为L，棒两端分别有
正、负电荷，带电荷量均为q，若
要将两个电荷颠倒一下位置，电场
力做功为 ( )
A．0 B．EqL
C．－EqL D．2EqL解析：要颠倒两电荷位置，而电荷在力的方向上都有位移。又电场力做功与路径无关，只由初末位置来决定，所以对＋q：电场力方向与位移方向相同，电场力做正功W＋＝EqL；对－q：电场力方向与位移方向也相同，电场力做正功W－＝EqL，所以W合＝W＋＋W－＝2EqL，故选项D正确。
答案：D图2－1－4 [例2] 如图2－1－4所示，匀强电场
中带电荷量为＋q的电荷从B运动到A，电场
力做功WE＝1.6×10－3 J(A点定为零势能位
置)，问：
(1)电荷在B点的电势能为多少？
(2)若将电荷改为带电荷量为q的负电荷，其他条件不变，B点的电势能又为多少？
[思路点拨] 在电场中移动电荷，电场力做的功等于电势能的变化。 [解析] (1)电荷从B向A运动，当电荷带正电时，电荷受力与运动方向相同，电场力做正功，电势能减少。因为WE＝1.6×10－3J，所以ΔEp＝1.6×10－3J；又因为EA＝0，所以B点的电势能为EB＝1.6×10－3J。
(2)当电荷带负电时，电荷受力与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加。因为WE＝1.6×10－3J，所以ΔEp＝1.6×10－3J；又因为EA＝0，所以EB＝－1.6×10－3J。
[答案] (1)1.6×10－3J (2)－1.6×10－3J 分析这类题目时，一定要确定零势能的位置，然后判断电场力的做功情况，最后根据电场力做功跟电势能变化的关系解决问题。2．a、b为电场中的两个点，如把q＝－2×10－8 C的负电
荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了4×10－7 J的正功，则该电荷的电势能 ( )
A．增加了4×10－7 J B．增加了2×10－8 J
C．减少了4×10－7 J D．减少了8×10－15 J解析：在电场中，不管是哪种电荷，只要是电场力对电荷做了正功，该电荷的电势能一定减少，反之，电场力做负功，该电荷的电势能一定增加，且电场力做的功的多少等于电势能变化的多少。故选C。
答案：C点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件54张PPT。第
2
节
电势与等势面
理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2章
电势能与电势差知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三1.电荷在电场中某点的电势能跟电荷
量的比值，叫做该点的电势。
2．电场中某点的电势在数值上等于单
位正电荷在该点所具有的电势能。
3．电场中各点电势的值可正、可负，
可为零，既与产生电场的电荷有关，也与零电势位置的选择有关。4．电场中电势相等的点构成的面叫做
等势面。电场线和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。[自学教材] 1．电势
(1)定义：电场中某点的电势就是电荷在该点的
与 的比值。
(2)公式：φ＝ 。
(3)单位：国际单位制中，电势的单位是 ，符号是V,1 V＝1 。电势能电荷量Ep/q伏特焦耳/库仑 2．性质
(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的
的位置有关，一般情况下取无穷远或地面为
位置。
(2)矢标性：电势是标量，只有大小，没有 ，但电势有 。零参考点零势点方向正负[重点诠释] (3)根据场源电荷判断：若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，且离正点电荷越近，电势越高；负点电荷周围各点电势为负，且离负点电荷越近，电势越低。2．电势与电势能的比较3.电势和电场强度的比较1．下列关于电势高低的判断，正确的是 ( )
A．负电荷从A移到B时，电场力做正功，A点的电势一定较高
B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低
C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低
D．正电荷只在电场力作用下从A移到B，A点电势一定较高解析：由A到B，电场力对负电荷做正功，说明负电荷逆着电场线运动，电势升高，即φB＞φA，A错；电势能增加，电场力做负功，负电荷应是顺着电场线运动，电势降低，即φA＞φB，B错；电势能增加，电场力做负功，正电荷应是逆着电场线运动，电势升高，即φB＞φA，C对；D项无法比较电势，故D错。
答案：C[自学教材] 1．等势面
(1)定义：电场中电势 的点构成的面。
(2)特点：由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势面 ，所以电荷在同一个等势面上运动时电场力 。相等垂直不做功 2．几种常见电场的等势面
(1)点电荷电场的等势面，如图2－2－1中虚线所示。图2－2－1 (2)等量异种电荷的电场的等势面，如图2－2－2甲，过两点电荷连线中点的 是一个等势面。中垂面图2－2－2 (3)等量同种电荷的电场的等势面，如图2－2－2乙。
(4)匀强电场的等势面，是与电场线垂直的，间隔
且相互 的一簇平面，如图2－2－3所示。相等平行图2－2－3[重点诠释] 1．等势面的特点及其理解
(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。因为等势面上各点电势相等，电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能，所以在同一等势面上移动电荷电势能不变，即电场力不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。
假如不是这样，场强就有一个沿着等势面的分量，这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功。但这是不可能的，因为在等势面上各点电势相等，沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的。所以场强一定跟等势面垂直。 (3)沿着电场线方向电势越来越低。可见，电场线不但跟等势面垂直，而且是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(4)等势面不相交。
如果两个等势面相交，说明相交处的电场线有两条，即该处的电场强度方向有两个，这是不可能的，所以等势面不会相交。 2．等势面的应用
(1)利用等势面可以知道电场中各点的电势高低，可以形象地描述电场具有的能的性质。
(2)利用等势面可以描绘出电场线。
实际中，测量电势比测定电场强度更容易，所以常用等势面研究电场。先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场。
(3)等差等势面的疏密反映了电场强弱。图2－2－42．如图2－2－4所示，虚线a、b、c是
电场中的三个等势面，相邻等势面
间的电势差相同，实线为一个带正
电的质点仅在电场力作用下，通过
该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是 ( )A．三个等势面中，等势面a的电势最高
B．带电质点一定是从P点向Q点运动
C．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小解析：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场力斜向左下方。
答案：D[自学教材] 1．定义
带电较多的导体，在 部位，场强大到使周围空气发生 而引起 的现象。尖端电离放电 2．尖端放电的应用和防止
(1)应用：避雷针是利用 的原理来防止雷击的，它的作用是可以 云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的 引入地下。
(2)防止：尖端放电会导致高压设备上的电能的损失，所以高压设备中导体的表面做得尽可能地光滑。尖端放电中和大量电荷[重点诠释] 避雷针的原理
雷雨天气里云层带电，有的云层靠地面很近，受其影响，地面带异种电荷，这些电荷主要分布在地表的尖端——高大物体上，如高大建筑物、大树等物体上，当电荷积累到足够多时，云层与建筑物间产生强烈的火花放电，这就是雷击，在建筑物上安装尖状的避雷针，可利用避雷针不断放电，避免电荷积累过多，避免雷击。3．关于避雷针的下列说法中正确的是 ( )
A．制做避雷针要选用绝缘性能好的材料
B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C．为了美观通常把避雷针顶端设计成球形
D．避雷针安装在高大建筑物的顶端，而不必接地解析：带电云层靠近建筑物时，会在建筑物上感应出异种电荷，在云层与建筑物之间形成电场。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能发生雷击。如果建筑物安装了避雷针，云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地，逐渐中和云层的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击。避雷针应选用导体材料，所以选B。
答案：B图2－2－5 [例1] (2012·泉州高二检测)图
2－2－5中K、L、M为静电场中的3个相
距很近的等势面(K、M之间无电荷)。一
带电粒子射入此静电场中后，沿ab cde
轨迹运动。已知电势φK＜φL＜φM，且
粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是( ) A．粒子带负电
B．粒子在bc段做加速运动
C．粒子在a点与e点的速度大小相等
D．粒子从c点到d点的过程中电场力做负功
[思路点拨] 电场线与等势面垂直，粗略画出电场线，由运动轨迹弯曲方向可知带电粒子受力方向，再分析电场力做功的正负，判断粒子的速度、动能及电势能的变化。 [解析] 由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧。画出过a、b、c、d、e各点的电场线，因φK＜φL＜φM，可知粒子带正电，选项A错误；粒子由b到c的过程中，电场力做负功，速率减小，选项B错误；由于a、e两点电势相等，粒子在a、e两点的电势能相等，由能量守恒定律知，粒子在a、e两点的动能相等，速度大小相等，选项C正确；粒子从c点到d点的过程中电场力做正功，选项D错误。
[答案] C (1)利用电场线与等势面垂直的特点，可以根据等势面的形状画出电场线，如果已知等势面电势的高低关系，可以确定电场线的方向。
(2)带电粒子做曲线运动时，运动轨迹总是弯向粒子受力的方向，从而可以根据运动轨迹的形状判断粒子受到的电场力的方向，进而可以得知电场力做功的情况及粒子的速度、动能和电势能的变化情况。图2－2－61．如图2－2－6所示，虚线为某个点
电荷电场的等势面，现有两个带电
粒子a、b(不计重力)，以相同的速
率从同一点A出发，沿不同路径分别
到达B、C点。根据图示情况可以得知
下列判断错误的是 ( )A．两个粒子电荷量一定相等
B．两个粒子的电性一定相反
C．粒子a的动能先减小后增大
D．经过B、C点时，两粒子速率相同解析：粒子a受电场力作用有沿半径向外的加速度，电场力为斥力，粒子b受到电场的引力作用，粒子a的电性与点电荷相同，粒子b的电性与点电荷相反，B项正确。当电荷量不相等时，也可以出现图示情况，A项不正确。在电场中运动的粒子能量守恒，粒子的动能与电势能之和是常量。粒子a到达距O点最近的D点前，需克服电场力做功，动能减小，电势能增大，通过D点以后，粒子a在斥力作用下加速，动能增大而电势能减小 ，C项正确。B、C、A三点在同一等势面上，粒子a、b从A到达B、C，电势能不变，粒子的动能也不会变化，两粒子速率相同，D项正确。
答案：A图2－2－7 [例2] 如图2－2－7所示，虚线
方框内为一匀强电场，A、B、C为该电
场中的三个点。已知φA＝12 V，φB＝
6 V，φC＝－6 V。试在该方框内作出
该电场的示意图(即画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线。
[思路点拨] 电场线跟等势面垂直，只要画出等势面，即可画出电场线。匀强电场中的电势分布特点：匀强电场沿任意方向电势均匀降低。 [解析] 题目中只要寻求电势相等
的点即可确定等势面，因φB＝6 V，
φC＝－6 V，由匀强电场的特点电势均
匀分布知，在BC连线的中点O处的电势
必为0；同理，在AC线段上找一个电势为0的点，把AC线段等分成三份，在等分点O′处的电势也必为0。连结OO′即为该电场中的一条等势线，根据电场线与等势线垂直，可以画出电场中的电场线，如图所示。
[答案] 见解析图 解决该类问题首先要研究已知点的电势，也就是研究电场的电势分布，看怎样连线、怎样细分这条连线上的电势，才能便于找到等电势点。这个问题解决了，后面的问题就水到渠成了。图2－2－82．ΔABC处于匀强电场中，如图2－2－8
所示，将一个带电量为q＝－2×106C
的点电荷从A移到B，电场力做功
W1＝－1.2×105J；再将该点电荷
从B移到C，电场力做功W2＝6×10－6J。已知A点的电势φA＝5 V，则B、C两点的电势分别为________ V和________V。试在图中画出通过A点的电场线。答案：见解析点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件58张PPT。第
3
节
电势差理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2章
电势能与电势差知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三考向三[自学教材] 1．电势差
电场中两点间的电势 ，也叫电压，公式UAB＝ 。单位：伏(V)，1 V＝1 。
2．电势差与电场力做功的关系
在电场中A、B两点间移动电荷q的过程中，电场力做的功W等于电荷量q和这两点之间的 的乘积，即W＝ 。即1 J＝1 C·V。φA－φBJ/C电势差qUAB之差 3．电子伏特
1 eV＝ J，表示在电势差为1 V的两点间电子自由移动时 所做的功。1.6×10－19电场力[重点诠释] 1．正确理解电势差
电势、电势差的关系与高度、高度差的关系对比如下： 2.对电场力做功公式WAB＝qUAB的理解
(1)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差。
(2)公式中各量均有正负，计算中W和U的角标要相互对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。3．电势能、电势、电势差、电场力做功的关系1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是 ( )
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和
电荷的电荷量决定
B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电
势差和该电荷的电荷量决定
C.电势差是矢量，电场力做的功是标量
D．电场中两点间的电势差等于电场力做功，电荷的电
势能减小解析：本题主要考查电势差的概念及电场力做功与电势差的关系。电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项错。由WAB＝qUAB知，B项对。电势差、电场力做的功都是标量，C项错。电场中两点间的电势差等于单位电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D项错。因此正确答案为B项。
答案：B[自学教材]匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)大小关系：U＝ 或E＝ 。
(2)方向关系：场强的方向就是电势 的方向。
(3)单位关系：1 V/m＝1 。Ed降低最快N/C[重点诠释]1．电场强度和电势差的比较 2.应用U＝Ed解决问题注意以下几点
(1)此式只适用于匀强电场，对非匀强电场可定性讨论；
(2)d是电场中两点在电场方向的距离；
(3)由公式E＝U/d知，在匀强电场中，场强等于沿场强方向每单位长度上的电势差；
(4)单位“V/m”与“N/C”是相等的；
(5)公式给出了匀强电场中的电势分布是均匀的。2．如图2－3－1所示，匀强电场的场
强E＝100 V/m，A、B两点相距0.1 m，
AB连线与电场线的夹角为θ＝60°，
则A、B 两点间的电势差为多少？图2－3－1答案：5 V[自学教材] 1．用途
示波器是一种常用的观测 的仪器，它还可以用来测量电信号的 、频率、 等参数。
2．构成
阴极射线管示波器主要由电子枪、 和荧光屏组成，示波管内抽成 。电信号波形周期电压偏转电极真空[重点诠释] 1．示波器的构造
示波器的面板上有很多用于调节的旋钮，示波器的中心部件是示波管。
2．示波管的结构及工作原理
(1)构造：如图2－3－2所示，主要由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，示波管内抽成真空。图2－3－2 (2)工作原理：
①偏转电极不加电压
从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏中心点形成一个亮斑。
②仅在YY′(或XX′)加电压图2－3－3 若所加电压稳定，则电子被加速，偏转后射到YY′(或XX′)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心)，如图2－3－3所示。
③示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压，一般地，加在水平偏转板上的是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图。3．(2012·榆林高二检测)示波管是示波器的核心部件，
它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图2－3－4所示，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的 ( )图2－3－4A．极板X应带负电 B．极板X′应带正电
C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电
解析：电子枪发射的电子带负电，在偏转电极作用下要偏转，可知极板X应带正电，极板Y应带正电，故C正确。
答案：C[答案] C 公式UAB＝WAB/q对于非匀强电场同样适用，注意WAB为将电荷从A点移到B点电场力对电荷做的功，可以为正值，也可以为负值；公式中q为正电荷时用正值代入，q为负电荷时用负值代入。1．一个带正电的质点，电荷量为q＝2.0×10－9 C，在静
电场中由a点移到b点，在这个过程中，除电场力做功外，其他力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差Uab为( )
A．3×104 V B．1×104 V
C．4×104 V D．7×104 V答案：B图2－3－5 [例2] (2012·厦门高二检测)如图
2－3－5所示，A、B、C三点都在匀强电场
中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝
20 cm。场强方向与△ABC所在平面平行。
把一个电量为q＝10－5 C的正电荷从A点
移到B点，电场力做功为零；从B点移到C点，电场力做功为－1.732×10－3 J，则该匀强电场的场强大小和方向是 ( ) A．866 V/m，垂直于AC向左
