南京市选修3-1复习课件
文档属性
| 名称 | 南京市选修3-1复习课件 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 765.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2008-02-29 21:39:00 | ||
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文档简介
课件76张PPT。2008届高考复习建议(选修3一1) 南京一中物理组 于红梅电场、恒定电流、磁场选修3-1学习的是电磁学的基础知识和基本理论，和必修相比较，内容更具有抽象性、综合性，对学生的能力提出了更高的要求。这三章复习中更需要重视的是学生知识体系的构建、思想方法的总结以及抽象思维能力和创造思维的锻炼。3-1包含了《电场》、《恒定电流》和《磁场》三章内容，下面将对它们逐一分析。《电场》章节特点分析及新旧教材对比《电场》基本概念多、基本规律多，既是电学基础，又是电学重点内容，一方面是本章包含了近代物理学中极为重要的概念和规律，如场的概念，电荷间相互作用的库仑定律等；另一方面电场的知识易于与力学中质点的运动、运动定律联系起来，易于从能量和功的关系、动量守恒的关系去研究问题，因此每年高考或以选择、填空的形式，考查学生对基本概念、基本规律的理解，或以计算题的形式与力学知识紧密结合组成难度较大、多方面考核学生能力的综合题，是历年高考命题选材的重点。对比新旧教材的内容 2、删除了老教材中的第十节，而在本节书后科学漫步一栏中，介绍了静电复印内容，在课程标准中有两个活动建议：①通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理，撰写一篇科学报告。②收集资料，综述静电的危害和预防方法。可以认为在课程标准中对静电的应用与防护的要求并没有降低，教师复习时应加以补充。知识内容上变动甚微，仅如下几点：1、在第二节库仑定律中将原阅读材料部分——库仑扭秤实验提升为正式内容，详细介绍了库仑实验的过程，增加了一个例题，即求位于等边三角形顶点上的电荷间的相互作用力，建议复习中应注意引申微元法的应用。阐述一个观点，任一带电体都可以看成是由许多点电荷所组成的，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可求出带电体间静电力的大小和方向。3、新教材第七节将原教材中影响平行板电容器电容的因素的实验改为探究型实验出现，改换了呈现方式。删掉老教材中阅读材料电容式传感器的有关内容，在书中做一做栏目中增加了用传感器观察电容器的充电和放电实验。在复习中应让学生了解图象中面积的物理意义，介绍如何利用i——t图象获得电容器上的电量,补充其他形式的可变式电容器，这是与日常生活联系非常紧密的一块内容，是高考容易出题的热门考点，同时也为后面学生学习传感器一章打下了基础。4、新教材调整了电势能、电势、电势变化的引入关系，并将等势面一节同样并入了第四节之中，而删去了老教材中静电屏蔽一节。07年山东考纲。
一、复习本单元知识时要注意以下几点：
1、重视知识网络的构建和对基本概念定义的理解。
2、重视知识的实际应用。如：带电粒子在电场中的加速、以及电容器的知识在实际生产生活中的应用。
3、重视本单元知识与其他物理知识的综合。如：带电粒子在复合场中的运动。
4、掌握处理较为复杂的物理问题的方法。如：类比、等效、建立模型等思维方法。复习策略 教师在复习时可将本章问题整合为“点、线、面、体”，有利于学生建构起良好的知识网络，从而达到较好的复习效果。1、点：点电荷
主要两个问题。（1）点电荷系的平衡问题。
（2）库仑定律的适用条件问题[例1]如图所示，A、B两个点电荷，质量分别为m1、m2，带电量分别为q1、q2。静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，且A、B恰好处于同一水平面上，则
A、? 若q1=q2，则θ1 = θ2 B．若q1＜q2，则θ1 ＞θ2
C、若m1=m2，则θ1 = θ2 D．若m1＜m2，则θ1 < θ2本题目不仅考查了库仑定律的计算公式，
还综合了力的平衡，力的分解与合成，
并且教师在原有的基础上可做进一步拓展，
如:
若两悬线长度相同， θ1 =300， θ2 ＝600，则m1：m2＝？
增加问题的难度，加深对库仑定律方向性的认识，和力的平衡
的应用。 [例2] 两个直径为r的金属带电球，当它们相距100r时的作用力为F。当它们相距为r时的作用力
A、F/100 B、104F
C、100F D、以上答案均不对说明： 库仑定律只适于点电荷间的互相作用．点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型，即体积不计的带电体．当带电体的大小和带电体间的距离不可比拟以至于带电体的形状、大小对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可视为点电荷．均匀的带电球体也可视为点电荷，电荷集中在球心．2、线：电场线[例3② ] 把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是
A.点电荷运动轨迹必和电场线重合
B.点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致
C.电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直
D.点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致[例3 ①] 如图所示，均匀带电圆环的总
电量为Q，环的半径为b，在轴线上距
环心为a处有一点，圆环上的电荷在这
一点产生的总场强大小为 。 例：下列关于点电荷的场强公式 的几种理解，不正确的是 ( )
A.在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正 比，与r2成反比
B.当r→0时，E→∞； 当 r→∞时，E→0
C.点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定是 背离点电荷的
D.以点电荷Q 为中心，r为半径的球面上各处的场 强相等 BCD例：一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是 ( ) EEBCD例：如图所示，水平固定的圆环均匀带正电，从盘心上方A处静止释放一质量为m的带电量为q的小球，由于电场力的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点，AC=h。又知道过竖直线上B点时小球速度最大，据此可求出哪些位置处的场强？
?电势是描述电场能的性质，是标量．它具有
客观性：只由电场本身决定．电场中某点的电势与检验电荷的电性和电量q无关．
相对性:理论上选取∞=0，实际应用中通常取大地电势为零．当规定无穷远处电势为零时，正电荷形成的电场中各点电势均为正值；负电荷形成的电场中各点电势均为负值．
电势和电势差的关系：把电场中电势相等的点构成的线（面）叫做等势线（面）．等势面和电场线的关系有：
a、电场线总与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面；
b、电场线越密的地方等势面也越密；
c、沿等势面移动电荷，电场力不做功；
d、电场线与等势面都是虚拟出来的形象描述电场的工具；
e、实际测量等势点较容易，所以往往通过描述等势线来确定电场线。（2）等势面与电场线的关系[例4] (2004上海卷第6题)某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（ ）
A．在0—x1之间不存在沿x方向的电场
B．在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场
C．在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场
D．在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场解决此类问题的关键是掌握以下几个要点：
a、带电粒子轨迹的切线方向为该处的速度方向
b、带电粒子所受合力（往往仅为电场力）应指向轨迹曲线的凹侧，再依电场力与场强同向或反向，即可确定力的方向。
c、在一段运动过程中，若合力与运动方向的夹角小于90o，则合力做正功，动能增加；若合力与运动方向的夹角大于90o，则合力做负功，动能减小；若合力与运动方向的夹角等于90o，则动能不变。（3）依带电粒子的运动轨迹和电场线来判断有关问题[例5]（泰州2007高三一调）某同学在研究电子在电场中的运动
时，得到了电子由a运动到b的运动轨迹（图中实线所示），图中未
标明方向的一组虚线可能是电场线，可能是等势面，
则下列说法正确的是
A、如果图中虚线是电场线，则电子在a点动能较大
B、如果图中虚线是等势面，则电子在b点动能较小
C、不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的场强都大于b点的场强
D、不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的电势都高于b点的电势[例6]（2007广东高考）图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．电场中有一个带电微粒，仅受电场力的作用，从A点运动到B点，EA 、 EB表示该带电微粒在A、B两点的动能，UA 、 UB表示A、B两点的电势，以下判断正确的是 （ ）
A．若UA＜UB．则该电荷一定是负电荷．
B．若EA > EB，则UA一定大于UB．
C．若EA > EB，则该电荷的运动轨迹
不可能是虚线a．
D．若该电荷的运动轨迹是虚线b且微粒
带正电荷，则UA一定小于UB．（1）平行板电容器问题“三、二、一”
三个公式：①电容器定义式 ．反映了电容器容纳电荷的本领，但平行板电容器的电容C的大小与Q和U都无关，由电容器本身的构造因素决定。
②平行板电容器的结构式。反映了平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S成正比，跟两板间的距离d成反比。
③两极板间的场强公式。由该式可知，介质不变时，平行板电容器板间场强E的大小由极板间所带电荷量的面密度决定。可见，只要Q不变，S不变，则无论U，d 如何变化，场强E不会变化。
二种情况。①与电源断开，此时带电量Q保持不变，当板间距离d变化时，电容C变化，板间电压变化，板间场强不变；②始终与电源相连，此时两板间电压U保持不变，当板间距离d变化时，电容C变化，带电量Q变化，板间场强E变化．
一个关系。电容器定义式反映了电容器的共性和普遍性，平行板电容器的结构式反映了其个性和特殊性，个性包含于共性之中，故定义式包含了结构式。3、面：平行板电容器（2）平行板电容器动态分析 例7①．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关Ｋ，电源即给电容器充电 [ BC ]
Ａ．保持K接通，减小两极板间的距离，
则两极板间电场的电场强度减小
B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，
则极板上的电量增大
C．断开K，减小两极板间的距离，则两
极板间的电势差减小
Ｄ．断开K，在两极板间插入一块介质，
则两极板间的电势差增大 例7②.右图是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联
电路．在增大电容器两极间距离的过程中，[ C ]
A.电阻R中无电流
B.电容器的电容变大
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.电阻R中有从b流向a的电流例8．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则[ AC ]．
A．U变小，E不变
B．E变大，W变大
C．U变小，W不变
D．U不变，W不变4、体：带电体在电场中运动a、在变化的电场中，带电粒子受变化的电场力的作用，其加速度也变化，此时应注意过程的分析． （5）典型问题与方法：例9．如图9所示，A、B是一对平行金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压，A板的电势为零，B板的电势随时间变化的规律如图所示．一电子从A板上的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速度和重力可忽略不计，则[ AB ]
A．若电子是在t=0时刻进入电场的，它将一直向B板运动
B．若电子是在t=T/8时刻进入电场的，
它可能时而向B板运动，时而向A板运
动，最后打在B板上
C．若电子是在t=3T/8时刻进入电场的，
它可能时而向B板运动，时而向A板运动，
最后打在B板上
D．若电子是在t=3T/8时刻进入电场的，它不可能打到B板上b．类比平抛运动、正交分解处理带电粒子在匀强电场中的偏转例10 (2005年全国)图中B为电源，ε=27V，内阻不计。固定电
阻R1=500Ω，R2为光敏电阻，C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，
极板长l1=8．0×10-2m，两极板的间距d=1．0×
10-2m．S为屏，与极板垂直，到极板的距离
l2=O．16 m．P为圆盘，由形状相同、透光
率不同的a、b、c三个扇形构成，它可绕
AA’轴转动．当细光束通过扇形a、b、c
照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为
1000Ω、2000Ω、4500Ω．有一细电子
束沿图中虚线以速度v0=8．0×106m／s连续不断地射入C，已知电子电量e=1．6×10-19C，电子质量m=9×10-31kg．忽略细光束的宽
度、电容器充放电时间及电子所受的重力．假设照在R2上的光
强发生变化时R2阻值立即有相应的改变．设圆盘不转动，
细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏s上时，它离O点的距离y。(计算
果保留两位有效数字)．答案： 2．4×10-2(m) 例11．示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形．它的工作原理等效成下列情况：(如图所示)真空室中电极K发出电子(初速不计)，经过电压为Ul的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．板长L，相距为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀，在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的．在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交．当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿-x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动．(已知电子的质量为m，带电量为e，不计电子重力)求：(1)电子进入AB板时的初速度；
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上，
图乙中电压的最大值Uo需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，
荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?
