解放军文职招聘考试电磁学重点知识一览

 电磁学重点知识一览
【知识体系】

 

 

 

 

 

 

 

【重点知识】
一、电场
（一）电场力的性质
定量：
1．库仑定律
   真空中静止的点电荷间的库仑力跟电荷电量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。
         （类比万有引力）
2．电场强度
定义式：  （试探电荷的受力与试探电荷的比值，不是决定式）
几种特殊电场强度：
点电荷：（是场源电荷）   匀强电场：（大小不变、方向相同）
电场叠加原理：矢量叠加
定性：
1．电力线与等势面特点：
①起于正电荷终于负电荷。②电场线与等势面相交处垂直。③某点电场方向与电场线相切。
④电场线密的地方电场强度越大。⑤顺着电场线电势降低。
2．几种特殊电场的电场分布
①孤立点电荷电场线等势面的分布。②等量同种或一种电荷电场线的分布（类比条形磁体）。
③匀强电场的电场线和等势面分布。④在电场中静电平衡得导体的电场线和等势面分布
⑤在同一等面下移动电荷，电场力不做功
（二）电场能的性质
定量：
1．电场力做功
电场力做功与路径无关：。
   电场力只引起电势能的改变：电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。（类比重力做功）。
  
2．几个概念
电势能：电荷由电场某一点移到零电势点电场力做的功。。
电势能改变：
电势：电荷由电场某一点移到零电势点电场力做的功与该电荷量（含电性）的比值。
电势差：
2．匀强电场电场强度与电势差关系：
（三）平行板电容器
    电容的定义 ：    平行板电容器：（板间为匀强电场）
①平行板电容器有源问题：不变，（变化导致变化）
②平行板电容器无源问题：不变，（变化导致变化）
二、稳恒电流
（一）电流
     宏观定义：                 微观表达：
(二)几个规律
（1）部分电路欧姆定律：
强调：因果关系，告诉了一种测定电阻的方法──伏安法
（2）电阻定律：
    思考：用和结合有哪些应用。测定金属电阻率，测定不规则横截面，测镀膜厚度。
（3）全电路能量守恒
（纯电阻电路、非纯电阻电路均适用）
（4）全电路欧姆定律：（适用纯电阻电路）
（5）焦耳定律：（对电阻）
(二)关于功率
a．闭合电路中的几个功率：
   （1）电源消耗的总功率：电源将化学能转化为电能的功率，
（2）电源的输出功率：电源对外供电功率（或外电路消耗的功率），（任何电路均适用）
 纯电阻电路中输出功率与外电阻关系：    
     最大功率推导：（的极值讨论）
或（的极值讨论）
当时，。
除最大值外同一输出功率有两个外电阻对应
（3）电源的热功率：电源的内阻消耗的功率，
（4）几个功率关系：（能量守恒）
b．电动机的几个功率：
    （1）电动机的输入功率：
（2）电动机的内热功率：
（3）电动机的输出功率（电动机的机械功率）：
（能量守恒）
三、磁场
（一）．电生磁
1．通电导体周围磁感线分布及判定
（1）通电直导线周围磁场── 直线电流安培定则
（2）通电螺线管周围磁场── 螺线管电流安培定则
（3）通电单匝线圈周围磁场
2．分子电流假设──一切磁现象的统一
（二）安培力── 通电导线在磁场中受力
1．安培力（通电导体在磁场中受力）方向的判定──左手定则
2．安培力大小：  （）   电场力的特性：  （类比电场、重力场）
（三）洛伦兹力──运动电荷在磁场中受力
1．洛伦兹力方向的判定── 左手定则
2．洛伦兹力大小：  （（））
（四）两种有界磁场（读懂）

 

 