B．866 V/m，垂直于AC向右
C．1 000 V/m，垂直于AB斜向上
D．1 000 V/m，垂直于AB斜向下
[思路点拨] 先由电场力做功的计算公式W＝qU求出B、C两点间的电势差，再由公式U＝Ed计算场强。[答案] D (1)匀强电场等势面为平面，电场线与等势面垂直且由高等势面指向低等势面，确定了等势面就可确定电场线方向。
(2)公式U＝Ed中，U为两点间电压，E为匀强电场的场强，d为两点间距离在场强方向上的投影。图2－3－62．匀强电场中的三点A、B、C是一个三
角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D
为AB的中点，如图2－3－6所示。已
知电场线的方向平行于△ABC所在平
面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V。设场强大小为E，一电荷量为1×10－6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则 ( )A．W＝8×10－6 J，E＞8 V/m
B．W＝6×10－6 J，E＞6 V/m
C．W＝8×10－6 J，E≤8 V/m
D．W＝6×10－6 J，E≤6 V/m答案：A图2－3－7 [例3] 水平放置的两块平行
金属板长L＝5.0 cm, 两板间距
d＝1.0 cm, 两板间电压为90 V，
且上板为正，一个电子沿水平方
向以速度v0＝2.0×107 m/s，从两
板中间射入，如图2－3－7所示，求：
(1)电子偏离金属板时的侧位移是多少？
(2)电子飞出电场时的速度是多少？[审题指导] 解决此题关键有三点：
(1)电子在电场中运动重力不计。
(2)电子在电场中运动的规律是类平抛运动。
(3)灵活应用运动的合成与分解的思想。 [答案] (1)0.5 cm (2)2.04×107 m/s，与v0夹角θ＝arctan0.2斜向上 带电粒子在电场中的运动问题的分析方法与力学中的方法相同。对类平抛运动，即带电粒子以速度v0垂直电场线方向飞入匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用的运动。运动的分析方法：①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动。②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动。 电子离开电场后，打在屏上的P点，若s＝10 cm，求OP的高度？
解析：电子飞出电场后做匀速直线运动，则OP＝
y＋s·tanθ＝0.025 m＝2.5 cm。
答案：2.5 cm点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件42张PPT。第
4
节
电容器
电容理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2章
电势能与电势差知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练[自学教材] 1．电容器
由两个彼此 又相隔 的导体组成。
2．平行板电容器
(1)结构：由两块 的平行金属板组成。
(2)带电特点：两板带 电荷，分布在两板相对的内侧。某一极板所带电荷量的 规定为电容器的带电荷量。绝缘很近彼此绝缘等量异种绝对值 3．电容器的充放电过程
(1)充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电电流流向 ，充电后两极板带等量异种电荷。
(2)放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去电荷的过程，放电电流流向 。正极板负极板 4．电容
(1)定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 ，即C＝ 。
(2)单位：在国际单位制中是 ，符号是F,
1 F＝ ，还有微法(μF)、皮法(pF)等，1 F＝
μF＝ pF。 比值法拉1 C/V1061012[重点诠释]图2－4－11．电容器充电、放电过程的特点
(1)充电过程特点(如图2－4－1所示)：
①充电电流方向为从电源正极流向电容器。
②电容器所带电荷量增加。
③电容器两极板间电压升高。
④电容器中电场强度增加。
⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。 [特别提醒]
当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。
(2)放电过程特点(如图2－4－2所示)：图2－4－2①放电电流方向是从正极板流出。
②电容器上电荷量减少。
③电容器两极板间电压降低。
④电容器中电场强度减弱。
⑤电容器的电场能转化成其他形式的能。
[特别提醒]
放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。图2－4－31．下列关于电容器充电和放电的说法中正确的是 ( )
A．电容器充电和放电时电流都由大变小
B．当电容器的电量最大时，电路中电流最大
C．当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大
D．当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大解析：充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动的电荷
“全部”聚焦到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零。放电过程，开始时两板间，含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也最大，最后两极板间电量为零时，电压为零电流也为零。所以电容器充电和放电时电流都由大变小，选项A正确，选项B、C错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，选项D错误。答案：A[自学教材] 1．分类
(1)按电介质分：空气电容器、 电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、 电容器等。
(2)按电容是否可变分： 电容器、 电容器等。云母电解可变固定 2．应用
(1)用于照相机的电子闪光灯：先由 储存能量，释放能量时发生放电，从而导致电子闪光灯管内的气体发出耀眼的白光。
(2)利用电容器测量水位：水位变化引起 变化，从而可测出水位变化。
(3)用于高能物理实验或工程中。
(4)驻极体话筒。电容器电容[重点诠释]1．平行板电容器的特点2．对于水平放置的平行板电容器，下列说法错误的是( )
A．将两极板的间距加大，电容将增大
B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小
于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小
于极板间距的铝板，电容将增大答案：A [例1] (2012·惠州高二检测)一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝36×10－6 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2，求：
(1)这个电容器的电容多大？
(2)U2为多少？
(3)如要使两极板电势差从10 V降为U2′＝6 V，则每板需减少多少电荷量？
[思路点拨] 根据电容的定义式求解即可。[答案] (1)3 μF (2)12 V (3)1.2×10－5 C 电容器的电容既等于带电荷量Q与电势差的比，也可直接用变化量ΔQ和ΔU的比值计算。答案：150 μF 4.5×10－4 C [例2] 一平行板电容器充电后，把电源断开，在保持正对面积不变时，将两极板绝缘地拉开一些距离，这时 ( )
A．由于电容减小，两板间电场能减少
B．由于电荷量不变，两板间电场能不变
C．由于两板间电压变大，两板间电场强度增大
D．两板间电场能增大[答案] D2．若电容器充电后开关始终闭合，下列有关说法中正确
的是 ( )
A．若两极板的正对面积减小，电容器所带的电荷量变大
B．若两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大
C．若两极板间的距离减小，两极板间的场强变大
D．若两极板间插入电介质，两极板间的场强变大答案：C点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件42张PPT。第
1
节
电流理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三1.回路中存在自由电荷和导体两端存
在电压是形成电流的条件。
2．电荷定向移动时，在单位时间内通过
导体任一横截面的电荷量称为电流。
3．物理学中把方向不随时间改变的电流
叫直流电，方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流。[自学教材] 1．电流的形成
(1)形成电流的条件：①回路中存在 ；②导体两端有 。
(2)导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续 。
(3)电流形成的原因：当导体两端加以电压时，两端就形成电势差，导体中就有了电场，所以导体中的自由电荷在这个电场力的作用下发生定向移动，从而形成电流。当在导体两端施加持续的电压时，就会形成持续的电流。自由电荷电压电压 2．电流的速度
(1)电流的速度是 的传播速度，它等于光速为3.0×108 m/s。
(2)电子热运动的平均速率：是构成导体的电子在不停的做无规则热运动，常温下电子热运动的平均速率数量级为 m/s。
(3)电子定向移动速率：自由电子在电场的作用下做整体的定向移动，其移动速度相当慢，数量级大约是
m/s。电场10510－5 1．以下说法正确的是 ( )
A．电流的传导速率就是导体内部自由电子的定向移动速率
B．在金属导体内部，当电子做定向移动时，电子的热运动
将消失
C．电子的漂移速度与电子热运动的速率本质是一样的
D．电子漂移速度是自由电子在导体中从低电势到高电势定
向移动的平均速度解析：电流的传导速度是电场的传播速度，等于光速，故A错误；在电子定向移动形成电流时，热运动并未消失，电子是在做无规则的热运动的基础上又叠加了一个定向移动，故B错误；电子漂移速度是电子在电场力的作用下整体向高电势的方向运动的速度，不同于电流的速度，也不是电子的热运动的速度，故C错误，D正确。
答案：D[自学教材] 1．电流的方向
(1)规定： 定向移动的方向。
金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向 ；
(2)外电路中，电流总是从电源 极流向电源 极。
2．电流的大小和单位
(1)定义：电荷定向移动时，在 内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。正电荷相反正负单位时间 (2)定义式：I＝ 。
(3)单位： 。
常用单位还有 和 ；
换算关系：1 A＝ mA＝ μA。
(4)直流电： 不随时间改变的电流。
恒定电流： 和强弱都不随时间而改变的电流。安培mAμA103106方向方向[重点诠释] (3)当电解质溶液导电时，溶液中的正、负离子沿相反方向定向移动，不能理解为正、负电荷定向移动相抵消。用q＝It计算时，q为通过某一截面的正、负电荷量绝对值的和。 2．对电流的微观认识——电流的微观表达式
如图3－1－1所示，AD表示粗细均匀的一段导体长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。图3－1－12．某电解池内若在2 s内各有1.0×1019个二价正离
子和2×1019个一价负离子同时向相反方向通过某截面，那么通过这个截面的电流是 ( )
A．0 A B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A答案：D [例1] 关于电流的概念，下列说法正确的有 ( )
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向
C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
D．对于导体，当其两端电势差为零时，电流不一定为零 [解析] 导体中有大量的自由电荷，总在不停地做无规则运动，若没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值也是相等的，电流为零，故A错。电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错。在国际单位制中共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确。对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电荷不能定向运动，故电流为零，D错误。故选C。
[答案] C (1)导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的。
(2)电流是描述电流强弱的物理量，它有方向，但是个标量。1．关于电流，下列说法中正确的是 ( )
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体
中的电流就越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案：C 不管是否能形成电流，假想能形成电流，然后依据电流的定义式求电流大小。(1)若Q不变，ω变为原来的2倍，电流会怎样？
(2)若ω不变，Q变为原来的2倍且带负电，圆环沿顺时针转动，电流会怎样？ [思路点拨] 电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量，所以求出通过截面的电荷量，即可求出电子数。而电荷量q＝It，单位体积内的电子数已知，只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过截面，即可求出电子数。[答案] A 根据解析(2)中的思想方法，可以得出电流的微观解释：设每个电荷的电荷量为e，则在Δt时间内通过导体截面的总电荷量为q＝enSvΔt，所以I＝neSv。导体中的电流跟导体单位体积内的自由电荷数、自由电荷的带电荷量、导体的横截面积以及自由电荷的定向移动速率有关。答案：D点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件40张PPT。第
2
节
电阻理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1.导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导
体的横截面积S成反比，还跟导体的材料
有关。
2．电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量。
3．金属材料的电阻率一般会随着温度的升
高而变大，随着温度的降低而变小。
4．绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高
而减小。[自学教材] 1．电阻
(1)定义：导体具有二重性，内有大量的自由电荷，定向移动时形成 ，但自由电荷的定向移动并不是畅通无阻的，导线中对电流的 作用，叫做电阻。
(2)决定因素：由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定。电流阻碍电压U电流I伏安法长度l反比材料103106欧姆 4．电阻率
(1)意义：反映材料 性能强弱的物理量。
(2)单位： ，符号ρ。
(3)决定因素：电阻率与材料和 有关。
(4)变化规律：金属材料的电阻率一般随温度的升高而 ，但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而 。导电Ω·m温度变大减小[重点诠释] 1．对电阻率的理解
(1)金属材料的电阻率一般随着温度的升高而增大，随温度的降低而减小，在温度的变化范围不大时，电阻率与温度之间近似为线性关系。
(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小，并且变化也不是线性的。
(3)有些合金(如锰铜合金)的温度系数很小，其电阻率几乎不随温度的变化而变化。1．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是 ( )
A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，只要
导体有电流通过时，才具有电阻
B．由R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正
比，跟导体中的电流成反比
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率
都是原来的二分之一
D．以上说法均不对解析：导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体是否通电及通电电流的大小无关。电阻率的大小和导体的几何形状无关，只跟材料性质和温度有关。所以D正确。
答案：D[自学教材] (1)收音机的音量调节，一些台灯的亮度调节等用到的电位器是通过改变导线 来改变接入阻值大小的。
(2)有些合金(如锰铜合金)电阻几乎不受温度变化的影响，可用来制作 。
(3)有些金属(如铜或铂)温度系数相对大一些，可用来制成 。标准电阻电阻温度计长度[重点诠释] 1．滑动变阻器
(1)构造：如图3－2－1所示，甲、乙分别是滑动变阻器的实物图和原理图。AB是一金属杆，其电阻为零，CD是电阻率较大、长度较长的电阻丝，缠绕在陶瓷管上，匝与匝之间是绝缘的，有两条比较光亮的线，是被刮掉绝缘层的部分，P是滑片，上端与金属杆连接，下端与电阻丝连接。图3－2－1 (2)原理：利用滑片P改变接入电路中的电阻丝的长度，起到改变电阻的作用。2．滑动变阻器的两种接法2．如图3－2－2所示是滑动变阻器的示意图，下列
说法正确的是 ( )图3－2－2A．a和b串联接入电路中时，P向右移动电流增大
B．b和d串联接入电路中时，P向右移动电流减小
C．b和c串联接入电路中时，P向右移动电流减小
D．a和c串联接入电路中时，P向右移动电流减小解析：滑动变阻器有分压和限流两种接法，此题考查的是限流接法，在限流时接入的两个接线柱为上面一个，下面一个，故A错误；当下端接b时，P向右移动电阻减小，电流变大，故B、C错误；当下端接a时，滑片P向右移动，电阻变大，电流减小，故D正确。
答案：D[答案] A答案：D图3－2－3 [例2] 如图3－2－3所示，P是一
根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的
长陶瓷管，其长度为l，直径为D，镀膜
材料的电阻率为ρ，管的两端有导电箍
M、N，现把它接入某电路，用电压表测得M、N两端的电压为U，用电流表测得通过电阻膜的电流为I，试推导计算膜层厚度的公式。[审题指导] 解答本题时应把握以下两点：
(1)用伏安法测量导电膜的电阻。
(2)用电阻定律求导电膜面积，再求厚度。 正确地建立导电膜的模型。导电膜镀在陶瓷管上，是一个圆筒状的导体，其厚度很小，考虑周长时将其忽略。将导电圆筒沿轴向展开，就是一个宽度为πD、厚度为h、长度为l的立方体模型。图3－2－42．有一根细长而均匀的金属材料，
长为l，电阻率为ρ，横截面积
外方(正方形)内圆，正方形边长
为a，如图3－2－4所示，现把它
沿垂直纸面方向接入电路中，当