计算这个波形的峰值和长度．在如图丙所
示的x，y坐标系中画出这个波形．T，例12．有三根长度皆为l＝1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×10－2 kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和＋q，q＝1.00×10－7C．A、B之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B球的位置如图所示．现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．（不计两带电小球间相互作用的静电力）[6.8×10-2J]c．用能量的观点处理带电体在电场中的运动例13．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为 [ C ]
A．8eV B．13eV C．20eV D．34eV例12图例15．如图所示，水平绝缘轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道切BCD平滑连接，匀强电场场强为E，方向水平向右，一个质量为m的带电滑块所受电场力等于重力，滑块与AB段的动摩擦因素为μ，BCD段光滑．在A点静止释放滑块，它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点，则AB至少多长？［］d、等效法处理带电体在复合场中的运动新教材《恒定电流》一章在基本概念的陈述尤其是实验上变化较大，是新教材的体系中调整幅度最大的一章，具体体现在：一．《恒定电流》教材分析：（3）新教材第3节在说一说栏目中增加了晶体二极管的伏安特性曲线，让学生通过自我探索发现二极管的单向导电性，复习中要注意适当补充晶体二极管的有关应用，尤其注意将晶体二极管与电路及电容器相结合。（2）将老教材第6节中的电动势部分编为单独一节，不仅介绍了电动势和内阻这两个特征量，还介绍了生活中的几种主要电池，体现了新课程学习要与生活相联系的原则。1．内容的变动：
（1）新教材在第1节中增加了导线中的电场这一新内容，我认为此内容不应是重点，而是教材为了连贯性，介绍导线中的电场是为了更好的将前面所学的静电场与恒定电流一章相衔接。（7）新教材增加了第10节简单的逻辑电路，我认为这是电流复习的另一重点，它可以与传感器紧密联系，既能考查电流的应用，又能考察学生的综合分析能力。（6）新教材删去了老教材第3、4两节，即半导体及其应用和超导及其应用，我认为这两节内容也是生活常用的知识，尤其超导体的有关研究是现在物理学的前沿科学，所以复习中适当补充半导体和超导体的特征和应用是必要的。（5）在新教材第7节闭合电路欧姆定律的阐述中先从能量守恒的角度去认识闭合电路欧姆定律，同时也介绍了从电势角度来解释闭合电路欧姆定律，更具有科学性。 （4）新教材第4节串联电联电路和并联电路是新增加内容，串、并联电流的有关规律初中着重讲过，学生有良好的基础，复习中可在此节中穿插阐述对复杂电路进行简化的方法，应该说是否能得到简化了的等效电路图是解决电路问题的关键。另结合第2节介绍电池组问题：串联电池组即n个相同的电池串联，并联电池组即n个相同的电池并联。新教材从学生实验来看仅保留了《电源电动势内阻》实验，其他变动很大，比如：
（1）删去老教材的学生实验《用描迹法画出电场中平面上的等势线》和《将电流表改装成电压表》实验。
（2）将老教材中的学生实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》改为了第3节欧姆定律中的演示实验。
（3）将老教材中《测定金属的电阻率》的实验改为探究型实验，新教材中给出了两个探究方案，由学生在实验探究的基础上总结得出电阻定律。
（4）将老教材中学生实验《用多用电表控索黑箱内的电学元件》改为新教材中的第8节《多用电表》，要求掌握多用表的内部构造，使用方法，在习题中的第5题体现用多用电表控索黑箱内的电学元件这一实验的方法。2、实验的调整。本章习题变化主要体现在将老教材删去的问题改用题目中以习题的形式体现，比如上面所提到的学生实验《用多用电表控索黑箱内的电学元件》改为新教材中的第8节《多用电表》一节习题中的第5题。3．习题的变化：又:书P53第2题：图2.4-9画出用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图，图中电压表的内阻为103Ω，电流表的内阻为0.1Ω，被测导体R的真实电阻为87.4Ω，测量时，把电压表读数和电流表读数的比值为电阻的测量值，如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值将各是多少？你能从中得出什么结论？此题实际是老教材中第七节伏安法测电阻；即内外接法的内容，此部分内容较难处理，但我认为电学实验的基础是伏安法测电阻，对伏安法测电阻的测量原理及基本误差的分析仍要介绍。再例P53第1题：图2.4-8的电流常称分压电路，当a、b间的电压为U时，利用它可以在c.d 端获得0和U之间的任意电压，试说明其中的道理。此题实际就是变阻器的分压连接方式，选择限流电路与分压电路如图： a图为限流电路，b图为分压电路.一般情况下Rx与滑动变阻器R的阻值较接近时用限流电路，Rx》R时用分压电路。同时还要考虑器件的安全性。既你所设计的电路图不能超过器件的额定电流。这一步需要利用欧姆定律进行估算。图2.4-8教师在复习时应注意补充。复习中的注意事项
（1）明确各分式及规律和适用条件。
（2）注重实际电器在生活应用问题的复习。
（3）理解各实验的基本原理，加强对基本仪器使用的复习。二、复习策略关于实验:新课程更多地是注重对知识获取的过程，从07年高考来看，实验题探究的味道很浓，对于验证型实验的要求已不如以前那么高。而高考电学的设计型或探究性实验则成为高考的热点问题，这样的试题能够综合考察考生创造性地应用已学的知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求考生有较高的综合素质，为考生创造力的发挥提供了广阔的思维空间，只有做到理论联系实际，把仪器的使用、原理理解、知识的迁移、方法的应用、创性地意识结合起来，才能正确地解决实际性实验问题。所以复习中不能掉以轻心.首先学生要熟悉基本仪器装置、操作过基础的分组实验、在这样的前提下才能进行更深层次的问题解答。1、电路连接、电功率重点概念和典型例题【例1】 图中三个电阻的阻值相等，R1的额定功率为10W，R2的额定功率为5W，R3的额定功率为20W，则该电路允许的最大功率为__30____W【例2】有一个直流电动机，把它接入0．2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？ 1.5W，8W 等效电路 运用等电势点法对复杂电路进行结构分析，画好等效电路图。
电路元件的处理技巧．理想电流表的内阻可看成零，理想电压表的内阻可看成无穷大．故电流表可先用导线替代，电压表可先看成断路．当电路处于稳定状态时，电容器相当于断路，故含电容器的一段电路上无电流；若电阻上没有电流流过时，该电阻相当于导线。
电路连接关系的识别．可用节点电流法加以识别．在判断时，首先将节点标号，导线上各点可认为等势，故一根导线两端应标上相同的节点号；其次判断出各节点的电势高低；第三标出电流走向，对于纯电阻电路外部电路电流从高电势流向低电势处；第四确定各电阻的串并联关系．若电阻并列连接在电路的某两个节点间的属并联．【例3】有一只家用电熨斗，其电路结构如图甲所示，改变内部接线可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度档，图乙是四种不同的连线方式，其中能获得低档温度的是
B 非线性电路的分析与求解。非线性电路包括含二极管电路和白炽电灯电路，由于这类元件的伏安特性不再是线性的，所以求解这类问题难度更大。准确利用I-U图像解决此类问题近几年已成为高考的热点。 【例4】如图中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线，回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）。
（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。（2）如图所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。(1)0.4A ,10Ω
(2)6.7Ω2、动态变化分析题【例5】如图所示，电灯A标有“10V，10W”，电灯B标有“8V，20W”，滑动变阻器的总电阻为6Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)
A、安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大；
B、安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小；
C、安培表示数先增大后减小，伏特表示数先减小后增大；
D、安培表示数先减小后增大，伏特表示数先增大后减小。B评析：此题既能考查学生的动态问题的分析方法，即通常由开关的通断、电阻的变化（如滑线变阻器阻值的变化）所引起，分析时要紧紧抓住由局部→整体→局部的思路，先由局部的电阻变化，用欧姆定律、串并联电路的规律来分析整体的电阻、电流、电压的变化，然后再回到局部讨论相关物理量的变化，既要把全电路分解（隔离）为各个部分加以分析，又要把各部门电路结合成一个整体加以考虑，一般要众总电流和各支部电流的关系、电动势和内外电路各部分电压的关系、电源的总功率和内外电路部分消耗功率的关系三个方面来研究。又结合了电路中的极值问题，复习中关注此类本章内的知识进行综合的问题。由此题还可以引申故障类问题的分析，使学生体会所谓断路即某一电阻阻值变大；所谓短路即某一电阻阻值变小。【例6】如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是
A．R1断路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4短路答案：A 常见的电路故障有断路和短路两种情况，
分析的方法是逐一假设推理。 [例7]某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
⑴电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）_____________。
⑵由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是______________。答案：⑴R2、R3、E；⑵RP短路或R2断路稳态、动态阻容电路的分析，在直流电路中，电路达到稳定状态时，电容器可视作断路（阻值无限大）；当电路不稳定时（如电路接通、断开的瞬间），电容器出现充、放电现象。解题的关键是先进行电路简化，在电路稳定时间把电容器去掉，然后找出电容两端的电压，在计算电容器充、放电的电荷量时，误区在于不分析电容器极板上的电性，不判断动态时电容充放电的电流方向，导致计算增加或减少的电荷量发生错误。3、含容电路问题。[例8]（2004年江苏卷第14题）如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ，电容器的电容C=4.7μF．闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V．
（1）该电压表的内阻为多大?