(两图中若磁场方向由纸内传出，由图中逆向也是粒子进入磁场运动轨迹与之相同)
四、电磁感应
(一)磁通量
定量：
定性：穿过面的磁力线的条数
(二)磁通量的变化
定量：
定性：磁感线的条数的增减
(三)感应电流的产生条件
     闭合导体回路、回路中有磁通量的变化。电源部分电流由“-”流向“+”
(四)感应电流方向的判定
1．楞次定律
强调：①对象是整个线圈，整个线圈是电源。
②阻碍的两层含义：阻碍原磁通量的变化；阻碍相对运动（来拒去留）。
2．右手定则
强调：对象是部分导体，运动导体部分是电源。
(五)感应电动势的大小
1．法拉第电磁感应定律：
一般求平均感应电动势，在求电量和平均电流用，不能用其求电功或电热。
特例：一定，时，感应电动势恒定，相当于恒定电源。同理，一定，时，
2．部分导体切割
平动切割：
杆转动切割：
线框转动切割：（思考：此时计时起点线框面处于什么位置）
(六)电磁感应的本质
涡旋电场：
①产生条件：变化的磁通量在周围空间激发涡旋电场
②感应电流产生的本质：涡旋电场驱使闭合导体中的自由电荷定向运动形成感应电流，此电流也可称为涡旋电流。
③涡旋电场方向：感应电流的方向就是涡旋电场的方向。
④涡旋电流的两个作用：
a．涡旋电流的热效应
b.涡旋电流的力效应──安培力
            电磁阻尼：安培对对象作阻力作用。安培力做负功，将其它形式的能转化为电能。
电磁驱动：安培对对象作动力作用。安培力做正功，将电能转化其它形式的能。
闭合线圈感应电动势产生：
(七)两个重要结论（高三）
（1）安培力做功与电能的改变量的对应关系
     安培力做正功，电能转变为机械能；安培力做负功，机械能转变为电能。
（2）安培力的冲量：。常与动量定理结合求电量，与求线圈在一段时间的该变量（或杆移动移动的距离）
【经典练习】
一．选择题
1．如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是，。已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条？（B）
A．  
B．  
C． 
D．
2．如图，实线表示某一电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a，b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图判断不正确的是( B  )
A． （电场强度大小）     B．带电粒子所带电正电
C．带电粒子由电场力做负功
D．（动能大小）      E．（速率大小）
F．（电势能大小）      H. （电势高低）
3．如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若将正点电荷从A点自由释放，沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图乙所示，则A、B两点场强大小和电势高低的关系是(D)
A．EA<EB；A<B
B．EA<EB；A>B
C．EA>EB；A<B
D．EA>EB；A>B
4．在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动S距离时速度变为零．则不正确的是(B)
(A)物体克服电场力做功qES        (B)物体的电势能减少了0.8qES
(C)物体的电势能增加了qES        (D)物体的动能减少了0.8qES
5．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为、、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的有（D）
A. ＞＞　　　
B.  EC＞EB＞EA
C.　 UAB＜UBC　　　　　　　　  
D.　 UAB＝UBC
6．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则（ D ）
（A）a点和b点的电场强度相同
（B）正电荷从c点移到d点，w电场力做正功
（C）负电荷从a点移到c点，电场力做负功
（D）正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大
【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A错误；正电荷从c点移到d点，电场力做负功，负电荷从a点移到c点，电场力做正功，所以B错误，C正确；正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D正确。
7．一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为ε0S/d，其中ε0是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容器极板间（  A  ）
A．电场强度不变，电势差变大     B．电场强度不变，电势差不变
C．电场强度减小，电势差不变     D．电场强度较小，电势差减小
解析：平行板所带电荷量Q、两板间电压U，有C＝Q/U、C＝ε0S/d、两板间匀强电场的场强E＝U/d，可得E＝Q/ε0S。电容器充电后断开，电容器电荷量Q不变，则E不变。根据C＝ε0S/d可知d增大、C减小，又根据C＝Q/U可知U变大。
8．一平行板电容器，两板之间的距离和两板面积都可以调节，电容器两板与电池相连接．以表示电容器的电量，表示两极板间的电场强度，则（C）
A．当增大、不变时，减小、增大
B．当增大、不变时，增大、增大
C．当减小、增大时，增大、增大
D．当减小、减小时，不变、不变
9．如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电量分别为和，两小球用绝缘细线相连，甲球用绝缘细线悬挂在天花板上．在两球所在的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，则平衡时的可能位置是图中哪一个?(   )