电压为U时，电流为I，内圆的直径为多大？点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件44张PPT。第
3
节
焦耳定律理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三3．电流通过导体产生的热量跟电流
的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q＝I2Rt。
4．纯电阻电路中电功和电热相等，
非纯电阻电路中电功大于电热。 1.电功
(1)定义：当接通电路时，电路中就建立了电场，自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时
对自由电荷做了功，就是我们常说的电功。
(2)公式：W＝qU＝ 。
(3)单位：在国际单位制中是 ，符号：J，常用单位还有 (kW·h)，俗称“度”，1 kW·h＝ 。
(4)物理意义：指 和其他形式能的转化过程。电场力UIt千瓦时3.6×106 J电能焦耳单位时间快慢1．用电器两端电压为220 V，这意味着 ( )
A．1 A电流通过用电器时，消耗的电能为220 J
B．1 C正电荷通过用电器时，产生220 J的热量
C．1 A电流通过用电器时，电流的发热功率为220 W
D．1 C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做
功220 J解析：由W＝UIt知，因时间未知，通过1 A电流消耗的电能无法确定，故A错。若是纯电阻，发热功率为220 W，但若不是纯电阻，发热功率则小于220 W，C选项错。移动1 C正电荷电场力做功W＝Uq＝220 J，D选项正确。只有在纯电阻电路中，电能才全部转化为内能，B选项错。
答案：D[自学教材] 1．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟 的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟通电时间成 。
(2)公式：Q＝ 。
(3)单位：焦耳，简称焦，符号 J。
(4)微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断 ，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体 。电阻I2Rt电流正比碰撞发热 2．身边的电热
(1)电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率 的材料制成的。
(2)电焊是在焊接的金属接触面上通过 ，利用接触电阻产生的 得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。较大电流热量 (3)插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易 ，甚至迸出火花。
(4)电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了 。发热散热[重点诠释] 2．纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别
纯电阻电路与非纯电阻电路是物理学中的两种常见电路，列表区分如下：2．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”字样，电动机线圈
的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中，正确的是 ( )
A．Q＝U2·t/R B．Q＝Pt
C．Q＝(P/U)2·Rt D．以上三种方法均正确答案：C[答案] (1)48.4 Ω (2)826.4 W (1)纯电阻用电器，电压、电流、电阻三者关系满足欧姆定律，电功率与电热功率相等。
(2)灯泡、电炉等常用的纯电阻用电器，严格地说，常温下的电阻与正常工作时的电阻不同，不同工作温度下的电阻也不同；但若没有特别说明，则不考虑温度对电阻率的影响，即电阻为定值。1．一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J。
若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是 ( )
A．4 V,16 J B．8 V,16 J
C．4 V,32 J D．8 V,32 J答案：D [解析] (1)公式P＝UI可计算电动机消耗的总功率，因此电动机消耗的总电功率：P总＝UI＝220 W。
(2)P＝I2R只能计算发热损耗的电功率，发热损耗的电功率：P热＝I2R＝1 W。
(3)转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减去发热损耗的电功率，所以转化为机械能的功率为P机＝
P总－P热＝219 W。
[答案] 220 W 1 W 219 W2．一台电动机额定电压为220 V，额定电流为4 A，让
这台电动机正常工作，则下列说法正确的是( )
A．电动机对外做功的功率为880 W
B．电动机内发热功率为880 W
C．电动机的内电阻为55 Ω
D．电动机的额定功率为880 W解析：电动机额定功率P＝UI＝880 W，电动机不是纯电阻元件，额定功率等于发热功率与对外做功功率之和，故D对，A、B错。而电动机的内电阻不能用额定电压与额定电流的比值计算，C错。
答案：D图3－3－1 [例3] 如图3－3－1所示，
为电动机提升重物的装置，电
动机线圈电阻为r＝1 Ω，电
动机两端电压为5 V，电路中
的电流为1 A，求：
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？
(3)这台电动机的机械效率是多少？ [答案] (1)1 W (2)5 W 4 W (3)80% 电动机的功率和效率
(1)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI。
(2)输出功率：电动机做有用功的功率。
(3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2r。
(4)功率关系：P总＝P出＋P热。上题中若物体重为20 N，不计摩擦力，10 s时间可以匀速把物体提升多高？答案：2 m点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件52张PPT。第
4
节
串联电路和并联电路理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三1.串联电路中各处的电流相等，总电压
等于各部分电压之和。
2．并联电路中，各支路的电压相等，总
电流等于各支路电流之和。
3．电压表是利用串联电路的分压作用，
由小量程电流计串联电阻改装而成。
4．电流表是利用并联电路的分流作用，
由小量程电流计并联电阻改装而成的。[自学教材] 1．串联电路的基本特点
(1)在串联电路中，各处的电流 ，即
。
(2)串联电路的总电压等于各部分电压 ，即U＝ 。相等I1＝I2＝…＝In之和U1＋U2＋…＋Un2．串联电路的性质
如图3－4－1所示：图3－4－1 3．电流表改装成电压表
将电流表的示数根据欧姆定律U＝IR换算成电压值，可直接用于测 ，如果给小量程电流表 一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压，因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表。电压串联[重点诠释] 1．对串联电路的深化理解
(1)串联电路的各处电流相等，是电荷守恒定律的体现。
(2)串联电路的总电压等于各部分电压之和，是能量守恒定律的体现。 2．将小量程电流计改装成大量程的电压表
(1)改装原理：将电流计的示数根据欧姆定律U＝IR换算成电压值，只是量程Ug很小。如果给小量程电流计串联一个较大的分压电阻，就可以用来测量较大的电压，因此电流计就变成了一个串联了分压电阻的电压表。1．电阻R1、R2、R3串联在电路中，已知R1＝10 Ω、R3
＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则下列判断错误的是 ( )
A．电路中的电流为0.6 A
B．电阻R2的阻值为20 Ω
C．三只电阻两端的总电压为21 V
D．电阻R3消耗的电功率为3.6 W解析：串联电路中电流处处相等，所以I＝I1＝U1/R1＝0.6 A，所以A对；又串联电路中导体两端电压和导体电阻成正比，即U1∶U2∶U3＝R1∶R2∶R3，所以R2＝20 Ω，U3＝3 V，B对；又串联电路的总电压等于各支路电压之和，所以U＝U1＋U2＋U3＝21 V，C对；P3＝I2R3＝1.8 W，所以D错。
答案：D[自学教材] 1．并联电路
(1)并联电路：如果将电路中的元件逐个并列地连接起来，这个电路就是 电路。
(2)并联电路的基本特点：
①并联电路中各支路的电压 ，即U＝
。
②并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝
。并联U1＝U2＝…＝UnI1＋I2＋…＋In相等2．把小量程的电流表改装成大量程的电流表
给小量程的电流表 一个较小电阻就可以用
来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程。并联[重点诠释] 1．对并联电路的深化理解
(1)并联电路中各支路的电压相等，体现了电场力做功大小与路径无关，由始末点的电势差决定。
(2)并联电路的总电流等于各支路电流之和，是电荷守恒定律的体现。 2．小量程电流表改成大量程电流表
(1)改装原理：给小量程的电流计并联一个分流电阻，就可以用来测量一个较大的电流，也就扩大了电流计的量程。 图3－4－22．三个电阻之比为R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，将这三个电
阻并联，则通过这三支路的电流I1∶I2∶I3为 ( )
A．1∶2∶5 B．5∶2∶1
C．10∶5∶2 D．2∶5∶10答案：C[自学教材] 1．混联电路
串联之中有 ，并联之中有 的电路。
2．方法
不管混联电路多复杂，大都可以简化为 电路和 电路。 并联串联串联并联[重点诠释] 1．混联电路的处理方法
(1)对于简单电路，可直接分析计算。
(2)对于较复杂的电路，需先将复杂电路适当简化，画出等效电路图，结合串并联电路的特点进行分析、计算。2．电路化简原则
(1)无电流的支路化简时可去除。
(2)等电势的各点化简时可合并。
(3)理想导线可任意长短。
(4)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。
(5)电压稳定时电容器可认为断路。 3．常用等效简化方法
(1)电流分支法：
①先将各结点用字母标上；
②判定各支路元件的电流方向(若原电路无电流，可先假设加上电压形成电流后判断)；
③按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；
④将画出的等效图加工整理。 (2)等势点排列法：
①将各结点用字母标出；
②判定各结点电势的高低(若原电路未加电压，可先假设加上电压后判断)；
③将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间的支路画出；
④将画出的等效图加工整理。图3－4－33．试画出图3－4－3中的等效电路图。解析：假设电流的流向从A流向D，则
电路中的等电势点为A、B，电势从高
到低为AB、C、D，观察电路，R2、R3
接在AB与C之间，R1接在AB与D之间，
R4接在C与D之间，故等效电路图如图所示。
答案：见解析图 [例1] 两个用电器的额定电压都是6 V，额定电流分别是0.1 A和0.3 A。
(1)把这两个用电器并联后接在电压为8 V的电路中，要使它们正常工作，应附加多大电阻，怎样连接，功率至少需多大？
(2)如果把它们串后接在12 V的电路上，要使它们正常工作应该怎样做？
[审题指导] 解此题要根据两用电器的额定电压值和电流值，利用串联分压和并联分流的原理进行设计。 [答案] (1)5 Ω 串联 0.8 W (2)应该并联在R1两端一个分流电阻，其阻值为30 Ω 用电器正常工作的条件是加在它们两端的电压必须是额定电压，或通过它们的电流必须是额定电流，若电源电压不满足要求，就要用学过的串并联知识进行电路整合。上题中若两用电器组成串联电路，则加在电路两端的电压最大是多少？两用电器都能正常工作吗？答案：8 V 额定电流为0.3 A的用电器不能正确工作 [例2] 有一满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝100 Ω的小量程电流表。求：
(1)把它改装成满偏电压U＝10 V的电压表需串联的电阻；
(2)把它改装成满偏电流I＝0.6 A的电流表需并联的电阻。 [审题指导] 根据串并联电路的关系，改装时应注意：
(1)改装后的电压表的量程U等于电流表的满偏电流Ig与电压表内阻(Rg＋Rx)的乘积；
(2)改装成电流表时，IgRg等于(I－Ig)和并联的分流电阻R的乘积(I－Ig)Rx。[答案] (1)9 900 Ω (2)0.17 Ω图3－4－4如图3－4－4所示是一个电流表、电压
表两用的电路，电流表G的量程是
100 μA，内阻是1 000 Ω。电阻R1＝
0.1 Ω，R2＝99 kΩ，当双刀双掷开关合
到a、b上时，电流表改装成什么表？其
量程是多少？当双刀双掷开关合到c、d上时，电流表改装成什么表？其量程是多少？解析：当开关合到a、b上时，电路转换成如图甲所示的电路，此时小电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用。答案：电流表 1 A 电压表 10 V点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件58张PPT。第
1
节
闭合电路欧姆定律理解教材新知把握热点考向应用创新演练第4章
闭合电路欧姆定律和逻辑电路知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三考向三1.电动势是反映电源把其他形式的能转
化为电能本领的物理量，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2．流过闭合电路的电流跟电路中电源的
电动势成正比，跟电路中内外电阻之和成反比。
3．外电路电阻R增大时，电路中电流减
小，路端电压增大；外电路电阻减小时，电路中电流增大，路端电压减小。[自学教材] 1．电源
把其它形式的能转化为 的装置。
2．电动势
(1)大小等于没有接入电路时两极间的 。
(2)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为
的本领。 电能电压电能 3．干电池电动势为1.5 V的物理意义
干电池的电动势为1.5 V，说明电荷量为1 C的电荷通过电源时，电源通过非静电力做功将 J的化学能转化为电能。1.5[重点诠释] 1．电动势的理解
(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。
(2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极，即电源内部电流的方向。
(3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)。 2．电动势与电压的区别
(1)物理含义：电压表示电阻或用电器两端的电势差，是形成电场产生电流的原因，电动势表示电源提供电能的本领，是电压产生的原因。
(2)做功的实质：电压对应电场力做功，电动势对应非静电力做功。
(3)能的转化：电压相关的能是把电能转化成其他形式的能；电动势相关的能是把其他形式的能转化成电能。1．下列说法中正确的是 ( )
A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B．电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压
C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有
本质的区别
D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高解析： 电动势与电压有本质的区别，二者单位相同，只有电源与外电路断开时，两极间的电压在数值上才与电动势相等。
答案：C[自学教材] 1.闭合电路
(1)只有用导线把电源、用电器连成一个 才有电流。用电器、导线组成 ，电源内部是 ，内电路的电阻叫 。
(2)在外电路中，沿电流方向电势 ，在内电路中电流从 极到 极。闭合电路外电路内电路内阻降低负正 2．闭合电路欧姆定律
(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的
成正比，跟电路中内、外 之和成反比。
(2)公式：I＝ 。
(3)适用的条件为：外电路为 。
(4)电动势与内外电压的关系：E＝ 。电动势电阻纯电阻电路U外＋U内[重点诠释]1．闭合电路的组成3．闭合电路的能量关系
(1)电源的总功率：P总＝PE＝EI
(2)电源的内阻消耗的功率：P内＝I2r
(3)外电路消耗的功率：
P外＝P输出＝IU端＝P总－P内＝EI－I2r图4－1－12.如图4－1－1所示，电源的内阻r为
2 Ω，R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当S
连接1时，电流表的示数为0.2 A，
则将S切换到2时，电流表的示数
变为 ( )
A．0.18 A B．0.20 A
C．0.24 A D．0.26 A答案：C[自学教材]增大减小无穷大E零零最大零[重点诠释] 由此可见，当外电路电阻R增大时，电流I减小，路端电压U增大；反之，当外电路电阻R减小时，电路中电流I增大，路端电压U减小。2．闭合电路和部分电路的U—I图像的区别图4－1－2 (1)两图像直线方向不同，斜率的物理意义不同。闭合电路的U—I图像(如图4－1－2甲)的斜率表示电源的内阻；而部分电路的U—I图像(如图乙)的斜率表示的是这段电路上的电阻。
(2)从表示的内容上，闭合电路的U—I图像(甲图)表示U与I的制约关系；而部分电路的U—I图像(乙图)是对于固定电阻而言的，反映了U—I的正比关系。 (3)从物理意义上，闭合电路的U—I图像((甲图)表示电动势和内阻不变，外电阻是变化的；而部分电路的U—I图像(乙图)表示导体的性质，前提是电阻R保持不变。答案：B图4－1－3 [例1] 如图4－1－3所示的电路中，
当S闭合时，电压表和电流表(理想电表)
的读数分别为1.6 V和0.4 A，当S断开时，
它们的示数变为1.7 V和0.3 A，则电源的
电动势和内阻各为多少？
[审题指导] 解答本题时应把握以下两点：
(1)明确S闭合前后R1和R2的连接方式。
(2)明确电压表所测电压为路端电压。 [解析] 当S闭合时，R1和R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U端1＝E－I1r
代入数据得：E＝1.6＋0.4r①
当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U端2＝E－I2r
代入数据得：E＝1.7＋0.3r②
联立①②得：E＝2 V，r＝1 Ω
[答案] 2 V 1 Ω 解决这类问题应该充分利用题设条件，结合闭合电路欧姆定律进行列方程求解，在求解过程中要注意电流的变化，因为电流是连接内外电路的纽带。图4－1－41．如图4－1－4所示电路，R由2 Ω变
为6 Ω时，电路中的电流变为原来的一半，则电源的内阻是 ( )
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω答案：B [例2] (2012·龙岩高二检测)如图4－1－5所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2，则下列表述正确的是图4－1－5 A．电源输出功率减小