（2）由于电压表的接入，电容
器的带电量变化了多少?在纯电阻闭合电路中，当外电阻发生变化时，电源的输出功率会发生相应的变化。4、电源功率[例9]（2007上海高考）（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。
（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，
则R1和R2必须满足的关系是__________________。
（2）若R1＝6?，R2＝12?，电源内电阻r＝6?，
当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P
随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，
则R3的阻值应该选择（ ）
（A）2?。 （B）4?。
（C）6?。 （D）8?。（1）R1≤R2，（2）B5．电表的改装[例10]电流表的内阻是Rg=200Ω，满刻度电流值是Ig=500微安。现欲把这电流表改装成量程为1．0V的电压表，正确的方法是 （ ）
A．应串联一个0．1Ω的电阻 B．应并联一个0．1Ω的电阻
C．应串联一个1800Ω的电阻 D．应并联一个1800Ω的电阻答案：C[例11]校准过程中发现待测表（即改装表）的读数比标准电流表的读数稍大，若灵敏电流计G的满偏电流值是准确的，则出现误差的原因可能是 （ ）答案AC
A．Rg的测量值比真实值偏大 B．Rg的测量值比真实值偏小[例12]采用电流表内接法电路测电阻时，电压表的示数是1．2V，电流表的示数为0.48A，电流表内阻是0．2Ω，则被测电阻的真实值为多少？答案：2.36．伏安法测电阻
伏安法测电阻是恒定电流中基本实验之一，伏安法测电阻时如果考虑到电流表与电压表对测量值的影响，那么如果根据待测电阻Rx的值与电流表内阻RA、与电压表内阻RV的比较来确定选择电路是要求熟练掌握的内容。[例13]如图所示是一种调温型电热毯的电路图，电热毯额定电压为220V．这种电热毯是利用两组相同的电热丝，采用平行相隔的布线方式缝置在底布上，通过开关改变电热丝的连接方式，从而改变功率达到调温的目的．图中虚线框内是三刀五位滑动式功率转换开关，三个滑片AB、CD、EF滑动时只能同时位于图中“1”、“2”、“3”、“4”、“5”中的相邻两位置上．求：
（1）若开关B端位于“2”时，电
热毯的功率为200W，每组电热丝
的电阻多大；
（2）当开关B 端位于位置“3”时，
电热毯工作5分钟产生的热量；
（3）开关B端位于哪个位置时，
电热毯通电发热功率最小？最
小值是多少？7、联系实际问题和电路实验题解析：（1）当开关B端位于“2”时，电路中R1、R2并联，
∵，由知，P1＝P2＝100W，∴．
（2）当开关B端位于“3”时，只有R2通电，且P2＝100W，
电流做功转化为内能，故Q=W=Pt＝3×104J．
（3）由于电路电压不变，要使通电时发热功率最小，只有它们通电电阻最大，故应将R1、R2串联接在电路中．
开关B端位于“4”时，R1、R2串联，电功率最小，此时R＝R1＋R2． 图甲是某同学自制的电子秤原理图，利用理想电压表的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其它阻力．（1）求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式；（2）由⑴的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图（乙）的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式．关于电路实验题，要更加重视课本中的实验，高考的实验题不管是验证型实验还是探究实验都是以教材中规定实验的原理、方法和器材为基础编写出来的。例如?今年江苏物理试题两道实验题第2题即从书本“探究加速度与力和质量的关系”改变而来?。只有真正挖掘和理解了课本中的实验，才能为迁移运用奠定基础。其次，我们教师也应该认识到，课本中的实验仅仅是为我们提供了一套可行的实验设计方案和操作规程，但它决不是唯一可行的，也不一定是最佳实验方案。我们应该着重从中领悟物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序及合理的实验步骤。应从实际出发作合理的变通和大胆的改进，通过改变实验目的和要求、实验控制的条件、实验仪器等方法，培养学生运用实验思想方法、设计新的物理实验的能力。只有充分挖掘课本才能充分理解教材，才能在遇到新题凭借扎实的基本知识从容解决实际问题。12．(9分)要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V)的伏安特性曲线，设计电路如图。图中定值电阻R为5Ω；电压表(未画出)量程为10V，内阻约为10kΩ；电源电动势E为12V，内阻不计。
⑴实验时有两个滑动变阻器可供选择： a.阻值0-200Ω，额定电流0.3A
b. 阻值0-20Ω，额定电流0.5A
本实验应选用的滑动变阻器是_______(填”a”或”b”)
⑵正确接线后，测得数据如下表： a.根据以上数据，电压表是并联在M与____之间的(填“O”或“P”) b.根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线为：
⑶画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN
变化的示意图为(无需数值) [例15]在做测量电源的电动势E和内电阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，已知内阻为RV的电压表一个（量程大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干。
（1）在下图的虚线框中画出实验电路图。
（2）为使测量的更加准确，多次改变电阻箱的阻值R设电压表相应的示数为U，以 为纵坐标，画出的 某种关系图线，该图线为一直线，如图所示，由图线可得到直线在纵轴的截距为m，直线的斜率为k，则E=________，r=_________。， [例16]下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是( B )8、逻辑电路 新增加问题的分析建议：我认为在给学生复习时，教师不必涉及过深，还是首先将书本上的例题和习题真正分析清楚，然后与3-2传感器一章的问题结合起来复习，将物理知识与实际生活相联系，尤其是与现代高科技的联系，是高考的必然趋势和热点。因此复习中对本章所增加的逻辑电路内容，应给予关注。[例17]右图是电热水器的恒温器原理图，继电器外接加热电路（图中未画出），R1为可变电阻，Rt为热敏电阻．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值很小．只有当水箱中有一定量的水且水的温度低于设定值时，热水器开启并加热，反之，热水器停止加热．
（1）水箱中没有水时，电路中AB部分处于 状态（填“接通”或“断开”）；
（2）电路中的逻辑电路C是 门电路；
（3）若要调高水的设定温度值，须使可变电阻R1的阻值 （填“增大”或“减小”）．
解析： (1)断开 （2）与 （﹠） （3）减小《磁场》07年山东考纲。（1）将老教材中的第一节更为科学地化为两节，新教材第一节从磁现象、电流的磁效应的客观现象出发，再介绍磁场，最后运用磁性的地球促使学生认识磁场的物质性，将老教材中的磁场的方向安排在第二节，磁感线安排在第三节，这样安排更为符合学生的认知规律。在本节书后的STS中增加指南针与郑和下西洋的阅读内容，一方面体现了三维教学目标，另一方面让学生体会磁的应用。教材的编写体现了历史性与时代性，复习中应关注物理学的历史发展过程，要注重选题时将物理学的新发现创设为新的情景模型。教材分析（3）新教材第三节几种常见的磁场内容变化大，是一个全新的组合。将老教材中第三节的电流表的工作原理整节编入新教材的第四节，将老教材中第一节的磁感线调整为新教材第三节的主要部分，将老教材中第二节的匀强磁场调整为新教材第三节的一部分，将老教材中第十六章第一节的磁通量调整为新教材第三节的一部分，还将老教材中的阅读材料安培分子电流假说调整为新教材第三节的一部分，这种安排突出磁感线这条主线，复习中对典型磁场的磁感线分布要着重介绍，因为磁感线的形状能够让学生对磁场的认识由抽象变为形象。（2）在第二节磁感应强度中，运用类比电场的方法，先介绍磁感应强度的方向，再介绍磁感应强度的大小。将老教材中的安培力安排在第四节，这样安排教学的重点更加突出。新教材的问题与练习中编制了一道F—I的图像题，培养了学生运用图像分析问题、解决问题的能力，加深了对磁感应强度的物质性的理解和认识。而在本节书后科学漫步一栏中，介绍了地球磁场与古地质学内容，让学生体会地球磁场的探究在科学研究的作用。（4）新教材第四节的内容为磁场对通电导线的作用力，着重介绍安培力的方向、大小及其应用，对磁电式电流表，针对课程标准，还可适当补充力矩的知识及其应用，一定要让学生理解和掌握磁电式电流表的指针偏转角度的大小与流进电流表的电流大小成正比的关系。 （5）新教材第五节为磁场对运动电荷的作用力，跟原教材相比更为突出洛伦兹力大小的推导过程,在本节中增加了电视显像管的工作原理,在复习中应让学生了解电子束磁偏转的工作原理。让学生着重理解扫描，利用B-t图象分析扫描的交变磁场。电视显像管的工作原理是与日常生活联系非常紧密的一块内容，是高考容易出题的热门考点，同时也为后面学生学习带电粒子在匀强磁场中的运动打下了基础。在复习中要着重处理好书后问题与练习中的第三小题，让学生自己分析速度选择器的工作原理。掌握运动粒子的带电性质、运动方向、磁场方向、电场方向和两极板的电势高低这几者的关系。第四小题，引导学生自己分析出磁流体发电机的正负极，自主推导磁流体发电机的电动势；自主区别等离子体的运动方向与发电机的电流方向；自主写出发电机的内电阻。（7）新教材在本章内容后面新增了课题研究这一栏目，体现了新教材的三维教学目标。在复习中除了引导学生分析霍尔效应中霍尔电压与电流强度，磁感应强度，长方体形导体的厚度的关系，还要注意培养学生做科学研究的科学精神与合作态度。（6）新教材中第六节为带电粒子在匀强磁场中的运动着重分析带电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力的大小和方向。引导学生自己分析和推导带电粒子在匀强磁场中的做匀速圆周运动的轨道半径与回旋周期。重点复习好课本例题质谱仪，引导学生自己分析质谱仪中带电粒子的加速过程与偏转过程，推导出半径与质量的关系。处理好课本例题回旋加速器，引导学生分析回旋加速器的各种原理，知道金属扁盒的作用，分析带电粒子的运动频率与交变电压频率之间的关系，挖掘回旋加速器加速粒子的最大速度的隐含条件。在复习中要着重处理好书后问题与练习中的第五小题，引导学生分析影响电视显像管图像质量的因素会运用物理模型分析和处理好实际问题。本章渗透物理学的思想和方法主要体现以下几个方面。重视思想方法的总结。（1）控制变量法