10．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(A)
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的小数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
11．如图所示，R1是光敏电阻，R2、R3是定值电阻．当开关S闭合后，开始没有光照射，过一段时间，当有光照射时(B)
A．R1的电阻变小，电流表A示数变大
B．R1的电阻变小，电流表A示数变小
C．R1的电阻变大，电流表A示数变大
D．R1的电阻变大，电流表A示数变小
12．如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光， 后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（ B ）
A．a灯灯丝烧断      
B．电阻R2断
C．电阻R2短路     
D．电容被击穿短路
13.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两个电源上，由图可知两次相比　(  C  )
A．R接到电源a上，电源的效率较高
B．R接到电源b上，电源的输出功率较大
C．R接到电源a上，电源输出功率较大，但电源效率较低
D．没有数值无法确定
14．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了(B)
A．35.8 W      
B．43.2 W        
C．48.2 W      
D．76.8 W
15.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示.两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都足B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是( C ).
A．0  
B．B0  
C．  
D．2B0
16．质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止。如图所示的四个图中，标出了四种匀强磁场的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能不为零的是（ B）

17．如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线与，之间的安培力的大小为、，判断这两段导线（ D ）
A.相互吸引，＞
B.相互排斥，＞
C.相互吸引，＜
D.相互排斥，＜
解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流Ia＜Ib，在处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F＝BIL可知fa＜fb，又在电流方向相反、则相互排斥。
18．实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法不正确的是（C）
A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
19.图9是质谱仪的工作原理示意力。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。下列表述不正确的是（  D  ）
A．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
解：由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，如图所示，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外B正确；经过速度选择器时满足,可知能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有，可见当v相同时，，所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越大，D错误。
20．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是
A．向里，逐渐增大
B．向外，逐渐减小
C．先向里增大，再向外减小 
D．先向外减小，再向里增大
3．如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ B  ）
A．闭合电键K
B．闭合电键K后，把R的滑动方向左移
C．闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出
D．闭合电键K后，把Q靠近P
21．如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则（  B ）
A．从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流
B．从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度
C．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相同
D．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等
22．如图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是(  A)
A．P、Q互相靠扰
B．P、Q互相远离
C．P、Q均静止
D．因磁铁下落的极性未知，无法判断
1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　D　)
A．0～2 s
B．2 s～4 s
C．4 s～5 s
D．5 s～10 s
解析：选D.图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小．
23．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图4－16甲所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．在0～4 s时间内，线框ab边受力随时间t变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能是图乙中的(　D　)

解析：选D.在B － t图象中，图线斜率不变，线框上产生的感应电动势不变，产生的感应电流不变，此时安培力F正比于磁感应强度B，故0～2 s内F－t图象中图线是一条倾斜直线，D项正确．
24．如图所示，等腰直角三角形OPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴上且长为l，纸面内一边长为l的正方形导线框的一条边也在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t＝0时该线框恰好位于图中的所示位置．现规定顺时针方向为导线框中电流的正方向，则在线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是(　D　)

25．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud，下列判断正确的是(　　)
A．Ua<Ub<Uc<Ud       
B．Ua<Ub<Ud<Uc
C．Ua＝Ub<Uc＝Ud     
D．Ub<Ua<Ud<Uc
解析：选B.由题知Ea＝Eb＝BLv，Ec＝Ed＝2BLv，由闭合电路欧姆定律和串联电路电压分配与电阻成正比可知Ua＝