B．L1上消耗的功率增大
C．通过R1上的电流增大
D．通过R3上的电流增大
[思路点拨] 此题是一道有关闭合电路动态变化的问题，我们可以依据“先局部后整体再局部”的思路进行分析。[答案] C 对于闭合电路动态分析，一般解题思路是“先局部后整体再局部”。具体步骤可归纳为：2．在图4－1－6所示的电路中，电源电动势E和内
阻r恒定不变，电灯L恰好能正常发光，如果变阻器R1的滑片向b端滑动，则 ( )图4－1－6A．电灯L更亮，电流表的示数减小
B．电灯L更亮，电流表的示数增大
C．电灯L变暗，电流表的示数减小
D．电灯L变暗，电流表的示数增大答案：A [例3] 如图4－1－7所示，R1＝8 Ω，电源的电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，R2为变阻器。问：图4－1－7 (1)要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时R2的功率多大？
(2)要使R1得到最大的电功率，R2的取值多大？R1的最大功率多大？这时电源的效率是多少？
[审题指导] 解此题的关键两点：
(1)研究R2的最大功率时，将R1等效为内电阻。
(2)研究R1的最大功率时，只需流过R1的电流最大。[答案] (1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80%闭合电路中的功率分析
(1)各部分功率关系分析：
P电源＝EI
P外＝I2R
P内＝I2r(3)P出对外电阻R的函数关系图像(如图4－1－8)：图4－1－8点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件42张PPT。第
2
节
多用电表的原理与使用理解教材新知把握热点考向应用创新演练第4章
闭合电路欧姆定律和逻辑电路知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1.多用电表测直流电流和电压的原理
就是电阻的分流和分压原理。
2．多用电表欧姆挡测电阻的设计原理
是闭合电路欧姆定律。
3．多用电表欧姆挡测电阻时，先将选
择开关拨到适当倍率，将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使欧姆表调零。测完后，将选择开关置于“OFF”或交流电压最高挡。 1.多用电表
多用电表曾叫“万用表”，是一种集测量交流与直流 、电流和电阻等功能于一体的测量仪器。它具有用途多、量程广、使用方便等优点。电压 2．多用电表的结构
多用电表的核心是一只直流灵敏 ，即
“表头”。表头与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。
(1)多用电表测直流电流和电压的原理是电阻的
和 原理。
(2)多用电表测电阻的原理是 欧姆定律。 电流计分流分压闭合电路图4－2－1 3．多用电表电阻挡测电阻的原理
多用电表电阻挡原理图如图4－2－1所示，G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表，R是可变电阻，也叫 电阻，电池的电动势为E，内阻为r。调零00处零“∞”RxRx1．关于多用电表上的刻度，下列说法错误的是 ( )
A．直流电流刻度和直流电压刻度都是均匀的，可
以共用一个刻度
B．电阻刻度是不均匀的
C．交流电压刻度是不均匀的
D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度相
对应解析：电流表与电压表是通过改变表头的电流来测量电流与电压的，其指针的偏转角度是与电流的大小成正比的，故A正确，C错误；而多用电表电阻挡内的电流与待测电阻之间是非线性关系，即刻度是不均匀的，故B正确；电阻挡的零刻度对应的是表头的满偏电流，即与直流电流的最大刻度相对应，故D正确。
答案：C 1．认识多用电表外形构造和面板刻度结构
如图4－2－2所示是一种多用电表
的外 形图，表的上半部分为表盘，下
半部分是选择开关，其周围标有测量
功能的区域及量程，测量功能有交流
电压、直流电压、直流电流和电阻。
在不使用的情况下，应将选择开关旋
到OFF挡，或交流电压最高挡。图4－2－2 2．多用电表的使用方法
(1)机械调零：
使用多用电表测量前，首先检查其指针是否停在左端的“0”位置，如果没有停在“0”位置，要进行调零，使指针指零。
(2)选挡：
测量时，应把选择开关旋到要测量的对应的项目上，并且选择恰当的量程；在读数时，要选取与选择开关的挡位相对应的刻度进行读数。 (3)测量时，一定要注意人身安全，不可用手触及表笔的金属部分，以防止触电。
(4)实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最高挡。如果多用电表长期不用，应取出表内的电池。3．用多用电表进行电阻测量的操作步骤 4．用多用电表测电阻时的注意事项
(1)在测量待测电阻前，先要把待测电阻与电源和别的元件断开，而且测量时不要用手同时接触表笔的金属部分和电阻的两根金属引线。
(2)在选择电阻挡量程时，应尽可能地使电表指针指在中央刻度的附近位置，以便尽可能地提高测量的精确度，减小误差。 (3)在换电阻挡量程后，一定要重新进行“欧姆调零”，然后再去测量。
(4)由于欧姆表表盘刻度不均匀，难于估读，因此测量结果只需取两位有效数字，而且一定不要忘记乘以相对应的倍率。2．多用电表表头的示意图如图4－2－3所示。在正确操作
的情况下：图4－2－3(1)若选择开关的位置如箭头a所示，则测量的物理量是
________，测量结果为________。
(2)若选择开关的位置如箭头b所示，则测量的物理量是
________，测量结果为________。
(3)若选择开关的位置如箭头c所示，则测量的物理量是
________，测量结果为________。(4)若选择开关的位置如箭头c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：________________________________________。
(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到__________挡或者__________。
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表。解析：多用电表可以测直流电压、电流，交流电压，电阻．测电压、电流时同电压表、电流表的使用方法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值。答案：(1)直流电压 1.25 V (2)直流电流 50 mA (3)电阻 1.7 kΩ (4)选用欧姆表“×1 k”倍率，重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 (5)OFF 交流电压500 V挡 (6)红 正 [例1] 如图4－2－4甲所示为欧姆表的电路原理图，G为满偏电流Ig＝200 μA的电流表，表头内阻为Rg，R0为定值电阻，RP是调零电阻，表内电源电动势E＝1.5 V，内阻为r。图乙是表盘的电阻刻度。B为A、C的中点。试分析确定A、B、C三点刻度的电阻值。图4－2－4[答案] A为＋∞，B为7 500 Ω，C为0。 [例2] (1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联接入被测电路中。当测直流电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路______联。测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在______处，即电流从________表笔流进。 (2)如图4－2－5的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。图4－2－5 ①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数为______Ω，Ⅱ的示数为________Ω。
②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为________V，Ⅱ的示数为________V，Ⅲ的示数为________V。
③选择开关置于直流“250 V”挡时，Ⅰ的示数为________V，Ⅱ的示数为________V。 [解析] (1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于“mA挡”，且把电表串联接入被测电路中。测直流电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端。因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入。 (2)多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以挡位倍率，才是电阻的测量值。
[答案] (1)mA 串 V 并 电势高 红
(2)①24 36 ②25.0 20.0 10.0 ③125 100 一个多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1 Ω，×10 Ω，×100 Ω。用×10 Ω挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是__________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图4－2－6所示，则该电阻的电阻值是________ Ω。图4－2－6解析：用×10挡测电阻时，指针偏角很小说明所测电阻阻值很大，所选量程太小，为较准确地进行测量，应换到×100挡，换×100挡后要重新欧姆调零。该电阻表盘读数是22 Ω，倍率是×100，所以该电阻阻值为22×100 Ω＝2.2×103 Ω。
答案：×100 欧姆调零 2.2×103点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件39张PPT。理解教材新知把握热点考向应用创新演练考向一考向二考向三第4章
闭合电路欧姆定律和逻辑电路第3节
测量电源的电动势和内电阻一、实验目的
用伏安法测电源的电动势和内电阻。
二、实验原理
原理图如图4－3－1所示。图4－3－1 三、实验器材
待测电池一节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、坐标纸、直尺。
四、实验步骤
(1)确定电流表、电压表的量程，按电路图把器材连接好。
(2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻值最大。 (3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读数，记录一组电流表和电压表的读数。
(4)用同样方法，再次测量并记录几组U、I值。
(5)断开开关，整理好器材。
(6)根据测量的数据描绘U—I图线，所得图线的延长线与纵轴U的交点即为电源的电动势E，图线斜率的绝对值即为电源的内阻r。 2．图像法
对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U—I图像应该是一条直线(如图4－3－2)，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流I0，图线的斜率的绝对值表示电源的内电阻r。图4－3－2 六、注意事项
(1)使用内阻大些(用过一段时间)的干电池，在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。
(2)在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差。图4－3－3 七、误差分析
1．电流表内接
电路如图4－3－4甲所示，产生实验误差的原因是由于电压表的分流造成的，测量值与真实值的关系为：E测＜E真；r测＜r真。图4－3－4 2．电流表外接
电路如图4－3－4乙所示，产生实验误差的原因是由于电流表的分压造成的，测量值与真实值的关系为：E测＞E真；r测＞r真。图4－3－5图4－3－6 (3)两个电压表(量程已知，内阻不知)。电路图如图4－3－7甲、乙所示。图4－3－7 [例1] 测量电源B的电动势E和r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω)。器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝4 Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。
(1)画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E＝________，r＝________。(用I1、I2、U1、U2及R表示) [解析] (1)实验中由于电流表具
有一定的电阻，故电流表相对于电源
应该外接。
电路中最大电流为电流表的量程0.5 A，故路端电压最小为E－Imax·r＝3.75 V，大于电压表的量程3 V，所以保护电阻R应置于并联部分之外，这样电压表电压U＝4.5 V－0.5×(1.5＋4)V＝1.75 V，这样才小于电压表量程。故实验原理图如图所示。 [例2] 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图4－3－8所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示：图4－3－8(1)试根据这些数据在图4－3－9中作出U－I图线。图4－3－9 (2)根据图线得出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω。
(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第______组和第________组数据，求得E和r误差最大。 [解析] (1)描点作图，舍去第四组数对应的点。图线如图所示。 (3)选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点。选用这两组数据求E和r，相当于过图中(0.31,1.24)和(0.32,1.18)两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除。
[答案] (1)见解析图 (2)1.45 0.70 (3)3 4 [例3] 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999 Ω)，一只电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若干导线。 请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图4－3－10中器件的连接方式，画线把它们连接起来。图4－3－10 [解析] 根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表来测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如图所示。[答案] 见解析图点击下图片进入“应用创新演练”课件41张PPT。第
4
节
逻辑电路与自动控制理解教材新知把握热点考向应用创新演练第4章
闭合电路欧姆定律和逻辑电路知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1.如果要求输出Z为1，只有输入A
和B都为1才能实现，否则输出为0，这就是“与”逻辑。
2．如果要求输出Z为1，只要输入A
和B有一个是1就能实现，这就是“或”逻辑。
3．输出Z是输入A的否定，这就是
“非”逻辑。 1.逻辑电路
计算机的核心是由一些被称为逻辑电路的基本
电路构成的。
这里所说的逻辑，是指“条件”与“结果”的关系。在计算机中，所谓的条件就是一些用 的高低表示的电信号，执行类似逻辑任务的是一些电子开关，即逻辑门电路。逻辑门电路的信号只有两种状态，一是高电位状态，用 表示；一是低电位状态，用 表示。逻辑门电位01 2．各种基本的逻辑门电路符号、真值表及特点
(1)“与”门
①“与”逻辑：如果要求输出Z为1，只有输入A和B都为 才能实现，否则输出为 。
②“与”门的符号 。10③“与”门的真值表0001 (2)“或”门
①“或”逻辑：如果要求输出Z为1，只要输入A
B有一个是 就能实现。
②“或”门的符号 。或1③“或”门的真值表1110(3)“非”门
①“非”逻辑：输出Z是输入A的 。
②“非”门的符号 。
③“非”门的真值表否定111．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设
计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系 ( )
A．“与”门 B．“非”门
C．“或”门 D．“与非”门解析：联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过。这和“与”门的逻辑关系一致。
答案：A [自学教材] (1)逻辑电路是 的核心，在生产、生活中有着十分广泛的运用。
(2)实例： 、火警自动报警器等。
(3)半导体集成电路：
电子产品已经广泛深入到人们生活的方方面面，这与半导体 的发展密不可分。如今，集成电路技术的发展，已经成为一个国家电子技术发展的重要标志。自动控制电路恒温热水器集成电路(4)集成电路的特点：
①可靠性高，寿命长。
②专用性强，使用方便。
③体积小，功能多。
④应用领域广，发展前景大。[重点诠释] 复合门的真值表的表示
(1)“与非”门：由一个“与”门和一个“非”门组成。它具有的逻辑关系用真值表表示为： (2)“或非”门：由一个“或”门和一个“非”门组成。参考“与非”门，它具有的逻辑关系用真值表表示为：2．如图4－4－1所示，将两个“非”门和一个“与”
门组成一个复合门电路，请在下表中填写该门电路的真值表。图4－4－1 解析：先计算出两个非门的输出，然后将这两个输出进行逻辑“与”运算，即可得出整个复合门电路的输出结果。
两个“非”门的输入输出真值表如下： 将两个“非”门的输出作为“与”门的输入，真值表如下：答案：见解析 [例1] 如图4－4－2所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题。求：图4－4－2 (1)“与”门电路的输出电压Z随时间变化的关系；
(2)“或”门电路的输出电压Z随时间变化的关系。
[思路点拨] “与”逻辑关系是当两个输入端都有信号时，输出端才有信号输出。“或”逻辑关系是当两个输入端的任意一个有信号时，输出端就有信号输出。由于已知的是输入端电信号随时间变化的关系，为了便于分析输出端的情况，借用真值表分析进行。 [解析] (1)对“与”逻辑关系，先作出A、B、Z的真值表，然后再确定输出Z与时间的变化关系。 所以UZ随时间变化如图所示。 (2)对“或”逻辑，先作出A、B、Z的真值表，然后再确定输出Z与时间的变化关系。所以UZ随时间变化如图所示：[答案] 见解析图 对于考查逻辑电路知识及逻辑运算的试题，解题时应首先由已知的逻辑电路图或已知的逻辑运算关系，找出输入和输出的关系，判定输出是输入的何种逻辑关系的输出信号；然后写出真值表，确定未知的逻辑值；最后得出输出与时间变化的关系。 [例2] 如图4－4－3所示，是一个
应用某逻辑电路制作的简单车门报警电
路图。图中的两个按钮开关S1、S2分别
装在汽车的两道门上。只要其中任何一
个开关处于开路状态，发光二极管(报警