在第2节探究影响通电导线受力的因素的演示实验中：先保持导线通电部分的长度不度、改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对导线受力的影响。
与此类似的处理的还有：
在第4节研究安培力方向与哪些因素有关的演示实验中：上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变；改变导线中的电流的方向，观察受力方向是否改变。
（２）类比法
在研究电场的时候，我们研究电场中的检验电荷的受力情况，确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。与此类似，我们是否可以分析磁体或通电导线在磁场中所受的力，由此入手，找出表示磁场强弱和方向的物理量呢？
磁场与电场类比：磁感应强度与电场强度类比；电流元IL与电场中的点电荷q类比；磁感线与电场线类比。
（３）比值定义法
磁感应强度的比值定义在新教材中出现三次：
第一次用一段通电直导线受到的磁场力来定义：磁感应强度第二次用磁通量密度描述磁场强弱的物理量：磁感应强度（磁通密度）
第三次在教科书旁批中出现，用运动电荷受到的磁场力来定义：磁感应强度，出现的目的是为了拓展学生的视野，但教学不作要求。（4）理想模型
模型方法是物理学的基本方法之一。第三章的“电流元”就是一个理想模型（在物理学中，把很小一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积I L叫做“电流元”，电流元的电流和尺寸必须充分小，被检验的磁场不会因电流元的出现而有明显的变化）。在以前的各个版本高中物理课本中都未出现过“电流元”这个物理量。引入电流元有利于将磁场与电场进行类比研究：在磁场研究中引入的电流元IL就相当于电场中的点电荷q。
（5）统一思想
奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电与磁的联系，表明事物之间的相互联系和世界的统一性。
安培探索了磁的本质，提出了分子电流假说，从本质上认识了磁和电的统一。
（顺便说一下，新的教科书没有提“磁现象的电本质”。“磁现象的电本质”这个说法容易给人一个错误的印象，好像物质的“电属性”比“磁属性”更本质一些，实际上，从微观的角度看物质，粒子的电荷与磁矩都是它们的基本属性，无所谓哪个更本质。）
直线电流、环形电流、通电螺线管的统一性：环形电流可以看成许多小的直线电流组成，通电螺线管可以看成是许多环形电流组成。从整体要求来看，本章节分为三大块：①磁场的基本概念②磁场对通电直导线的作用、安培力③带电粒子在匀强磁场中的运动。重点考查磁场对通电导线的安培力（安培力在本章和下一章都有所涉及），安培定则和左手定则，或分析通电线圈所受安培力的合力，高考一般不重于对基本概念（如磁场、磁感应强度、磁感线等）的考查，而是侧重于对知识综合应用方面的考查，如安培力与力学结合考查通电导线在磁场中平衡，要求学生具有较强的空间想象能力。对安培力的考查仍是高考的热点，试题多与力学综合，今年更趋向与生活、社会、生产及高科技相渗透。带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动是高考的重点和热点，如考查带电粒子的匀速圆周运动，在复合场中的直线运动以及依次通过电场、磁场的运动，多以计算题形式出现，分值较高、难度偏大，因此仍是高考的热点。预计高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题。复习中建议重点是让学生通过对安培力、洛伦兹力的理解，掌握分析通电直导线或带电粒子在磁场中的受力情况及运动情况的分析方法，且多与实际问题相结合，如电磁流量计、电视机的磁偏转技术、回旋加速器等，提高学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力。二、复习策略1 磁场 磁感线 匀强磁场三、考点清单[例1]．（06上海卷）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均 为r， b点在导线2右侧，
与导线2的距离也为r． 现测得a点磁感应强度的
大小为B， 则去掉导线1后，b点的磁感应
强度大小为 ，方向 ． 解析：根据安培定则可知，1、2 两导线在 a 点的磁感应强度大小相等，方向相同，都为B/2。而 2导线在 a、b 两处的磁感应强度等大反向，故去掉导线1 后，b 点的磁感应强度 大小为 B/2 ，方向垂直两导线所在平面向外。
答案: B/2，垂直两导线所在平面向外
点评：1、高考考点：电流的磁场、磁感应强度
2、易错点：磁场的叠加时容易将方向弄错。易将安培定则与左手定则混淆。
3、解题关键与备考提示：矢量的叠加观点是贯穿高中的重要思想方法，也是高考的重点。[例2]．（2007年上海高考卷第7题）取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）
A、0 B、0.5B
C、B D、2 B4. 磁场对电流的作用 [例3]（2007年广东高考卷第18题）如图6，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸内偏转 D.向纸外偏转 1.6Ω≤R≤4.8Ω． 5. 磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）[例7]如图，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，现从矩形区域ad边的中点O处，
垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为30o，
大小为v0的带电粒子。已知粒子质量为m，电量为q，
ad边长为l，重力影响忽略不计。
（1）试求粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。
(2) 问粒子在磁场中运动的最长时间。 评析：洛伦兹力的方向、磁场方向及电荷运动方向之间存在着较复杂的空间方向关系，要求同学具有较强的空间想象能力及对物理过程和物理规律的综合分析能力，能够看懂有关立体示意图，并借助于几何图形进行物理、数学方面的分析推理，是近几年高考考查的热点。带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的研究步骤是：一是要会根据运动过程画出粒子运动的草图二是圆心的确定, 三是利用粒子在圆形磁场区域内做圆周运动的有关几何关系确定圆周运动的半径,四是粒子在磁场中运动的周期或运动时间的确定和计算。1.复合场一般包括重力场、电场和磁场，本专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场，或者是三场合一.
2.三种场力的特点
（1）重力的大小为mg，方向竖直向下，重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与初、末位置的高度差有关.
（2）电场力的大小为qE，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与初、末位置的电势差有关.
（3）洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时，f =0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，f =qvB；洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面.无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功.
3.注意：电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时，一般都不计重力，但质量较大的质点（如带电尘粒）在复合场中运动时，不能忽略重力.6. 带电粒子在复合场中运动规律分析（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 1.带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动（如速度选择题）.
2.当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
3.当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可能由几种不同的运动阶段所组成.
（2）灵活选用力学规律是解决问题的关键
1.当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解.
2.当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.
3.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.4.带电粒子在复合场中运动的处理方法. 【例8】如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小为B。一绝缘c形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成， 固定在纸面所在的竖直平面内．PQ、MN水平且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P,M点在磁场边界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电+q的小环套在MN杆上，它所受电场力为重力的3/4倍。现在M右侧D点由静止释放小环，小环刚好能到达p点， (1)求DM间距离xo；
(2)求上述过程中小环第一次通过与0等高的A点时弯杆对小环作用力的大小； (3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)。现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功．由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.（1）轨迹如图（2）磁场宽度L=Rsinθ=d （3）在磁场中偏转距离为几种实例应用☆质谱仪
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电量为q的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作速度为零。产生的离子经过电压U加速，进入磁感强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动，到达记录它的照相底片上的P点。测得P点到入口处S1的距离为x。试求离子的质量m。解析：离子的质量m是不能直接测量的，但通过离子在磁场中的偏转而转化为距离进行测量。当离子在电场中加速时应用动能定理可得：qU=如图所示回旋加速器示意图，在D型盒上半面出口处有一正离子源，试问该离子在下半盒中每相邻两轨道半径之比为多少？
解析：设正离子的质量为m，电量为q，两盒间加速电压为U，离子从离子源射出，经电场加速一次，第一次进入下半工半盒时速度和半径分别为 第二次进入下半盒时，经电场加速三次，进入下半盒速度和半径分别为第k次进入下半盒时，经电场加速（2k-1）次，进入下半盒速度和半径分别为所以，任意相邻两轨道半径之比为 ☆回旋加速器可见，粒子在回旋加速器中运动时，轨道半径是不等距分布的。【例10】如图所示，由于电子等基本粒子所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的正离子组成的离子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区，已知电场强度大小为E、方向向下，磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向里，若粒子的运动轨迹不发生偏转（重力不计），必须满足平衡条件：Bqv=qE，故v=E/B，这样就把满足v=E/B的粒子从速度选择器中选择了出来。带电粒子不发生偏转的条件跟粒子的质量、所带电荷量、电荷的性质均无关，只跟粒子的速度有关，且对速度的方向进行选择。 ☆速度选择器若粒子从图中右侧入射则不能穿出场区。 【例11】如图所示是电磁流量计的示意图。在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电流体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab两点间的电动势E，就可以知道液体的流量Q（单位时间内流过液体的体积）。已知管的直径为D，磁感强度为B，试推出Q与E的关系表达式。☆电磁流量计解析：因为Q=vS=v ，
而E=BDv，所以很容易建立其Q与E的关系表达式为：
Q= E。☆霍尔效应的原理。从发电的机理上讲，磁流体发电与普通发电一样，都是根据法拉第电磁感应定律获得电能。所不同的是，磁流体发电是以高温的导电流体（在工程技术上常用等离子体）高速通过磁场，以导电的流体切割磁感线产生电动势。这时，导电的流体起到了金属导线的作用。其原理如图所示。☆磁流体发电机的原理。【例13】磁流体发电中所采用的导电流体一般
是导电的气体，也可以是液态金属。我们知道，
常温下的气体是绝缘体，只有在很高的温度下，
例如6000K以上，才能电离，才能导电。当这
种气体到很高的速度通过磁场时，就可以实现
具有工业应用价值的磁流体发电。设平行金属板
距离为d，金属板长度为a，宽度为b，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示。导电流体的流速为v，电阻率为ρ。负载电阻为R。导电流体从一侧沿垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间。
（1）求该发电机产生的电动势。
（2）求负载R上的电流I。
（3）证明磁流体发电机的总功率P与发电通道的体积成正比，与磁感应强度的平方成正比。
（4）为了使导电流体以恒定的速度v通过磁场，发电通道两端需保持一定的压强差△p。试计算△p。【例14】核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半径R2=1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/㎏，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。试计算
（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度。
（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。☆磁约束图（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度为 m/s。
一、复习本单元知识时要注意以下几点：
1、重视知识网络的构建和对基本概念定义的理解。
2、重视知识的实际应用。如：带电粒子在电场中的加速、以及电容器的知识在实际生产生活中的应用。
3、重视本单元知识与其他物理知识的综合。如：带电粒子在复合场中的运动。
4、掌握处理较为复杂的物理问题的方法。如：类比、等效、建立模型等思维方法。复习策略 教师在复习时可将本章问题整合为“点、线、面、体”，有利于学生建构起良好的知识网络，从而达到较好的复习效果。1、点：点电荷
主要两个问题。（1）点电荷系的平衡问题。
（2）库仑定律的适用条件问题[例1]如图所示，A、B两个点电荷，质量分别为m1、m2，带电量分别为q1、q2。静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，且A、B恰好处于同一水平面上，则
A、? 若q1=q2，则θ1 = θ2 B．若q1＜q2，则θ1 ＞θ2
C、若m1=m2，则θ1 = θ2 D．若m1＜m2，则θ1 < θ2本题目不仅考查了库仑定律的计算公式，
还综合了力的平衡，力的分解与合成，
并且教师在原有的基础上可做进一步拓展，
如:
若两悬线长度相同， θ1 =300， θ2 ＝600，则m1：m2＝？
增加问题的难度，加深对库仑定律方向性的认识，和力的平衡
的应用。 [例2] 两个直径为r的金属带电球，当它们相距100r时的作用力为F。当它们相距为r时的作用力
A、F/100 B、104F
C、100F D、以上答案均不对说明： 库仑定律只适于点电荷间的互相作用．点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型，即体积不计的带电体．当带电体的大小和带电体间的距离不可比拟以至于带电体的形状、大小对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可视为点电荷．均匀的带电球体也可视为点电荷，电荷集中在球心．2、线：电场线[例3② ] 把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是
A.点电荷运动轨迹必和电场线重合
B.点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致
C.电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直
D.点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致[例3 ①] 如图所示，均匀带电圆环的总
电量为Q，环的半径为b，在轴线上距
环心为a处有一点，圆环上的电荷在这
一点产生的总场强大小为 。 例：下列关于点电荷的场强公式 的几种理解，不正确的是 ( )
A.在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正 比，与r2成反比
B.当r→0时，E→∞； 当 r→∞时，E→0
C.点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定是 背离点电荷的
D.以点电荷Q 为中心，r为半径的球面上各处的场 强相等 BCD例：一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是 ( ) EEBCD例：如图所示，水平固定的圆环均匀带正电，从盘心上方A处静止释放一质量为m的带电量为q的小球，由于电场力的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点，AC=h。又知道过竖直线上B点时小球速度最大，据此可求出哪些位置处的场强？
?电势是描述电场能的性质，是标量．它具有
客观性：只由电场本身决定．电场中某点的电势与检验电荷的电性和电量q无关．
相对性:理论上选取∞=0，实际应用中通常取大地电势为零．当规定无穷远处电势为零时，正电荷形成的电场中各点电势均为正值；负电荷形成的电场中各点电势均为负值．
电势和电势差的关系：把电场中电势相等的点构成的线（面）叫做等势线（面）．等势面和电场线的关系有：
a、电场线总与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面；
b、电场线越密的地方等势面也越密；
c、沿等势面移动电荷，电场力不做功；
d、电场线与等势面都是虚拟出来的形象描述电场的工具；
e、实际测量等势点较容易，所以往往通过描述等势线来确定电场线。（2）等势面与电场线的关系[例4] (2004上海卷第6题)某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（ ）
A．在0—x1之间不存在沿x方向的电场
B．在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场
C．在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场
D．在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场解决此类问题的关键是掌握以下几个要点：
a、带电粒子轨迹的切线方向为该处的速度方向
b、带电粒子所受合力（往往仅为电场力）应指向轨迹曲线的凹侧，再依电场力与场强同向或反向，即可确定力的方向。
c、在一段运动过程中，若合力与运动方向的夹角小于90o，则合力做正功，动能增加；若合力与运动方向的夹角大于90o，则合力做负功，动能减小；若合力与运动方向的夹角等于90o，则动能不变。（3）依带电粒子的运动轨迹和电场线来判断有关问题[例5]（泰州2007高三一调）某同学在研究电子在电场中的运动
时，得到了电子由a运动到b的运动轨迹（图中实线所示），图中未
标明方向的一组虚线可能是电场线，可能是等势面，
则下列说法正确的是
A、如果图中虚线是电场线，则电子在a点动能较大
B、如果图中虚线是等势面，则电子在b点动能较小
C、不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的场强都大于b点的场强
D、不论图中虚线是电场线还是等势面，
a点的电势都高于b点的电势[例6]（2007广东高考）图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．电场中有一个带电微粒，仅受电场力的作用，从A点运动到B点，EA 、 EB表示该带电微粒在A、B两点的动能，UA 、 UB表示A、B两点的电势，以下判断正确的是 （ ）
A．若UA＜UB．则该电荷一定是负电荷．
B．若EA > EB，则UA一定大于UB．
C．若EA > EB，则该电荷的运动轨迹
不可能是虚线a．
D．若该电荷的运动轨迹是虚线b且微粒
带正电荷，则UA一定小于UB．（1）平行板电容器问题“三、二、一”
三个公式：①电容器定义式 ．反映了电容器容纳电荷的本领，但平行板电容器的电容C的大小与Q和U都无关，由电容器本身的构造因素决定。
②平行板电容器的结构式。反映了平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S成正比，跟两板间的距离d成反比。
③两极板间的场强公式。由该式可知，介质不变时，平行板电容器板间场强E的大小由极板间所带电荷量的面密度决定。可见，只要Q不变，S不变，则无论U，d 如何变化，场强E不会变化。
二种情况。①与电源断开，此时带电量Q保持不变，当板间距离d变化时，电容C变化，板间电压变化，板间场强不变；②始终与电源相连，此时两板间电压U保持不变，当板间距离d变化时，电容C变化，带电量Q变化，板间场强E变化．
一个关系。电容器定义式反映了电容器的共性和普遍性，平行板电容器的结构式反映了其个性和特殊性，个性包含于共性之中，故定义式包含了结构式。3、面：平行板电容器（2）平行板电容器动态分析 例7①．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关Ｋ，电源即给电容器充电 [ BC ]
Ａ．保持K接通，减小两极板间的距离，
则两极板间电场的电场强度减小
B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，
则极板上的电量增大
C．断开K，减小两极板间的距离，则两
极板间的电势差减小
Ｄ．断开K，在两极板间插入一块介质，
则两极板间的电势差增大 例7②.右图是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联
电路．在增大电容器两极间距离的过程中，[ C ]
A.电阻R中无电流
B.电容器的电容变大
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.电阻R中有从b流向a的电流例8．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则[ AC ]．
A．U变小，E不变
B．E变大，W变大
C．U变小，W不变
D．U不变，W不变4、体：带电体在电场中运动a、在变化的电场中，带电粒子受变化的电场力的作用，其加速度也变化，此时应注意过程的分析． （5）典型问题与方法：例9．如图9所示，A、B是一对平行金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压，A板的电势为零，B板的电势随时间变化的规律如图所示．一电子从A板上的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速度和重力可忽略不计，则[ AB ]
A．若电子是在t=0时刻进入电场的，它将一直向B板运动
B．若电子是在t=T/8时刻进入电场的，
它可能时而向B板运动，时而向A板运
动，最后打在B板上
C．若电子是在t=3T/8时刻进入电场的，
它可能时而向B板运动，时而向A板运动，
最后打在B板上
D．若电子是在t=3T/8时刻进入电场的，它不可能打到B板上b．类比平抛运动、正交分解处理带电粒子在匀强电场中的偏转例10 (2005年全国)图中B为电源，ε=27V，内阻不计。固定电
阻R1=500Ω，R2为光敏电阻，C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，
极板长l1=8．0×10-2m，两极板的间距d=1．0×
10-2m．S为屏，与极板垂直，到极板的距离
l2=O．16 m．P为圆盘，由形状相同、透光
率不同的a、b、c三个扇形构成，它可绕
AA’轴转动．当细光束通过扇形a、b、c
照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为
1000Ω、2000Ω、4500Ω．有一细电子
束沿图中虚线以速度v0=8．0×106m／s连续不断地射入C，已知电子电量e=1．6×10-19C，电子质量m=9×10-31kg．忽略细光束的宽
度、电容器充放电时间及电子所受的重力．假设照在R2上的光
强发生变化时R2阻值立即有相应的改变．设圆盘不转动，
细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏s上时，它离O点的距离y。(计算
果保留两位有效数字)．答案： 2．4×10-2(m) 例11．示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形．它的工作原理等效成下列情况：(如图所示)真空室中电极K发出电子(初速不计)，经过电压为Ul的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．板长L，相距为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀，在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的．在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交．当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿-x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动．(已知电子的质量为m，带电量为e，不计电子重力)求：(1)电子进入AB板时的初速度；
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上，
图乙中电压的最大值Uo需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，
荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?