灯)就发光。请你根据报警装置的要求，列表分析开关状态与发光二极管的发光状态，并指出是何种门电路，在图中画出这种门电路的符号。图4－4－3[审题指导] 解答本题应注意以下两点：
(1)任何一个开关开路，二极管就发光的含义。
(2)各种门电路的逻辑关系及表示方法。 [解析] 驾驶员离开汽车时，两个车门均处于关闭状态，跟两个车门对应的开关S1和S2均闭合，这时发光二极管不会发光报警，为什么这时发光二极管不发光呢？原来S1和S2闭合后，电流不通过发光二极管。当有其他人打开了某一个车门时，S1或S2就处于断开状态，这时就有电流通过发光二极管，使其发光报警，可见，这一装置实际上是一个“或”门电路。开关闭合及二极管不发光状态为“0”，开关断开及二极管发光状态为“1”。则开关状态及发光二极管发光状态对应如表，虚线框内门电路的符号如图所示。[答案] 见解析 门电路的问题分析中，门电路往往要和一些常用的电学元件(如电阻、电键、热敏电阻、光敏电阻、二极管等)一起构成电路，通过电路中某一部分的变化(电键的通断、电阻的变化等)实现门电路输入端的电压变化，即电势的高低变化，从而通过门电路的输出端达到控制电路的目的，因此在分析这类问题时，除熟练掌握各种门电路的作用外，还要熟练的掌握电路的动态变化规律的分析，准确判断出电路中，尤其是门电路部分的电势高低的变化，从而达到正确解决问题的目的。点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件29张PPT。第
1
节
磁场理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第5章
磁场1.同名磁极相斥，异名磁极相吸。
2．磁场是一种看不见、摸不着、存
在于电流或磁体周围的物质，它传递磁相互作用。
3．小磁针的指向与正南北方向之间
的夹角叫做磁偏角。
4．地磁场是地球的“保护伞”，利
用地磁场可以勘探矿床。[自学教材] 1.古人对磁的应用
是我国古代四大发明之一，由原来的
发展而来，它的发明对促进人类航海事业起了重大作用。
2．磁场
(1)定义：磁体或 周围存在的一种特殊物质。
(2)基本性质：对放入其中的 或 产生力的作用。
(3)磁极间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。指南针“司南”电流磁极电流排斥吸引[重点诠释] 1．对磁现象的理解
(1)磁极与磁体之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都会发生相互作用，这些相互作用都是通过磁场发生的，这是磁现象的电本质，图示如下： (2)任何一个磁体都有N、S两个磁极，不存在单极磁体。2．电场和磁场的比较1．下列关于磁场的说法中，正确的是 ( )
A．磁场和电场一样，都是同一种物质
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁极与电流之间不能发生相互作用
D．磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都能
通过磁场发生相互作用解析：磁场和电场，都是自然界客观存在的特殊物质，电场传递电荷间的相互作用，磁场除了传递磁极与磁极之间的相互作用，还可以传递磁极与电流之间、电流与电流之间的相互作用，故D正确。
答案：D 1．地磁场
地球本身是一个大磁体，它的N极
位于地理 附近，S极位于地理 附近。
2．磁偏角
地磁场的两极与地理的两极并不重合。因此水平放在地面上的可以自由转动的小磁针的指向与 方向之间有一个夹角，这个夹角叫磁偏角。南极北极正南正北图5－1－1 3．地磁场的特点
地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有：
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
(2)地磁南极正上方磁场方向竖直向下，地磁北极正上方磁场方向竖直向上。
(3)在赤道正上方，地磁场方向水平向北。
(4)在南半球，地磁场方向相对地面指向北上方；在北半球，地磁场方向相对地面指向北下方。4．地磁场作用
(1)行军、航海需要利用地磁场对 的作用来定向。
(2)地磁的变化可以用来勘探矿床。
(3)地磁场称为地球的“保护伞”。指南针2．关于地磁场，下列说法正确的是 ( )
A．地磁的南极在地球北极附近
B．地磁的北极与地球北极重合
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两
极并不重合，其间有一个夹角这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D．在地球表面各点磁场强弱相同解析：地磁两极与地理两极位置并不重合，地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，故A对，B错，磁偏角是能自由转动的小磁针静止时的指向与正南北方向的夹角，在地球上的不同地点，磁偏角一般不同，故C错，地磁场类似于条形磁铁的磁场，南、北两极附近磁场最强，赤道周围磁场最弱，故D错。
答案：A [例1] 以下说法中正确的是 ( )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场都是根据人们的想象确定的 [审题指导] 解题时应注意以下两点：
(1)注意磁场与电场的区别；
(2)理解磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。 [解析] 电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力。磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点。所以只有A正确。
[答案] A 对于磁场，应该理解磁场的客观存在性，磁体或电流周围都存在着磁场，虽然看不见摸不着，但实际存在。同时，磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用。[例2] 地球是一个大磁体，以下说法错误的是 ( )
A．地磁场的北极在地理南极附近
B．赤道附近地磁场的方向和地面平行
C．北半球地磁场方向相对地面是斜向下的
D．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的 [解析] 地面上小磁针静止时，磁针的南极应指向地磁场的北极，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，因此地磁场的方向只有在赤道附近和地面平行，在北半球斜向下方，在南半球斜向上方。故选D。
[答案] D 点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件39张PPT。第
2
节
用磁感线描述磁场理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第5章
磁场1.磁感线是为描述磁场而假想的线，磁感
线上某点的切线方向表示该点磁场的方
向，磁感线越密，磁场越强。
2．用右手握住导线，让伸直的拇指所指
的方向与电流方向一致，弯曲的四指
所指的方向就是磁感线的环绕方向。3．用右手握住螺线管，让弯曲四指
所指方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极。[自学教材] 1．磁感线的定义
磁感线即在磁场中画出的一些有 的假想曲线，在磁感线上，任意一点的切线方向都跟该点的 相同，都代表磁场中该点小磁针 受力的方向。
2.磁感线的特点
(1)磁感线是为了形象描述磁场而 的，不是实际存在的线。
(2)磁感线上任一点的 为该点的磁场方向。方向磁场方向北极假想切线方向 (3)磁感线的 反映磁场的强弱。磁感线密集的地方磁场 ，磁感线稀疏的地方磁场 。?
(4)磁感线在磁体的外部都是从北极(N极)出来进入 ，在磁体的内部则是由 指向 形成一条闭合曲线。
(5)任意两条磁感线都不 。疏密强弱南极(S极)南极北极相交[重点诠释]1．几种常见磁体的磁感线图5－2－1 2．磁感线与电场线的比较
磁感线与电场线都是为了形象描述场而引入的，它们既有相似点，又有不同点，列表比较如下：1.关于磁感线的说法，正确的是 ( )
A．磁感线总是从N极出发，终止在S极
B．磁感线是客观存在的、肉眼看不见的曲线
C．磁感线上任一点的切线方向表示该点磁场的方向，
磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
D．磁感线就是磁场中铁粉排列成的曲线解析：磁感线是闭合不相交的、假想的、实际不存在的线。是为了形象描述磁场而引入的线。
答案：C[自学教材]图5－2－2 1．直线电流的磁场
安培定则(又叫右手螺旋定则)：用 握住导线，让伸直的 的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向(如图5－2－2所示)。右手拇指所指磁感线 2．环形电流的磁场
安培定则：右手弯曲的四指表示环形电流的方向，则伸直的拇指所指的方向是环形导线中心轴线处的磁感线方向(如图5－2－3所示)。图5－2－3 3．通电螺线管的磁场
安培定则：用 握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与 一致，拇指所指的方向就是螺线管 磁感线的方向，也就是说拇指指向通电螺线管的 。通电螺线管的磁场(如图5－2－4所示)。图5－2－4右手电流方向内部北极(N极)[重点诠释] 常见电流磁场的分布特点
(1)直线电流的磁场中，在垂直于电流的平面内磁感线是一组以电流为中心的同心圆，在空间中是以电流为中心轴的同轴圆筒，离电流越近，磁感线越密，磁场越强，反之，磁感线越稀，磁场越弱。 (2)环形电流的磁感线是一系列围绕电流的闭合曲线，中心轴线上的磁感线与环形电流面垂直，且离环心越远，磁场越弱。
(3)通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似。且在管的内部，磁感线是互相平行的直线，磁场强弱处处相同，在管的外部，两端磁性最强，中间最弱。2．如图5－2－5所示是通电直导线周围磁感线分布
情况的示意图，各图的中央?表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，则这四个图中正确的是 ( )图5－2－5解析：四个图中磁感线的方向都符合右手螺旋定则，但是磁感线分布的密度不同，从通电直导线开始，由近而远，逐渐由密变疏。据此推理，只有C图是正确的。
答案：C [例1] 关于磁感线的说法，正确的是 ( )
A．磁感线总是从磁体的N极出发指向S极
B．磁感线可以表示磁场的强弱和方向
C．电流在磁场中的受力方向即为该点的磁场方向，即为该点磁感线的切线方向
D．沿磁感线方向磁场减弱 [审题指导] 解答本题时应注意以下三点：
(1)磁感线是闭合曲线。
(2)磁感线疏密反映磁场强弱。
(3)小磁针N极在磁场中的受力方向即为该点的磁场方向，即为该点磁感线的切线方向。 [解析] 磁感线是闭合曲线，在磁体外部是从N极到S极，内部是由S极到N极，A项错误。用磁感线可形象描述磁场的强弱和方向，即疏密表示强弱，各点的切线方向表示该点的磁场方向。磁场中各点的方向即为处在该点的小磁针N极的受力方向，不是电流的受力方向，B项正确，C项错。磁感线的疏密表示磁场强弱，与磁感线的方向无关。D项错。
[答案] B 磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，实际上并不存在。实验时用磁化的铁屑可以显示磁感线的分布情况，但这仅是一种模拟方法，决不能认为磁感线是存在的。另外，要注意磁场是立体的，故磁感线也应在三维空间里，不应认为只是平面的。图5－2－61．磁场中某区域的磁感线如图5－2－6
所示，则 ( )
A．a处磁场比b处磁场强
B．b处磁场和a处磁场强度一样
C．小磁针N极在a处受力比b处受力大
D．小磁针N极在a处受力比b处受力小解析：因为b处磁感线密，所以b处磁场强，故B错误。小磁针受力也是b处大，故D正确。
答案：D [例2] 如图5－2－7所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。图5－2－7 [解析] 根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下向上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线的方向向左，f中磁感线的方向向右。
[答案] 见解析 使用安培定则时要注意对于直线电流和环形电流右手拇指和四指各指向什么方向。同时要搞清楚所给图示是平面图还是投影图。要知道即使同一个磁场的磁感线分布，由于观察方位不同，画出的图形也不同。图5－2－82．如图5－2－8所示，螺线管中通有
电流，如果在图中的a、b、c三个
位置上各放一个小磁针，其中a在
螺线管内部，则
(1)放在a处的小磁针的N极向________。
(2)放在b处的小磁针的N极向________。
(3)放在c处的小磁针的N极向________。解析：由安培定则，通电螺线管的磁
场如图所示，右端为N极，左端为S极，
在a点磁场方向向右，则小磁针在a点
时，N极向右；在b点磁场方向向右，
则磁针在b点时，N极向右；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右。
答案：(1)右 (2)右 (3)右点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件47张PPT。第3、4节
磁感应
强度
磁通量
磁与现代科技理解教材新知把握热点考向应用创新演练第5章
磁场知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三1.穿过垂直于磁感线的单位面积的磁
感线条数等于该处的磁感应强度。
2．把磁场中穿过磁场某一面积S的磁
感线条数称为穿过该面积的磁通量。
3．磁在现代科技中有磁记录和磁悬浮
列车两大主要应用。[自学教材] 1. 定义
穿过 于磁感线的 的 等于该处的磁感应强度，符号用B表示。
2．单位
在国际单位制中，磁感应强度的单位是 ，简称 。符号是 。1 T＝1 N/(A·m)。垂直单位面积磁感线条数特斯拉特T 3．方向
B是 ，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时 极所指的方向。也是小磁针 受力的方向。矢量NN极 4．匀强磁场
(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度 和 都相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
(2)特点：①B 相等。
②磁感线是 且 的一组 。 大小方向处处平行等间距平行直线 (3)实例：距离 的两个 磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；长直通电螺线管 (除两端附近)的磁场也是匀强磁场。如图5－3－1所示：很近异名内部图5－3－1 5．磁场的叠加
如果空间有几个磁场 存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各磁场在该点的磁感应强度的 。同时矢量和[重点诠释] 1．磁感应强度的物理意义
磁感应强度描述了磁场力的性质。磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用。磁场中某一点的磁感应强度由磁场自身决定，与放入的磁极或电流无关。2．磁感应强度与电场强度的比较1．下列说法中正确的是 ( )
A．通过某面的磁感线条数为零则此面处磁感应强度
一定为零
B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C．平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀
强磁场
D．磁感应强度为零，则放在该处的某面通过的磁感
线条数不一定为零解析：磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B正确；磁感应强度为零，放在该处的某面就无磁感线穿过，故D错误；但是若某面无磁感线穿过，可能磁场很强而平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该面的条数为零，所以A不正确；两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场，近距离两异名磁极间的磁场才是匀强磁场。
答案：B[自学教材] 1．定义
磁场中穿过某一面积的磁感线条数叫做穿过这个面积的磁通量。
2．匀强磁场中磁通量的计算
在磁感应强度为B的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量是：Φ＝BS，其中Φ表示磁通量。如果面积S与磁场不垂直，若S与垂直于B的平面的夹角为α，磁通量为Φ＝BScosα。 3．单位
在国际制单位制中是 ，简称 ，符号： ,
1 Wb＝1 T·m2。
4．标量
磁通量是一个只用大小就能描述的物理量，是 。韦伯韦Wb标量[重点诠释] 磁通量变化的理解
(1)磁通量的变化就等于末态的磁通量Φ2减去初态的磁通量Φ1，即：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
[注意] 若规定Φ1的穿过方向为正，如果Φ2的方向与Φ1同向则取正值，反向则取负值。 (2)根据公式Φ＝BScosα知，磁通量的变化一般有下列三种情况：
①磁感应强度B不变，投影面积S变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS；
②磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则穿过回路中的磁通量的变化是：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S；
③磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。2．关于磁通量的说法，正确的是 ( )
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度
不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度 解析：磁通量是标量，没有方向，故A错误；由Φ＝BS可知，Φ大，B不一定大，可能是由于S较大造成的，故B错误；由Φ＝BS⊥知，当S与B平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但B不为零，故C正确；Φ和B是两个不同的物理量，故D错。
答案：C 1.记录与磁
(1)应用：磁记录可以用来记录声音、影像，也可以用来记录其他信息。磁记录可以应用到 、电视、 和太空船的信息记录和传送上。
(2)原理：磁记录利用 ，读取信息利用 原理。电脑人造卫星电流的磁效应电磁感应 2．交通与磁
(1)应用：磁技术在交通中的应用是制成了
。
(2)形式：磁悬浮列车有 方式和
方式两种形式。
(3)原理：运用磁铁“同性 ，异性 ”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。磁悬常导电磁铁吸引浮列车超导电磁铁相斥相斥相吸3．录音机在磁带上录制声音，计算机在磁盘上写数据
利用的原理是 ( )
A．前者是电生磁现象，后者是磁生电现象
B．前者是磁生电现象，后者是电生磁现象
C．都是电生磁现象
D．都是磁生电现象解析：录音机的磁带和计算机的磁盘都是利用电流变化而产生磁的现象，故选项C正确。
答案：C图5－3－2 [例1] 如图5－3－2所示，三根通电直导线垂直于纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同，方向如图所示。a位于bd中点且ac＝ab，则a点的磁感应强度方向是 ( ) A．垂直纸面指向纸里