计算这个波形的峰值和长度．在如图丙所
示的x，y坐标系中画出这个波形．T，例12．有三根长度皆为l＝1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×10－2 kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和＋q，q＝1.00×10－7C．A、B之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B球的位置如图所示．现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．（不计两带电小球间相互作用的静电力）[6.8×10-2J]c．用能量的观点处理带电体在电场中的运动例13．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为 [ C ]
A．8eV B．13eV C．20eV D．34eV例12图例15．如图所示，水平绝缘轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道切BCD平滑连接，匀强电场场强为E，方向水平向右，一个质量为m的带电滑块所受电场力等于重力，滑块与AB段的动摩擦因素为μ，BCD段光滑．在A点静止释放滑块，它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点，则AB至少多长？［］d、等效法处理带电体在复合场中的运动新教材《恒定电流》一章在基本概念的陈述尤其是实验上变化较大，是新教材的体系中调整幅度最大的一章，具体体现在：一．《恒定电流》教材分析：（3）新教材第3节在说一说栏目中增加了晶体二极管的伏安特性曲线，让学生通过自我探索发现二极管的单向导电性，复习中要注意适当补充晶体二极管的有关应用，尤其注意将晶体二极管与电路及电容器相结合。（2）将老教材第6节中的电动势部分编为单独一节，不仅介绍了电动势和内阻这两个特征量，还介绍了生活中的几种主要电池，体现了新课程学习要与生活相联系的原则。1．内容的变动：
（1）新教材在第1节中增加了导线中的电场这一新内容，我认为此内容不应是重点，而是教材为了连贯性，介绍导线中的电场是为了更好的将前面所学的静电场与恒定电流一章相衔接。（7）新教材增加了第10节简单的逻辑电路，我认为这是电流复习的另一重点，它可以与传感器紧密联系，既能考查电流的应用，又能考察学生的综合分析能力。（6）新教材删去了老教材第3、4两节，即半导体及其应用和超导及其应用，我认为这两节内容也是生活常用的知识，尤其超导体的有关研究是现在物理学的前沿科学，所以复习中适当补充半导体和超导体的特征和应用是必要的。（5）在新教材第7节闭合电路欧姆定律的阐述中先从能量守恒的角度去认识闭合电路欧姆定律，同时也介绍了从电势角度来解释闭合电路欧姆定律，更具有科学性。 （4）新教材第4节串联电联电路和并联电路是新增加内容，串、并联电流的有关规律初中着重讲过，学生有良好的基础，复习中可在此节中穿插阐述对复杂电路进行简化的方法，应该说是否能得到简化了的等效电路图是解决电路问题的关键。另结合第2节介绍电池组问题：串联电池组即n个相同的电池串联，并联电池组即n个相同的电池并联。新教材从学生实验来看仅保留了《电源电动势内阻》实验，其他变动很大，比如：
（1）删去老教材的学生实验《用描迹法画出电场中平面上的等势线》和《将电流表改装成电压表》实验。
（2）将老教材中的学生实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》改为了第3节欧姆定律中的演示实验。
（3）将老教材中《测定金属的电阻率》的实验改为探究型实验，新教材中给出了两个探究方案，由学生在实验探究的基础上总结得出电阻定律。
（4）将老教材中学生实验《用多用电表控索黑箱内的电学元件》改为新教材中的第8节《多用电表》，要求掌握多用表的内部构造，使用方法，在习题中的第5题体现用多用电表控索黑箱内的电学元件这一实验的方法。2、实验的调整。本章习题变化主要体现在将老教材删去的问题改用题目中以习题的形式体现，比如上面所提到的学生实验《用多用电表控索黑箱内的电学元件》改为新教材中的第8节《多用电表》一节习题中的第5题。3．习题的变化：又:书P53第2题：图2.4-9画出用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图，图中电压表的内阻为103Ω，电流表的内阻为0.1Ω，被测导体R的真实电阻为87.4Ω，测量时，把电压表读数和电流表读数的比值为电阻的测量值，如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值将各是多少？你能从中得出什么结论？此题实际是老教材中第七节伏安法测电阻；即内外接法的内容，此部分内容较难处理，但我认为电学实验的基础是伏安法测电阻，对伏安法测电阻的测量原理及基本误差的分析仍要介绍。再例P53第1题：图2.4-8的电流常称分压电路，当a、b间的电压为U时，利用它可以在c.d 端获得0和U之间的任意电压，试说明其中的道理。此题实际就是变阻器的分压连接方式，选择限流电路与分压电路如图： a图为限流电路，b图为分压电路.一般情况下Rx与滑动变阻器R的阻值较接近时用限流电路，Rx》R时用分压电路。同时还要考虑器件的安全性。既你所设计的电路图不能超过器件的额定电流。这一步需要利用欧姆定律进行估算。图2.4-8教师在复习时应注意补充。复习中的注意事项
（1）明确各分式及规律和适用条件。
（2）注重实际电器在生活应用问题的复习。
（3）理解各实验的基本原理，加强对基本仪器使用的复习。二、复习策略关于实验:新课程更多地是注重对知识获取的过程，从07年高考来看，实验题探究的味道很浓，对于验证型实验的要求已不如以前那么高。而高考电学的设计型或探究性实验则成为高考的热点问题，这样的试题能够综合考察考生创造性地应用已学的知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求考生有较高的综合素质，为考生创造力的发挥提供了广阔的思维空间，只有做到理论联系实际，把仪器的使用、原理理解、知识的迁移、方法的应用、创性地意识结合起来，才能正确地解决实际性实验问题。所以复习中不能掉以轻心.首先学生要熟悉基本仪器装置、操作过基础的分组实验、在这样的前提下才能进行更深层次的问题解答。1、电路连接、电功率重点概念和典型例题【例1】 图中三个电阻的阻值相等，R1的额定功率为10W，R2的额定功率为5W，R3的额定功率为20W，则该电路允许的最大功率为__30____W【例2】有一个直流电动机，把它接入0．2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？ 1.5W，8W 等效电路 运用等电势点法对复杂电路进行结构分析，画好等效电路图。
电路元件的处理技巧．理想电流表的内阻可看成零，理想电压表的内阻可看成无穷大．故电流表可先用导线替代，电压表可先看成断路．当电路处于稳定状态时，电容器相当于断路，故含电容器的一段电路上无电流；若电阻上没有电流流过时，该电阻相当于导线。
电路连接关系的识别．可用节点电流法加以识别．在判断时，首先将节点标号，导线上各点可认为等势，故一根导线两端应标上相同的节点号；其次判断出各节点的电势高低；第三标出电流走向，对于纯电阻电路外部电路电流从高电势流向低电势处；第四确定各电阻的串并联关系．若电阻并列连接在电路的某两个节点间的属并联．【例3】有一只家用电熨斗，其电路结构如图甲所示，改变内部接线可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度档，图乙是四种不同的连线方式，其中能获得低档温度的是
B 非线性电路的分析与求解。非线性电路包括含二极管电路和白炽电灯电路，由于这类元件的伏安特性不再是线性的，所以求解这类问题难度更大。准确利用I-U图像解决此类问题近几年已成为高考的热点。 【例4】如图中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线，回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）。
（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。（2）如图所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。(1)0.4A ,10Ω
(2)6.7Ω2、动态变化分析题【例5】如图所示，电灯A标有“10V，10W”，电灯B标有“8V，20W”，滑动变阻器的总电阻为6Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)
A、安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大；
B、安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小；
C、安培表示数先增大后减小，伏特表示数先减小后增大；
D、安培表示数先减小后增大，伏特表示数先增大后减小。B评析：此题既能考查学生的动态问题的分析方法，即通常由开关的通断、电阻的变化（如滑线变阻器阻值的变化）所引起，分析时要紧紧抓住由局部→整体→局部的思路，先由局部的电阻变化，用欧姆定律、串并联电路的规律来分析整体的电阻、电流、电压的变化，然后再回到局部讨论相关物理量的变化，既要把全电路分解（隔离）为各个部分加以分析，又要把各部门电路结合成一个整体加以考虑，一般要众总电流和各支部电流的关系、电动势和内外电路各部分电压的关系、电源的总功率和内外电路部分消耗功率的关系三个方面来研究。又结合了电路中的极值问题，复习中关注此类本章内的知识进行综合的问题。由此题还可以引申故障类问题的分析，使学生体会所谓断路即某一电阻阻值变大；所谓短路即某一电阻阻值变小。【例6】如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是
A．R1断路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4短路答案：A 常见的电路故障有断路和短路两种情况，
分析的方法是逐一假设推理。 [例7]某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
⑴电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）_____________。
⑵由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是______________。答案：⑴R2、R3、E；⑵RP短路或R2断路稳态、动态阻容电路的分析，在直流电路中，电路达到稳定状态时，电容器可视作断路（阻值无限大）；当电路不稳定时（如电路接通、断开的瞬间），电容器出现充、放电现象。解题的关键是先进行电路简化，在电路稳定时间把电容器去掉，然后找出电容两端的电压，在计算电容器充、放电的电荷量时，误区在于不分析电容器极板上的电性，不判断动态时电容充放电的电流方向，导致计算增加或减少的电荷量发生错误。3、含容电路问题。[例8]（2004年江苏卷第14题）如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ，电容器的电容C=4.7μF．闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V．
（1）该电压表的内阻为多大?