B．垂直纸面指向纸外
C．沿纸面由a指向b
D．沿纸面由a指向c
[思路点拨] 空间存在三个电流共同激发的磁场，由安培定则和叠加原理来判断。 [解析] 磁感应强度为矢量，利用右手螺旋定则将每一根通电导线周围的磁场情况判断清楚，明确每根导线在a处产生的磁场方向，然后用平行四边形定则求出磁感应强度方向。根据安培定则：b、d两根导线在a点形成的磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，磁感应强度为零，故a点磁场就由通电导线c来决定。根据安培定则判断出a点处的磁场，磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b，正确选项为C。
[答案] C 在求解电流磁场的叠加问题时，应用的知识点有安培定则和平行四边形定则，用安培定则判断出各个电流产生的磁场的方向，再用平行四边形定则求解磁感应强度的矢量和。图5－3－3上题中，若三条导线都通有垂直纸面向里的电流，则构成等边三角形放置，如图5－3－3所示。若每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0。中心O处磁感应强度的大小为________。 解析：磁感应强度是矢量，所以三角
形的中心O处的磁感应强度就为三个直
线电流在O点产生磁场的合成。本题就
是根据直线电流的磁场特点，把磁场
中的这一点O与直线电流所在处的点(或A、或B、或C)的连线为半径，作此半径的垂线，垂线的方向指向由安培定则所确定的方向。图中三个磁场方向就是这样确定的，确定直线电流磁场中任何一点的磁场方向均取此种方法。直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆，中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示，由于对称性，它们互成120°角，由于它们的大小相等，均为B0，根据矢量合成的特点，可知它们的合矢量为零。
答案：0图5－3－4 [例2] 如图5－3－4所示，矩
形线圈的面积为S，置于磁感应强度
为B、方向水平向右的匀强磁场中，
开始时线圈平面与磁场垂直。求线
圈平面在下列情况下的磁通量的变化量：
(1)转过90°；
(2)转过180°。
[思路点拨] 磁通量可根据Φ＝BScos α进行计算，计算磁通量的变化量时应注意磁通量为双向标量。 [解析] (1)设线圈平面的法线方向与B的方向相同，即水平向右，并顺时针转动，根据Φ＝BScosα(α为线圈平面的法线方向与磁感应强度方向间的夹角)，当转过90°时，磁通量的变化量为ΔΦ1＝BS－0＝BS。
(2)当转过180°时，磁通量的变化量为
ΔΦ2＝BS－BScos180°＝2BS。
[答案] (1)BS (2)2BS 此题考查了公式Φ＝BScos α的应用。(1)磁通量为双向标量，转过180°后的磁通量与转前的磁通量绝对值相等但符号相反。(2)当平面面积不变而转过180°时，磁通量的变化量为ΔΦ ＝2BS。图5－3－5如图5－3－5所示，框架面积为S ，框架
平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂
直，则穿过平面的磁通量为______。若
使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架
平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量大小为________。点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件51张PPT。第
1
节
探究磁场对电流的作用理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第6章
磁场对电流和运动电荷的作用考向三考向四1.磁场对电流的作用力称为安培力。
2．在匀强磁场中，当通电直导线与
磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力最大，等于磁感应强度B、电流I和导线长度l的乘积。3．左手定则：伸开左手，让拇指
与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向。
4．安培力让电动机转动、电流计
发挥作用。[自学教材] 1．概念
对电流的作用力。
2．科学探究：安培力与哪些因素有关
(1)探究方法： ，且保持通电导线与磁感线垂直。
(2)探究过程：
①在通电导线长度和电流不变的情况下，改变
，探究磁感应强度的大小和方向对安培力的影响。磁场控制变量法磁感应强度 ②在磁感应强度和通电导线在磁场中的长度不变的情况下，改变电流的大小和方向，探究电流的
和 对安培力的影响。
③在磁感应强度与电流的大小和方向不变的情况下，改变通电导线在磁场中的 ，探究通电导线在磁场中的长度对安培力的影响。大小方向长度 3．结论
在匀强磁场中，通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小：F＝ 。 IlB 4．判断安培力方向的方法——左手定则
伸开左手，让拇指与其余四指
，并与手掌在同一平面内，让磁
感线 穿过手心，四指指向 方
向，那么，拇指所指方向即为通电直
导线在磁场中的 方向。(如图6－
1－1所示) 图6－1－1垂直垂直电流受力[重点诠释] 1．对安培力的认识
(1)安培力的计算方法：
当B与I垂直时，F＝IlB；当B与I成θ角时，F＝IlBsinθ；当B与I平行时，F＝0。 (2)公式F＝IlB和F＝IlBsinθ中的l指的是“有效长度”，如图6－1－2所示，弯曲导线的有效长度l等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿l由始端流向末端。图6－1－2 (3)安培力公式适用于匀强磁场，或通电导线所处区域的磁感应强度的大小和方向相同。 2．安培力的方向
(1)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断安培力的具体方向。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。 3．判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的方法
(1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向。 (2)特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。
(3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定。1．把长为L＝0.15 m的导体棒置于磁感
应强度为B＝1.0×10－2T的匀强磁场
中，使导体棒和磁场方向垂直，如
图6－1－3所示，若导体棒中的电流
I＝2.0 A，方向向左，则导体棒受到
的安培力大小F＝______N，安培力的方向为竖直向________。(选填“上”或“下”)图6－1－3解析：导体棒所受安培力
F＝ILB＝2.0×0.15×1.0×10－2 N＝3.0×10－3 N。
由左手定则可知，安培力的方向竖直向下。
答案：3.0×10－3 下 (1)电流表、 等都是安培力的应用。
(2)电流计工作原理：
①构造：圆柱形铁芯固定于 间，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝。电动机蹄形磁铁两极 ②原理：当被测电流通入线圈时，
线圈受安培力作用而转动，线圈的转动
使游丝扭转形变，产生阻碍线圈转动的
力矩。当安培力产生的转动与游丝形变
产生的阻碍达到平衡时，指针停留在某
一刻度。 越大，安培力就越大，
就越大。图6－1－4电流指针偏角解析：游丝形变产生的阻力力矩与安培力引起的动力力矩平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反。电流计内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大。
答案：C [例1] 如图6－1－5所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向。C、D图已知磁场方向及它对电流作用力的方向，试判断电流方向或电源的正负极并在图中标出。图6－1－5 [思路点拨] 磁场的方向、电流的方向、安培力的方向三者遵守左手定则，电流的方向跟磁场的方向可以不垂直，但安培力的方向一定垂直于磁场和电流所决定的平面。
[解析] 由左手定则判断：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里。
[答案] 见解析 (1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。
(2)运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指方向即为安培力的方向。 [例2] 如图6－1－6所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力的大小。图6－1－6[思路点拨] 根据公式F＝IlB中各符号的意义计算。 D图，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab。F＝2IRB。
所以，F＝IlB sin α，可以推广到任意形状的导线在匀强磁场中的受力计算。
若在D图中，用导线将ab接通形成闭合线圈，则ab弧受力与ab直径受力方向刚好相反，故合力为零。所以，闭合的通电线圈受安培力为零。E图中，F＝0。 本题考查对安培力大小计算公式的正确理解，F＝IlBsinθ＝IlB⊥，B⊥为磁场在垂直导线电流方向的分量，为有效磁场。或者F＝Il⊥B，其中l⊥为垂直于磁场方向的有效长度。图6－1－7 [例3] 在倾角为θ的光滑斜面上，
放置一通有电流I，长l，质量为m的导
体棒，如图6－1－7所示，试问：
(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀
强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。
(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。[审题指导] “光滑”→无摩擦力、“静止”→合外力为零，图6－1－8 (1)图6－1－8甲中若B最小，则F最小，F应与支持力N垂直，此时磁场方向垂直斜面向上。
(2)图6－1－8乙中，斜面无压力，则F应与重力等大反向，此时磁场方向水平向左。 (1)必须先将立体图转换为平面图，然后对物体受力分析，要注意安培力方向的确定。最后根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。
(2)注意静摩擦力可能有不同的方向，因而求解结果是一个范围。在上例题中，分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直于l，应加外磁场的方向范围。解析：如图建立直角坐标系，棒在斜面
上受重力mg和支持力N，如图所示，若
使棒能在斜面上平衡，安培力F的范围
将被限定在F1与F2之间，并且F的方向
应包括F2的方向，但不包括F1的方向，则磁场的方向应被限定在B1与B2之间(不包括B1)，如图所示。则B与正x轴方向的夹角α范围为：θ＜α≤π。
答案：见解析图6－1－9 [例4] 如图6－1－9所示，把一通
电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上
方，导线可以自由移动，当导线中通过
如图所示方向的电流I时，试判断导线的
运动情况。 [解析]根据图甲所示的导线所
处的特殊位置判断其转动情况，将
导线AB从N、S极的中间O分成两
段，AO、BO段所处的磁场方向如
图中所示。由左手定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。 再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。所以，导线在转动的同时还要向下运动。
[答案] 从上向下看逆时针转动，同时向下运动 分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：
(1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况
(2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力
(3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件40张PPT。第
2
节
磁场对运动电荷的作用理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第6章
磁场对电流和运动电荷的作用1.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦
兹力。
2．洛伦兹力的大小与运动电荷的
电荷量、运动速度、磁感应强度有关，公式为F＝Bqv。3．左手定则：伸开左手，拇指与
其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。[自学教材] (1)当一带电通草球静止于磁场中时，无论通草球带电多少及带何种电荷，磁场方向如何改变，通草球 的作用。这说明磁场对静止电荷 磁场力。
(2)没有加外磁场时，阴极射线管中的电子流沿
运动。不受磁场直线无 (3)把阴极射线管放入蹄形磁铁的磁场中时，电子流的轨迹会发生 ；若将磁场方向反转时，电子流的弯曲方向 。
(4)电子流在磁场中偏转，说明磁场对运动电荷有
的作用。实验表明，作用力的方向与电荷
及磁场的 有关。偏转也反转力运动方向方向[重点诠释] 磁场对电荷有作用力的条件
(1)电荷对磁场有相对运动。磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用。
(2)电荷的运动速度方向与磁场方向不平行。1．一个长螺线管中通有大小和方向都不断变化的电流，
把一个带电粒子沿管轴线射入管中，若不计重力，粒子将在管中 ( )
A．做圆周运动 B．沿轴线来回运动
C．做匀加速直线运动 D．做匀速直线运动
解析：由于粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故粒子做匀速直线运动。
答案：D[自学教材] 1．洛伦兹力
(1)定义：磁场对 的作用力。
(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到安培力可以看成是大量运动电荷受到洛伦兹力的宏观表现。
2．洛伦兹力的大小
(1)公式：F＝ 。
(2)条件：电荷在垂直于磁场方向上运动。运动电荷qvBnqvS (4)当运动电荷速度v的方向与磁感应强度B的夹角为θ时，洛伦兹力的大小为F＝ 。qBvsin θ 3．洛伦兹力的方向判定——左手定则
伸开左手，拇指与其余四指 ，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过 ，四指指向 运动的方向，那么 所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。垂直手心正电荷拇指[重点诠释] 1．安培力和洛伦兹力的关系
(1)大小关系：
F安＝NF，式中N是导体中定向移动的电荷数，即导体所受安培力为导体内所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
(2)方向关系：
F方向与F安方向一致，都用左手定则判断。 (3)研究对象关系：
一个带电粒子或微粒在磁场中运动受到的力是洛伦兹力，大量微观粒子在磁场中定向移动(即电流)受到的力是安培力。 2．洛伦兹力和电场力的比较
洛伦兹力和电场力都是带电粒子在不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的性质。但这两种力也有十分明显的区别。2．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是 ( )
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向
平行解析：导线与磁场平行时不受安培力，A错。洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，C错。通电导线所受安培力的方向与磁场垂直，D错。
答案：B [例1] 如图6－2－1所示，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v、带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并说明洛伦兹力的方向。图6－2－1[审题指导] 解答本题时应把握以下两点：
(1)应用F＝qvBsin θ求F大小时，明确θ的意义。
(2)应用左手定则判定F方向时明确电荷的电性。[答案] 见解析 (1)洛伦兹力方向与安培力方向一样，都根据左手定则判断，但应注意以下三点：
①洛伦兹力必垂直于v、B方向决定的平面。
②v与B不一定垂直，当不垂直时，磁感线不再垂直穿过手心，如图6－2－1乙所示情况。
③当运动电荷带负电时，四指应指向其运动的反方向。
(2)利用F＝qvBsin θ计算F的大小时，必须明确θ的意义及大小。大量的带电荷量均为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 ( )
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛
伦兹力的大小、方向均不变
C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力
作用
D．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强
度越小
解析：带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的。
答案：B [例2] 如图6－2－2所示，质量
为m的带正电的小球能沿竖直的绝缘
墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强
磁场方向水平，并与小球运动方向垂
直。若小球电荷量为q，球与墙间的
动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________。图6－2－2 [思路点拨] 对带电小球受力分析，分方向研究各力的关系，水平方向上的力与竖直方向上的力因速度的变化会互相牵连，最后应用牛顿定律、力与加速度的瞬时关系解决问题。 [解析] 小球沿墙竖起下滑，由左
手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左。
对小球进行受力分析，小球受重力mg、
洛伦兹力qvB、墙面给小球的支持力N和
摩擦力f，如图所示。
在这些力的作用下，小球将会做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度a＝0，小球就会保持匀速运动状态直到有其他外力来迫使它的状态改变。 解决该类问题的几点注意：
(1)正确进行受力分析，除弹力、重力、摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析。
(2)正确进行物体的运动状态分析，找出物体的速度、位置及其变化，分清运动过程，如果出现临界状态，要分析临界条件。 (3)恰当选用解决力学问题的方法：
①牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动)；
②用能量观点分析，包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律，应注意：不论带电体运动状态如何，洛伦兹力永不做功。上题中，若将该小球静止在光滑的绝缘平面上，如图6－2－3所示，为了使小球能飘离平面，该匀强磁场在纸面移动的最小速度应为多少？方向如何？图6－2－3解析：设磁场移动的最小速度为v，则此时一定满足带电粒子所受洛伦兹力刚好克服重力，即大小与重力相等，方向向上。
根据左手定则判断带电粒子应该向右运动，即匀强磁场向左运动。
并用qvB＝mg，解得v＝mg/qB
所以匀强磁场水平向左移动，速度大小为v＝mg/qB。
答案：mg/qB 向左点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件63张PPT。第
3
节
洛伦兹力的应用理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第6章
磁场对电流和运动电荷的作用考向三3．回旋加速器的电场周期和粒子
运动周期相同。
4．质谱仪把比荷不相等的粒子分
开，并按比荷顺序的大小排列，故称之为“质谱”。[自学教材] 1．洛伦兹力不对粒子做功
洛伦兹力不改变粒子的 ，只改变粒子的 。速度大小运动方向图6－3－1 2．实验探究
(1)实验装置：洛伦兹力演示仪，如图6－3－1所示。
(2)实验原理：玻璃泡内的电子枪(即阴极)发射出 ，使泡内的低压 发出辉光，这样就可显示出电子的轨迹。阴极射线汞蒸气(3)实验现象：
①当没有磁场作用时，电子的运动轨迹是 。
②当电子垂直射入磁场时，电子的运动轨迹是 。
③当电子斜射入磁场时，电子的运动轨迹是 。直线曲线螺旋线 3．带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动
(1)运动性质： 圆周运动。
(2)向心力：由 提供。
(3)半径：r＝ 。
(4)周期：T＝ ，由周期公式可知带电粒子的运动周期与粒子的质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而与 和 无关。 匀速洛伦兹力mv/Bq2πm/Bq运动半径运动速率[重点诠释] 解决匀速圆周运动问题的基本思路
(1)圆心的确定：
带电粒子进入一个有界磁场后的轨迹是一段圆弧，如何确定圆心是解决此类问题的前提，也是解题的关键。一个最基本的思路是：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，举例如下： ①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图6－3－2所示，图中P为入射点，M为出射点)。图6－3－2 ②已知入射方向和出射点的位置
时，可以通过入射点作入射方向的垂
线，连接入射点和出射点，作其中垂
线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道
的圆心(如图6－3－3所示，P为入射
点，M为出射点)。图6－3－3 (4)几个有关的角及其关系：
如图6－3－4所示，粒子做匀速圆周
运动时，φ为粒子速度的偏向角，粒子与
圆心的连线转过的角度α为回旋角(或圆心
角)，AB弦与切线的夹角θ为弦切角，它们
的关系为：φ＝α＝2θ，θ与相邻的弦切角
θ′互补，即θ＋θ′＝180°。图6－3－4图6－3－51.三个质子分别以大小相等、方向如
图6－3－5所示的初速度v1、v2和v3经
过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，
磁场方向垂直纸面向里，整个装置
放在真空中，且各质子不计重力。
这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别
是s1、s2和s3，则 ( )A．s1s2>s3
C．s1＝s2>s3 D．s1＝s3答案：D[自学教材]图6－3－6 1．回旋加速器
(1)主要构造：两个金属 ，两个大型电磁铁。
(2)原理图(如图6－3－6所示)半圆空盒 (3)工作原理：
①磁场作用：带电粒子 磁场方向射入磁场时，只在洛伦兹力作用下做 ，其周期与半径和速率无关。
②交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生周期性变化的 ，使带电粒子每经过一次狭缝加速一次。
③交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率) 。垂直匀速圆周运动电场相同 2．质谱仪
(1)功能：分析各化学元素的 并测量其 、含量。
(2)原理图(如图6－3－7)：图6－3－7同位素质量Uqr[重点诠释] 对回旋加速器的理解
(1)工作原理：
利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，这些过程在回旋加速器的核心部件——两个D形盒和其间的窄缝内完成。 ②电场的作用。
回旋加速器两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。
③交变电压。
为保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速，使之能量不断提高，需在窄缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。2．图6－3－8是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子
被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述错误的是 ( )图6－3－8A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小答案：D [例1] 已知质子和α粒子的质量之比m1∶m2＝1∶4，电荷量之比q1∶q2＝1∶2，从静止开始经相同的电压加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两种粒子做圆周运动的动能之比Ek1∶Ek2＝________，轨道半径之比r1∶r2＝________，周期之比T1∶T2＝________。
[思路点拨] 首先根据动能定理求出带电粒子的动能及速度，然后利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律进行求解。 1．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如
果又垂直进入另一磁感应强度是原来的磁感应强度2倍的匀强磁场，则 ( )
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分之一
D．粒子的速率不变，周期不变答案：B图6－3－9 [例2] 在以坐标原点O为圆心、半
径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大
小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁
场，如图6－3－9所示。一个不计重力
的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。 [审题指导] 解决此题的关键有两点：
(1)根据题意确定带电粒子的圆心和轨迹。
(2)根据几何关系确定磁场区域圆半径和轨迹圆半径之间的定量关系。 解答此类问题应明确：
(1)画出带电粒子的运动轨迹，确定做圆周运动的圆心及对应圆心角大小，由几何关系确定半径。
(2)粒子在磁场中的运动时间要根据粒子运动圆弧所对应的圆心角和粒子的运动周期共同决定。
(3)带电粒子由直线边界射入匀强磁场时，射入和射出时的角度具有对称性。对称性是建立几何关系的重要方法。图6－3－102．如图6－3－10所示，在xOy平面
内，y≥0的区域有垂直于xOy平
面向里的匀强磁场，磁感应强度
为B，一质量为m、带电荷量大
小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以v0射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。图6－3－11 [例3] 回旋加速器是用来加速一
群带电粒子使它们获得很大动能的仪
器，其核心部分是两个D形金属扁盒，
两盒分别和一高频交流电源两极相接，
以使在盒间的窄缝中形成匀强电场，
使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，其运动轨迹如图6－3－11所示。问： (1)盒内有无电场？
(2)粒子在盒内做何种运动？
(3)所加交流电频率应是多大，粒子角速度为多大？
(4)粒子离开加速器时速度为多大，最大动能为多少？
[审题指导] 解题时应把握以下三点：
(1)回旋加速器的构造及工作原理。
(2)回旋加速器的工作条件。
(3)带电粒子在电场中的加速时间相对于在磁场中做圆周运动的时间可忽略不计。 在回旋加速器中粒子在电场中的运动是间断的，但由于粒子在间断期间处在磁场中做匀速圆周运动(速率不变)，所以处理时可以将粒子在电场中的间断运动连接起来，将其等效处理为初速度为零的匀加速运动，此种解法值得总结引用。在不同的实际应用中，带电粒子在复合场中的运动的处理方法都是相同的，一定要分清运动过程，受力分析要准确，才能解决实际的相关问题。由于带电粒子在加速过程中的时间极短，比做圆周运动的周期要小得多，一般也可将其加速时间忽略。上题中，若两个D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，且为匀强电场，则加速到上述能量所用的时间是多少？点击下图片进入“随堂基础巩固”点击下图片进入“课时跟踪训练”课件21张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测第1章
静电场专题冲关图1－1 专题一 两等量点电荷形成电场的特点
1．等量异种点电荷形成的电场
(1)如图1－1所示，两点电荷连线
上各点，电场线方向从正电荷指向负电
荷，场强大小可根据点电荷的场强公式
和场强的叠加原理进行计算。场强大小关于O点对称(O为两点电荷连线中心)，且O处场强最小。 (2)两个点电荷连线的中垂面(中垂线)上电场线方向都相同，与中垂面垂直并指向负电荷一侧。场强大小可根据点电荷的场强公式和场强的叠加原理进行计算。场强大小关于O点对称(O为两点电荷连线中心)，且O点场强最大。图1－2 2．等量同种点电荷形成的电场
(1)如图1－2所示，两点电荷连线
上各点，中点O处场强最小且为零，此
处无电场线。连线上场强大小关于O点
对称，并可根据点电荷的场强公式和场强的叠加原理进行计算。 (2)两点电荷连线中垂线上，场强方向总沿线远离O(等量正电荷)或指向O(等量负电荷)。在中垂线上，场强大小关于O点对称，并可根据点电荷的场强公式和场强的叠加原理进行计算。从O点到无穷远处，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。图1－3 [例证1] 如图1－3所示，O点为
两个等量正点电荷连线的中点，a点在
两电荷连线的中垂线上，若在a点由静
止释放一个电子，关于电子的运动，
下列说法正确的是 ( )
A．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C．电子运动到O点时，加速度为零，速度最大
D．电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零
[解析] O点的场强为零，向中垂线的两边合场强先增大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零。因a点与最大场强点的位置不能确定，当a点在最大场强点的上方时，电子在从a点向O点运动的过程中，电子的加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子在从a点向O点运动的过程中，电子的加速度一直减小，但不论a点的位置如何，电子在向O点运动的过程中，电子都在做加速运动，所以电子的速度一直增大，当到达O点时，O点的场强为零，电子在O点的加速度为零，速度达到最大值。电子通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到a点关于O点的对称点b时，电子的速度为零。同样因b点与最大场强点的位置关系不能确定，所以加速度的大小变化不能确定。故选项C正确。
[答案] C 专题二 静电力与平衡知识的综合应用
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。库仑力实质上是电场力，与重力、弹力一样，也是一种性质力，注意力学规律的应用及受力分析。
(2)明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已。 (3)求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确受力分析的基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件去解决。 [例证2] 如图1－4所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧。 (1)平衡时的可能位置是图1－4中的( )图1－4 [解析] 对第(1)问，先把两个小球看成一个整体。因为这个整体受到的外力为：竖直向下的重力2mg，上段细线的拉力，水平向左的电场力qE(＋q受力)，水平向右的电场力qE(－q受力)。 由平衡条件推知，上段细线的拉力一定与重力(2mg)等大反向，即上段细线一定竖直。
隔离分析乙球的受力(如图1－5所示)：向下的重力mg，水平向右的电场力qE，细线的拉力T2，甲对乙的吸引力F引，由平衡条件知，下段绳必须倾斜。图1－5[答案] (1)A (2)D点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”课件21张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测第2章
电势能与电势差专题冲关 专题一 电场力做功与能量转化分析
处理带电粒子的功能关系的方法有三个：
1．只有电场力做功
只发生电势能和动能之间的相互转化，电势能和动能之和保持不变，它们之间的大小关系为：W电＝－ΔE电＝ΔEk。 2．只有电场力和重力做功
只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变，功和能的大小关系为：W电＋WG＝－(ΔE电＋ΔE重)＝ΔEk。 3．多个力做功
多种形式的能量参与转化，要根据不同力做功和不同形式能转化的对应关系分析，总功等于动能的变化，其关系为：W电＋W其他＝ΔEk。图2－1 [例证1] 一带电油滴在匀强电场
E中的运动轨迹如图2－1所示，电场方
向竖直向下。若不计空气阻力，则此
带电油滴从a点运动到b点的过程中，
能量变化情况为 ( )
A．动能减小
B．电势能增加
C．动能和电势能总和减少
D．重力势能和电势能之和增加 [解析] 由油滴的运动轨迹可知，油滴受到向上的电场力，必然带负电。在从a点到b点的运动过程中，电场力做正功，电势能减少，重力做负功，重力势能增加，但动能、重力势能、电势能的总和保持不变，所以动能和电势能总和要减少，选项C对，B错。由运动轨迹为曲线可知电场力FE大于重力mg，合力方向向上，由动能定理可知从a点运动到b点，合力做正功，动能增加，选项A、D错误。
[答案] C 专题二 带电粒子(带电体)在电场中的运动
1．带电粒子在电场中的加速
功是能量转化的量度，若电场力与带电粒子初速度方向相同，带电粒子做匀加速直线运动，电场力做正功，电势能的减少量全部转化为动能的增加量；反之，若电场力与带电粒子初速度方向相反，带电粒子做匀减速直线运动，电场力做负功，动能的减少量全部转化为电势能的增加量。图2－2 [例证2] 如图2－2所示，质量为m，电量为e的电子，从A点以速度2v0平行于场强方向射入匀强电场中，到达B点时速度恰变为v0，则A、B两点间的电势差是多少？ 2．带电粒子在电场中的偏转
(1)运动状态：当带电粒子以速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场中时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)。 (2)偏转问题的数学处理方法类似于平抛运动的处理方法：
建立直角坐标系，应用运动的合成与分解的知识，将运动分解为垂直于场强方向上的初速度为v0的匀速直线运动和沿场强方向上的初速度为零的匀加速直线运动，然后，根据相应运动规律列式求解。图2－3点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”课件26张PPT。实验一
测定金属丝的电阻率理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流考向一考向二一、实验目的
(1)学会使用螺旋测微器及正确读数。
(2)学会用伏安法测电阻。
(3)测定金属的电阻率。
(4)掌握滑动变阻器的两种使用方法。 三、实验器材
被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。
附：螺旋测微器的构造、使用和读数 (1)构造：
如图实－1－1所示为螺旋测微器的结构图。它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。图实－1－1 (2)测量原理：
螺旋测微器的螺距是0.5 mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5 mm。若螺栓每转过1格，前进(或后退)0.01 mm，因此螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 (3)操作与读数：
使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先使用粗调旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D′，听到咔咔声音停止转动，并用止动旋钮止动，然后读数。读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分，在可动刻度上读出不足0.5 mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。图实－1－2 螺旋测微器的读数可用下式表示，螺旋测微器的读数＝固定尺上的读数＋可动尺上的读数×精确度。如图实－1－2所示的读数为6.5 mm＋0.01×20.3 mm＝6.703 mm。 四、实验过程
1．实验步骤
(1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。
(2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。图实－1－3 (3)依照图实－1－3中所示的电路
图用导线把器材连好，并把滑动变阻
器的阻值调至最大。
(4)电路经检查无误后，闭合开
关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，
读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值；记入记录表格内，断开开关S。
(5)整理好实验器材，实验结束。 六、注意事项
(1)导线的长度是连入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度)。
(2)由于被测金属导线的阻值较小，为了减小测量误差，应选用电流表外接法。