（2）由于电压表的接入，电容
器的带电量变化了多少?在纯电阻闭合电路中，当外电阻发生变化时，电源的输出功率会发生相应的变化。4、电源功率[例9]（2007上海高考）（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。
（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，
则R1和R2必须满足的关系是__________________。
（2）若R1＝6?，R2＝12?，电源内电阻r＝6?，
当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P
随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，
则R3的阻值应该选择（ ）
（A）2?。 （B）4?。
（C）6?。 （D）8?。（1）R1≤R2，（2）B5．电表的改装[例10]电流表的内阻是Rg=200Ω，满刻度电流值是Ig=500微安。现欲把这电流表改装成量程为1．0V的电压表，正确的方法是 （ ）
A．应串联一个0．1Ω的电阻 B．应并联一个0．1Ω的电阻
C．应串联一个1800Ω的电阻 D．应并联一个1800Ω的电阻答案：C[例11]校准过程中发现待测表（即改装表）的读数比标准电流表的读数稍大，若灵敏电流计G的满偏电流值是准确的，则出现误差的原因可能是 （ ）答案AC
A．Rg的测量值比真实值偏大 B．Rg的测量值比真实值偏小[例12]采用电流表内接法电路测电阻时，电压表的示数是1．2V，电流表的示数为0.48A，电流表内阻是0．2Ω，则被测电阻的真实值为多少？答案：2.36．伏安法测电阻
伏安法测电阻是恒定电流中基本实验之一，伏安法测电阻时如果考虑到电流表与电压表对测量值的影响，那么如果根据待测电阻Rx的值与电流表内阻RA、与电压表内阻RV的比较来确定选择电路是要求熟练掌握的内容。[例13]如图所示是一种调温型电热毯的电路图，电热毯额定电压为220V．这种电热毯是利用两组相同的电热丝，采用平行相隔的布线方式缝置在底布上，通过开关改变电热丝的连接方式，从而改变功率达到调温的目的．图中虚线框内是三刀五位滑动式功率转换开关，三个滑片AB、CD、EF滑动时只能同时位于图中“1”、“2”、“3”、“4”、“5”中的相邻两位置上．求：
（1）若开关B端位于“2”时，电
热毯的功率为200W，每组电热丝
的电阻多大；
（2）当开关B 端位于位置“3”时，
电热毯工作5分钟产生的热量；
（3）开关B端位于哪个位置时，
电热毯通电发热功率最小？最
小值是多少？7、联系实际问题和电路实验题解析：（1）当开关B端位于“2”时，电路中R1、R2并联，
∵，由知，P1＝P2＝100W，∴．
（2）当开关B端位于“3”时，只有R2通电，且P2＝100W，
电流做功转化为内能，故Q=W=Pt＝3×104J．
（3）由于电路电压不变，要使通电时发热功率最小，只有它们通电电阻最大，故应将R1、R2串联接在电路中．
开关B端位于“4”时，R1、R2串联，电功率最小，此时R＝R1＋R2． 图甲是某同学自制的电子秤原理图，利用理想电压表的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其它阻力．（1）求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式；（2）由⑴的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图（乙）的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式．关于电路实验题，要更加重视课本中的实验，高考的实验题不管是验证型实验还是探究实验都是以教材中规定实验的原理、方法和器材为基础编写出来的。例如?今年江苏物理试题两道实验题第2题即从书本“探究加速度与力和质量的关系”改变而来?。只有真正挖掘和理解了课本中的实验，才能为迁移运用奠定基础。其次，我们教师也应该认识到，课本中的实验仅仅是为我们提供了一套可行的实验设计方案和操作规程，但它决不是唯一可行的，也不一定是最佳实验方案。我们应该着重从中领悟物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序及合理的实验步骤。应从实际出发作合理的变通和大胆的改进，通过改变实验目的和要求、实验控制的条件、实验仪器等方法，培养学生运用实验思想方法、设计新的物理实验的能力。只有充分挖掘课本才能充分理解教材，才能在遇到新题凭借扎实的基本知识从容解决实际问题。12．(9分)要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V)的伏安特性曲线，设计电路如图。图中定值电阻R为5Ω；电压表(未画出)量程为10V，内阻约为10kΩ；电源电动势E为12V，内阻不计。
⑴实验时有两个滑动变阻器可供选择： a.阻值0-200Ω，额定电流0.3A
b. 阻值0-20Ω，额定电流0.5A
本实验应选用的滑动变阻器是_______(填”a”或”b”)
⑵正确接线后，测得数据如下表： a.根据以上数据，电压表是并联在M与____之间的(填“O”或“P”) b.根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线为：
⑶画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN
变化的示意图为(无需数值) [例15]在做测量电源的电动势E和内电阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，已知内阻为RV的电压表一个（量程大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干。
（1）在下图的虚线框中画出实验电路图。
（2）为使测量的更加准确，多次改变电阻箱的阻值R设电压表相应的示数为U，以 为纵坐标，画出的 某种关系图线，该图线为一直线，如图所示，由图线可得到直线在纵轴的截距为m，直线的斜率为k，则E=________，r=_________。， [例16]下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是( B )8、逻辑电路 新增加问题的分析建议：我认为在给学生复习时，教师不必涉及过深，还是首先将书本上的例题和习题真正分析清楚，然后与3-2传感器一章的问题结合起来复习，将物理知识与实际生活相联系，尤其是与现代高科技的联系，是高考的必然趋势和热点。因此复习中对本章所增加的逻辑电路内容，应给予关注。[例17]右图是电热水器的恒温器原理图，继电器外接加热电路（图中未画出），R1为可变电阻，Rt为热敏电阻．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值很小．只有当水箱中有一定量的水且水的温度低于设定值时，热水器开启并加热，反之，热水器停止加热．
（1）水箱中没有水时，电路中AB部分处于 状态（填“接通”或“断开”）；
（2）电路中的逻辑电路C是 门电路；
（3）若要调高水的设定温度值，须使可变电阻R1的阻值 （填“增大”或“减小”）．
解析： (1)断开 （2）与 （﹠） （3）减小《磁场》07年山东考纲。（1）将老教材中的第一节更为科学地化为两节，新教材第一节从磁现象、电流的磁效应的客观现象出发，再介绍磁场，最后运用磁性的地球促使学生认识磁场的物质性，将老教材中的磁场的方向安排在第二节，磁感线安排在第三节，这样安排更为符合学生的认知规律。在本节书后的STS中增加指南针与郑和下西洋的阅读内容，一方面体现了三维教学目标，另一方面让学生体会磁的应用。教材的编写体现了历史性与时代性，复习中应关注物理学的历史发展过程，要注重选题时将物理学的新发现创设为新的情景模型。教材分析（3）新教材第三节几种常见的磁场内容变化大，是一个全新的组合。将老教材中第三节的电流表的工作原理整节编入新教材的第四节，将老教材中第一节的磁感线调整为新教材第三节的主要部分，将老教材中第二节的匀强磁场调整为新教材第三节的一部分，将老教材中第十六章第一节的磁通量调整为新教材第三节的一部分，还将老教材中的阅读材料安培分子电流假说调整为新教材第三节的一部分，这种安排突出磁感线这条主线，复习中对典型磁场的磁感线分布要着重介绍，因为磁感线的形状能够让学生对磁场的认识由抽象变为形象。（2）在第二节磁感应强度中，运用类比电场的方法，先介绍磁感应强度的方向，再介绍磁感应强度的大小。将老教材中的安培力安排在第四节，这样安排教学的重点更加突出。新教材的问题与练习中编制了一道F—I的图像题，培养了学生运用图像分析问题、解决问题的能力，加深了对磁感应强度的物质性的理解和认识。而在本节书后科学漫步一栏中，介绍了地球磁场与古地质学内容，让学生体会地球磁场的探究在科学研究的作用。（4）新教材第四节的内容为磁场对通电导线的作用力，着重介绍安培力的方向、大小及其应用，对磁电式电流表，针对课程标准，还可适当补充力矩的知识及其应用，一定要让学生理解和掌握磁电式电流表的指针偏转角度的大小与流进电流表的电流大小成正比的关系。 （5）新教材第五节为磁场对运动电荷的作用力，跟原教材相比更为突出洛伦兹力大小的推导过程,在本节中增加了电视显像管的工作原理,在复习中应让学生了解电子束磁偏转的工作原理。让学生着重理解扫描，利用B-t图象分析扫描的交变磁场。电视显像管的工作原理是与日常生活联系非常紧密的一块内容，是高考容易出题的热门考点，同时也为后面学生学习带电粒子在匀强磁场中的运动打下了基础。在复习中要着重处理好书后问题与练习中的第三小题，让学生自己分析速度选择器的工作原理。掌握运动粒子的带电性质、运动方向、磁场方向、电场方向和两极板的电势高低这几者的关系。第四小题，引导学生自己分析出磁流体发电机的正负极，自主推导磁流体发电机的电动势；自主区别等离子体的运动方向与发电机的电流方向；自主写出发电机的内电阻。（7）新教材在本章内容后面新增了课题研究这一栏目，体现了新教材的三维教学目标。在复习中除了引导学生分析霍尔效应中霍尔电压与电流强度，磁感应强度，长方体形导体的厚度的关系，还要注意培养学生做科学研究的科学精神与合作态度。（6）新教材中第六节为带电粒子在匀强磁场中的运动着重分析带电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力的大小和方向。引导学生自己分析和推导带电粒子在匀强磁场中的做匀速圆周运动的轨道半径与回旋周期。重点复习好课本例题质谱仪，引导学生自己分析质谱仪中带电粒子的加速过程与偏转过程，推导出半径与质量的关系。处理好课本例题回旋加速器，引导学生分析回旋加速器的各种原理，知道金属扁盒的作用，分析带电粒子的运动频率与交变电压频率之间的关系，挖掘回旋加速器加速粒子的最大速度的隐含条件。在复习中要着重处理好书后问题与练习中的第五小题，引导学生分析影响电视显像管图像质量的因素会运用物理模型分析和处理好实际问题。本章渗透物理学的思想和方法主要体现以下几个方面。重视思想方法的总结。（1）控制变量法
在第2节探究影响通电导线受力的因素的演示实验中：先保持导线通电部分的长度不度、改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对导线受力的影响。
与此类似的处理的还有：
在第4节研究安培力方向与哪些因素有关的演示实验中：上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变；改变导线中的电流的方向，观察受力方向是否改变。
（２）类比法
在研究电场的时候，我们研究电场中的检验电荷的受力情况，确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。与此类似，我们是否可以分析磁体或通电导线在磁场中所受的力，由此入手，找出表示磁场强弱和方向的物理量呢？
磁场与电场类比：磁感应强度与电场强度类比；电流元IL与电场中的点电荷q类比；磁感线与电场线类比。
（３）比值定义法
磁感应强度的比值定义在新教材中出现三次：
第一次用一段通电直导线受到的磁场力来定义：磁感应强度第二次用磁通量密度描述磁场强弱的物理量：磁感应强度（磁通密度）
第三次在教科书旁批中出现，用运动电荷受到的磁场力来定义：磁感应强度，出现的目的是为了拓展学生的视野，但教学不作要求。（4）理想模型
模型方法是物理学的基本方法之一。第三章的“电流元”就是一个理想模型（在物理学中，把很小一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积I L叫做“电流元”，电流元的电流和尺寸必须充分小，被检验的磁场不会因电流元的出现而有明显的变化）。在以前的各个版本高中物理课本中都未出现过“电流元”这个物理量。引入电流元有利于将磁场与电场进行类比研究：在磁场研究中引入的电流元IL就相当于电场中的点电荷q。
（5）统一思想
奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电与磁的联系，表明事物之间的相互联系和世界的统一性。
安培探索了磁的本质，提出了分子电流假说，从本质上认识了磁和电的统一。