(3)测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长。
(4)为准确求出R平均值，应采用U－I图像法求电阻。图实－1－4 [例1] 图实－1－4中给出
的是用螺旋测微器测量一金属
薄板厚度时的示数，此读数应
为____________ mm。
[解析] 根据螺旋测微器的读数＝固定尺上的读数＋可动尺上的读数×精确度，可知图中读数应为5.5 mm＋12.2×0.01 mm＝5.622 mm。
[答案] 5.622 [例2] 在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8 m，直径小于1 mm，电阻在5 Ω左右，实验步骤如下：
(1)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值l，在金属导线的不同位置用________测量直径，求出平均值d。 (2)用伏安法测量金属导线的电阻R。试把图实－1－5中所给的器材连接成测量R的合适的电路。图中电流表的量程为0～0.6 A，内阻接近1 Ω，电压表的量程为0～3 V，内阻为几千欧，电源的电动势为6 V，变阻器的阻值为0～20 Ω，在闭合开关前，变阻器的滑动触点应处于正确位置。图实－1－5 (3)用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式ρ＝________算出所测金属的电阻率。[答案] (1)螺旋测微器
(2)连线如图所示点击下图片进入“应用创新演练”课件25张PPT。实验二
描绘小灯泡的伏安特性曲线理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章
恒定电流考向一考向二 一、实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。
二、实验原理
(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出I－U曲线。图实－2－1 (2)实验电路如图实－2－1所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法。 三、实验器材
小灯泡、4～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。
四、实验过程
1．实验步骤
(1)连电路：按图实－2－1连接电路，且使滑动变阻器的触头P滑动至A端。
(2)测数据：闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组，而后拆除电路。2．数据处理
(1)列表格：将记录的12组U、I值记录在表格中 (2)描曲线：在如图实－2－2所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出I－U曲线。图实－2－2 (3)析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。 五、误差分析
(1)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；
(2)测量时读数不准，描绘I－U图线时作图不准确造成的偶然误差。
六、注意事项
(1)因本实验要作出I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。 (3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5 V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
(4)开关闭合前，变阻器滑片移到使小灯泡分得电压为零处；
(5)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。 [例1] 有一灯泡上标有“6 V、0.1 A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ)
B．电压表(0～10 V，内阻 3.0 kΩ)
C．电流表(0～0.3 A，内阻2.0 Ω)
D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)
E．滑动变阻器(30 Ω，2 A) F．滑动变阻器(100 Ω， 0.5 A)
G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等
(1)实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选 ________。
(2)画出实验电路图，要求电压从0 V开始测量。[答案] (1)B C E (2)见解析图 [例2] 某同学在研究标有“3 V、0.3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：(1)在方框内画出实验电路图。(2)在图中的方格纸内画出I－U图线。图实－2－3 (3)根据I－U图线分析小灯泡的电阻随温度升高而________。
(4)小灯泡工作电压为3 V时，测得实际电功率为________ W。 [解析] (1)描绘元件的伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压接法，由实验数据知小灯泡的电阻为10 Ω左右，故电流表应外接。实验电路如图所示。(2)描点连线之后I－U图线如图所示。 (3)由所绘图像知，曲线的斜率减小，故电阻增大，电阻率增大；
(4)U＝3.00 V时I＝0.205 A，故功率为0.615 W或0.62 W。
[答案] (1)见解析 (2)见解析 (3)增大
(4)0.615(或0.62)点击下图片进入“应用创新演练”课件23张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测第3章
恒定电流专题冲关2．两种测量电路的比较图3－1 [例证1] 用伏安法测电阻
时，由于实际电表内阻的影响，
会给测量带来系统误差，但合
理地选择电表的接法可以有效
地减小这种误差。如图3－1所示的伏安法测电阻的电路中，如果不知道被测电阻的大概阻值时，为了选择正确的电路以减小系统误差，可将电压表的一个接线头P分别在a、b两点试触一下。 (1)如果发现电流表读数没有显著变化，则P应接在________处。
(2)如果发现电压表读数没有显著变化，则P应接在________处。 [解析] 若P从a移到b时，电流表读数没有显著变化，说明电压表的分流作用不明显，P应接在a处；此时电压表测量的是电阻Rx两端的电压，电流表的测量值比较接近流过电阻Rx的电流值，可以有效减小系统误差。同理分析，若P从a移到b时，电压表读数没有显著变化，说明电流表的分压作用不明显，P应接在b处，可以有效减小系统误差。
[答案] (1)a (2)b 专题二 滑动变阻器的接法
滑动变阻器在电路中通常有两种接法——限流式和分压式。
1．滑动变阻器的两种接法对比 2．如何选用
由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：
(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压电路。 (2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法。
(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法。 [例证2] 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下：
(1)待测电阻Rx(约100 Ω)；
(2)直流毫安表(量程0～10 mA，内阻50 Ω)；
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)；
(4)直流电源(输出电压4 V，内阻不计)；
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)；
(6)开关一个，导线若干条。
试根据器材的规格和实验要求，画出合理的电路图。 (2)如图3－2甲所示，当滑动变阻器限流式接入时，电路中的最小电流为图3－2 可见，变阻器可以安全工作。
这时，毫安表中的电流，可以通过控制滑动变阻器，在0～10 mA内进行调节。
所以，在连接实验电路时，不仅电流表应外接，而且必须将滑动变阻器作分压器使用，故电路图如图乙所示。
[答案] 见解析点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”课件18张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测专题冲关第4章
闭合电路欧姆定律和逻辑电路 专题一 闭合电路的动态分析问题
1．电路特点
电路中局部的变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化，“牵一发而动全身”是电路问题的一个特点。
2．电路动态分析的基本方法
(1)分析电路，弄清电路的连接关系，各电表所测的对象，明确变阻器阻值的变化情况。 (4)由U外＝E－U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化。
(5)由部分电路欧姆定律，确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。
(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。 [例证1] 如图4－1所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，关于电路中的电压表、电流表的示数变化，下列说法中正确的是 ( )图4－1A．电压表V2示数增大，电流表A示数减小
B．电压表V1示数增大，电压表V2示数减小
C．电压表V1示数增大，电流表A示数增大
D．电压表V1示数减小，电流表A示数减小 [解析] 当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，电阻R3的有效阻值变大，则电路的总电阻变大，总电流I变小，由U＝E－Ir可知U变大，而电压表V1测量的是路端电压，所以电压表V1示数增大；电阻R1两端的电压IR1变小，电阻R2、R3两端的电压为(U－IR1)增大，即电压表V2示数增大；但R3的阻值也变大，此时无法判断电流表A示数的变化情况，那么只有通过电流分配关系来判定，由电阻R2的两端电压变大可知通过它的电流I2必然变大，则通过R3的电流I3＝I－I2减小，即电流表A示数减小。A项正确。
[答案] A 专题二 用伏安特性曲线分析电路问题
部分电路欧姆定律的U－I图像与闭合电路欧姆定律的U－I图像的不同
(1)从表示的内容上看，图4－2甲所示是对某固定电阻而言的，纵坐标和横坐标分别表示该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映I跟U的正比关系；图4－2乙所示是对闭合电路整体而言的，是电源的输出特性曲线，U表示路端电压，I表示通过电源的电流，图线反映U与I的制约关系。图4－2 (2)从图线的物理意义上看，图甲是表示导体的性质，图乙是表示电源的性质。在图甲中，U与I成正比(图线是直线)的前提是电阻R保持一定；在图乙中，电源的电动势和内阻不变，外电阻R是变化的，正是R的变化，才有I和U的变化(图线也是直线)。 [例证2] 如图4－3所示，直线A为电源的U－I图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的U－I图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合回路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则 ( )图4－3A．P1＞P2 B．P1＜P2
C．η1＞η2 D．η1＜η2[答案] C点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”课件21张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测专题冲关第5章
磁场 专题一 用安培定则判定电流磁场的方向
磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的一种特殊物质，它传递着磁相互作用。电流与磁体、电流与电流、磁体与磁体都是通过磁场相互作用的。要研究电流对磁体或电流对电流的作用，就必须依据安培定则判定电流的磁场方向。应用安培定则(又称右手螺旋定则)判定电流磁场时注意以下两点： (1)判断直线电流的磁场时，大拇指指电流方向，四指弯曲的方向表示磁感线的方向；判定环形电流和通电螺线管的磁场时，四指指电流方向，而大拇指沿中心轴线指磁场方向。
(2)对电荷定向运动形成的等效电流，判断时注意等效电流的方向与电荷定向运动的方向不一定一致。对正电荷，定向运动的方向即等效电流的方向；对负电荷，等效电流方向为电荷运动的反方向。 [例证1] 如图5－1所示，放在螺线管内部中间处的小磁针，当开关S 闭合时，小磁针应怎样转动？图5－1图5－2 [解析] 小磁针处于螺线管内部，
能绕水平轴在竖直平面内旋转。当S闭
合时，根据通过螺线管的电流方向，
利用安培定则，可知螺线管内部的磁
感线方向自左向右，所以小磁针将沿顺时针方向绕水平轴转动90°角，当小磁针的N极与所在处磁感线方向相同后，静止在如图5－2所示的位置。
[答案] 见解析 专题二 学习磁通量要注意的几个问题
在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过垂直磁场方向的单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大。B越大，垂直面积S越大，则穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。在具体学习磁通量时，要注意以下几个问题： 1．磁通量的正负问题
磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。尤其在计算磁通量变化时更应注意。 2．有效面积问题
定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果平面跟磁场方向不垂直，应取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积。 3．净磁通问题
若穿过某一平面的磁感线既有穿出的又有穿入的，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数，即净磁通。
4．多匝线圈问题
从磁通量的定义中可以看出，穿过某一面积的磁通量是由穿过该面积的磁感线条数的多少决定的，所以，只要n匝线圈的面积相同，放置情况也相同，n匝线圈与单匝线圈的磁通量相同。 5．磁通量的变化ΔΦ
公式：ΔΦ＝BΔScosθ＝SΔBcosθ＝BSΔ(cosθ)。
可见磁通量Φ是由B、S及角度θ共同决定的，磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑。 [例证2] 矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图5－3所示。图5－3 (1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？
(2)当线框沿图5－3所示方向绕过60°时，磁通量Φ2为多少？这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少？
(3)当线框绕轴沿图示方向由(2)中的位置再转过60°位置时，磁通量Φ3为多少？这一过程中ΔΦ2＝Φ3－Φ2为多少？[答案] 见解析 [例证3] 一横截面积为S、匝数为100匝的直螺线管，放置在平行于螺线管轴线的匀强磁场中，磁感应强度为B，则穿过此螺线管的磁通量是多少？若拆除50匝，穿过此螺线管的磁通量又是多少？ [解析] 在匀强磁场中，当直螺线管的横截面与磁场方向垂直时，各线圈的面积相同，放置情况也相同，则100匝、50匝的螺线管和单匝线圈的磁通量相同，都为BS。
[答案] BS BS点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”课件18张PPT。章末
小结
知识整合与阶段检测专题归纳例析阶段质量检测专题冲关第6章
磁场对电流和运动电荷的作用 专题一 在安培力(或洛伦兹力)作用下的物体平衡
或加速问题
当有安培力(或洛伦兹力)参与物体平衡时，和以前所讲的物体平衡一样，也是利用物体平衡条件解题，只不过受力分析时多了一个安培力(或洛伦兹力)而已。常与电路知识、运动学知识等结合，考查物体的平衡或加速情况，对能力要求较高。图6－1 [例证1] 质量为m＝0.02 kg的通
电细杆ab置于倾角θ＝37°的平行放
置的导轨上，导轨宽度为d＝0.2 m，
杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，
磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨
平面垂直且方向向下，如图6－1所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆电流的范围为多少。(g取10 m/s2) [解析] 杆ab中的电流为a→b，安培力方向平行导轨向上。当电流较大时，导体有向上运动的趋势，所受静摩擦力沿轨道向下，当通过ab的电流最大为Imax时，磁场力达最大值F1，沿轨道向下的静摩擦增至最大值；同理，当电流最小为Imin时，导体有沿轨道向上的最大静摩擦力，设此时安培力为F2。图6－2 如图6－2中甲、乙所示，画出侧视受力图，建立坐标系。在图甲中，由平衡条件得：F1－mgsin θ－f1＝0 ①
N－mgcos θ＝0 ②
f1＝μN ③
F1＝Bimaxd ④
联立①②③④式解得Imax＝0.46 A
在图乙中，由平衡条件得：
F2＋f2－mgsin θ＝0 ⑤N－mgcos θ＝0 ⑥
f2＝μN ⑦
F2＝Bimind ⑧
联立⑤⑥⑦⑧式解得Imin＝0.14 A。
[答案] 0.14 A≤I≤0.46 A 专题二 带电粒子在磁场中的偏转问题
带电粒子在磁场中的偏转问题是历年高考考查的重点内容，求解这类问题的一些规律可归纳如下。 (1)做完整的圆周运动(在无界磁场或有界磁场中)；
(2)做一段圆弧运动(一般在有界磁场中)。
无论何种情况，解题的关键均在于圆心和半径的确定上。 2．偏转问题的解题思路和方法
(1)确定圆心：
根据几何知识，结合洛伦兹力提供向心力，再联系速度方向垂直于“半径”方向等综合分析确定轨迹圆的圆心。
(2)求半径：
圆心确定下来后，半径也随之确定，一般可运用平面几何知识来求半径。 (3)画运动轨迹：
在圆心和半径确定后可根据左手定则和题意画出粒子在磁场中的运动轨迹。
(4)应用对称规律：
①从一边界射入的粒子，若从同一边界射出时，则速度方向与边界的夹角相等；
②在圆形磁场区域内，若粒子沿半径方向射入，则必沿半径方向射出。图6－3 [例证2] 如图6－3所示，左右边界分别为
PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强
度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、
所带电荷量为q的微观粒子，沿图示方向以速度
v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射
出，粒子入射速度v0的最大值可能是 ( )[答案] B图6－ 4点击下图片进入“专题冲关”点击下图片进入“阶段质量检测”