（顺便说一下，新的教科书没有提“磁现象的电本质”。“磁现象的电本质”这个说法容易给人一个错误的印象，好像物质的“电属性”比“磁属性”更本质一些，实际上，从微观的角度看物质，粒子的电荷与磁矩都是它们的基本属性，无所谓哪个更本质。）
直线电流、环形电流、通电螺线管的统一性：环形电流可以看成许多小的直线电流组成，通电螺线管可以看成是许多环形电流组成。从整体要求来看，本章节分为三大块：①磁场的基本概念②磁场对通电直导线的作用、安培力③带电粒子在匀强磁场中的运动。重点考查磁场对通电导线的安培力（安培力在本章和下一章都有所涉及），安培定则和左手定则，或分析通电线圈所受安培力的合力，高考一般不重于对基本概念（如磁场、磁感应强度、磁感线等）的考查，而是侧重于对知识综合应用方面的考查，如安培力与力学结合考查通电导线在磁场中平衡，要求学生具有较强的空间想象能力。对安培力的考查仍是高考的热点，试题多与力学综合，今年更趋向与生活、社会、生产及高科技相渗透。带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动是高考的重点和热点，如考查带电粒子的匀速圆周运动，在复合场中的直线运动以及依次通过电场、磁场的运动，多以计算题形式出现，分值较高、难度偏大，因此仍是高考的热点。预计高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题。复习中建议重点是让学生通过对安培力、洛伦兹力的理解，掌握分析通电直导线或带电粒子在磁场中的受力情况及运动情况的分析方法，且多与实际问题相结合，如电磁流量计、电视机的磁偏转技术、回旋加速器等，提高学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力。二、复习策略1 磁场 磁感线 匀强磁场三、考点清单[例1]．（06上海卷）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均 为r， b点在导线2右侧，
与导线2的距离也为r． 现测得a点磁感应强度的
大小为B， 则去掉导线1后，b点的磁感应
强度大小为 ，方向 ． 解析：根据安培定则可知，1、2 两导线在 a 点的磁感应强度大小相等，方向相同，都为B/2。而 2导线在 a、b 两处的磁感应强度等大反向，故去掉导线1 后，b 点的磁感应强度 大小为 B/2 ，方向垂直两导线所在平面向外。
答案: B/2，垂直两导线所在平面向外
点评：1、高考考点：电流的磁场、磁感应强度
2、易错点：磁场的叠加时容易将方向弄错。易将安培定则与左手定则混淆。
3、解题关键与备考提示：矢量的叠加观点是贯穿高中的重要思想方法，也是高考的重点。[例2]．（2007年上海高考卷第7题）取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）
A、0 B、0.5B
C、B D、2 B4. 磁场对电流的作用 [例3]（2007年广东高考卷第18题）如图6，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸内偏转 D.向纸外偏转 1.6Ω≤R≤4.8Ω． 5. 磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）[例7]如图，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，现从矩形区域ad边的中点O处，
垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为30o，
大小为v0的带电粒子。已知粒子质量为m，电量为q，
ad边长为l，重力影响忽略不计。
（1）试求粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。
(2) 问粒子在磁场中运动的最长时间。 评析：洛伦兹力的方向、磁场方向及电荷运动方向之间存在着较复杂的空间方向关系，要求同学具有较强的空间想象能力及对物理过程和物理规律的综合分析能力，能够看懂有关立体示意图，并借助于几何图形进行物理、数学方面的分析推理，是近几年高考考查的热点。带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的研究步骤是：一是要会根据运动过程画出粒子运动的草图二是圆心的确定, 三是利用粒子在圆形磁场区域内做圆周运动的有关几何关系确定圆周运动的半径,四是粒子在磁场中运动的周期或运动时间的确定和计算。1.复合场一般包括重力场、电场和磁场，本专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场，或者是三场合一.
2.三种场力的特点
（1）重力的大小为mg，方向竖直向下，重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与初、末位置的高度差有关.
（2）电场力的大小为qE，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与初、末位置的电势差有关.
（3）洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时，f =0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，f =qvB；洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面.无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功.
3.注意：电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时，一般都不计重力，但质量较大的质点（如带电尘粒）在复合场中运动时，不能忽略重力.6. 带电粒子在复合场中运动规律分析（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 1.带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动（如速度选择题）.
2.当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
3.当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可能由几种不同的运动阶段所组成.
（2）灵活选用力学规律是解决问题的关键
1.当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解.
2.当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.
3.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.4.带电粒子在复合场中运动的处理方法. 【例8】如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小为B。一绝缘c形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成， 固定在纸面所在的竖直平面内．PQ、MN水平且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P,M点在磁场边界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电+q的小环套在MN杆上，它所受电场力为重力的3/4倍。现在M右侧D点由静止释放小环，小环刚好能到达p点， (1)求DM间距离xo；
(2)求上述过程中小环第一次通过与0等高的A点时弯杆对小环作用力的大小； (3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)。现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功．由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.（1）轨迹如图（2）磁场宽度L=Rsinθ=d （3）在磁场中偏转距离为几种实例应用☆质谱仪
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电量为q的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作速度为零。产生的离子经过电压U加速，进入磁感强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动，到达记录它的照相底片上的P点。测得P点到入口处S1的距离为x。试求离子的质量m。解析：离子的质量m是不能直接测量的，但通过离子在磁场中的偏转而转化为距离进行测量。当离子在电场中加速时应用动能定理可得：qU=如图所示回旋加速器示意图，在D型盒上半面出口处有一正离子源，试问该离子在下半盒中每相邻两轨道半径之比为多少？
解析：设正离子的质量为m，电量为q，两盒间加速电压为U，离子从离子源射出，经电场加速一次，第一次进入下半工半盒时速度和半径分别为 第二次进入下半盒时，经电场加速三次，进入下半盒速度和半径分别为第k次进入下半盒时，经电场加速（2k-1）次，进入下半盒速度和半径分别为所以，任意相邻两轨道半径之比为 ☆回旋加速器可见，粒子在回旋加速器中运动时，轨道半径是不等距分布的。【例10】如图所示，由于电子等基本粒子所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的正离子组成的离子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区，已知电场强度大小为E、方向向下，磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向里，若粒子的运动轨迹不发生偏转（重力不计），必须满足平衡条件：Bqv=qE，故v=E/B，这样就把满足v=E/B的粒子从速度选择器中选择了出来。带电粒子不发生偏转的条件跟粒子的质量、所带电荷量、电荷的性质均无关，只跟粒子的速度有关，且对速度的方向进行选择。 ☆速度选择器若粒子从图中右侧入射则不能穿出场区。 【例11】如图所示是电磁流量计的示意图。在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电流体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab两点间的电动势E，就可以知道液体的流量Q（单位时间内流过液体的体积）。已知管的直径为D，磁感强度为B，试推出Q与E的关系表达式。☆电磁流量计解析：因为Q=vS=v ，
而E=BDv，所以很容易建立其Q与E的关系表达式为：
Q= E。☆霍尔效应的原理。从发电的机理上讲，磁流体发电与普通发电一样，都是根据法拉第电磁感应定律获得电能。所不同的是，磁流体发电是以高温的导电流体（在工程技术上常用等离子体）高速通过磁场，以导电的流体切割磁感线产生电动势。这时，导电的流体起到了金属导线的作用。其原理如图所示。☆磁流体发电机的原理。【例13】磁流体发电中所采用的导电流体一般
是导电的气体，也可以是液态金属。我们知道，
常温下的气体是绝缘体，只有在很高的温度下，
例如6000K以上，才能电离，才能导电。当这
种气体到很高的速度通过磁场时，就可以实现
具有工业应用价值的磁流体发电。设平行金属板
距离为d，金属板长度为a，宽度为b，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示。导电流体的流速为v，电阻率为ρ。负载电阻为R。导电流体从一侧沿垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间。
（1）求该发电机产生的电动势。
（2）求负载R上的电流I。
（3）证明磁流体发电机的总功率P与发电通道的体积成正比，与磁感应强度的平方成正比。
（4）为了使导电流体以恒定的速度v通过磁场，发电通道两端需保持一定的压强差△p。试计算△p。【例14】核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半径R2=1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/㎏，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。试计算
（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度。
（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。☆磁约束图（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度为 m/s。
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