2022年《电动力学》考点归纳及典型试题研究

关于基尔霍夫电流定律,表述错误的是( )。

A、体现了电荷守恒定律

B、只适用于线性电路,不适用于非线性电路

C、与支路和节点的连接方式有关

D、与电路元件的特性无关


正确答案:B


基尔霍夫电流定律[来源于()守恒定律。

A、电流

B、电压

C、能量

D、电荷


参考答案:C


基尔报夫定律的理沦依据是电荷守恒定律及能量守恒定律,对电路中各元件的种类、性质需加以限制。()

此题为判断题(对,错)。


参考答案:×


一、考题回顾
题目:《元电荷》

3.基本要求:
(1)讲清楚什么是元电荷。
(2)试讲过程中要有设问环节。
(3) 10 分钟内完成试讲。
二、考题解析
【教学过程】
环节一:新课导入
复习电荷守恒定律的知识:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变,这叫做电荷守恒定律。提问:电荷量有大有小,最小的电荷量是多少?引入本节新课。
环节二:新课讲授
1.电荷量
教师根据学生初中知识提问:什么是电荷量?单位是多少?学生根据之前所学能够得到:电荷的多少叫电荷量。单位是库伦,简称库,用C表示。
2.元电荷
教师播放密立根油滴实验视频,同时让学生在观看视频的同时思考两个问题:(1)最小的电荷量是什么?(2)最小的电荷量具体数值是多少?根据实验视频,学生能够得到迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用e表示。现在公认的元电荷的值为e=1.60217733×10-19C,在我们的计算中可取e=1.60×10-19C。
教师提问:现在大家已经知道了元电荷,也知道了它的具体数值,那么之前我们学过的哪些粒子的电荷量是元电荷?学生根据之前所学的原子结构的知识能够得到:质子,正电子带有的电荷量为元电荷,且为正值,电子所带电荷量也为元电荷,且为负值。
教师根据实验视频补充,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍。这就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。
教师在多媒体上播放资料,展示电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因。在密立根实验之后,人们又做了许多测量。
3.比荷
教师介绍比荷定义:带电粒子所带电荷量q与其质量m之比,例如电子的电荷量e与电子的质量me之比,叫做电子的比荷。
环节三:巩固提高
学生计算电子比荷大小:电子的质量me=0.91×10-30kg,所以电子的比荷为

教师强调计算比荷时,带入q的为电荷量,电荷量是所带电荷的多少,所以仅代入数值即可。
环节四:小结作业
小结:师生共同总结本节课的知识。
作业:预习下节课知识。


答案:
解析:


在一静电场中,作一闭合曲面S,若有∮D·dS=0(式中D为电位移矢量),则S面内必定(  )。

A.自由电荷的代数和为零
B.既无自由电荷。也无束缚电荷
C.自由电荷和束缚电荷的代数和为零
D.没有自由电荷

答案:A
解析:
根据有电介质时的高斯定理,即可得到答案为A选项。


电动力学习题 集一、学问点归纳学问点1:一般情形下,电磁场的基本方程为:此为麦克斯韦方程组);在没有电荷和电流分布 )的自由空间或匀称介质)的电磁场方程为:齐次的麦克斯韦方程组)学问点 2:位移电流及与传导电流的区分;答:我们知道恒定电流是闭合的:在交变情形下,电流分布由电荷守恒定律制约,它一般不再闭合;一般说来,在非恒定情形下,由电荷守恒定律有现在我们考虑电流激发磁场的规律:取两边散度,由于,因此上式只有当时才能成立;在非恒定情形下,一般有,因而 式与电荷守恒定律发生冲突;由于电荷守恒定律是精确的普遍规律,故应修改 式使听从普遍的电荷守恒定律的要求;把 式推广的一个方案是假设存在一个称为位移电流的物理量,它和电流 合起来构成闭合的量并 假 设 位 移 电 流 与 电 流 一 样 产 生 磁 效 应 , 即 把 修 改 为; 此 式 两 边 的 散 度 都 等 于 零 , 因 而 理 论 上 就 不 再 有 矛 盾 ; 由 电 荷 守 恒 定 律较可得电荷密度与电场散度有关系式两式合起来得:与式比的一个可能表示式位移电流与传导电流有何区分:位移电流本质上并不是电荷的流淌,而是电场的变化;它说明,与磁场的变化会感应产生电场一样,电场的变化也必会感应产生磁场;而传导电流实际上是电荷的流淌而产生的;学问点 3:电荷守恒定律的积分式和微分式,及恒定电流的连续性方程;1 / 22 答:电荷守恒定律的积分式和微分式分别为:恒定电流的连续性方程为:学问点4:在有介质存在的电磁场中,极化强度矢量和磁化强度矢量的定义方法;与;与;以及的关系;答:极化强度矢量:由于存在两类电介质:一类介质分子的正电中心和负电中心不重和,没有电偶极矩;另一类介质分子的正负电中心不重和,有分子电偶极矩,但是由于分子热运动的无规性,在物理小体积内的平均电偶极矩为零,因而也没有宏观电偶极矩分布;在外场的作用下,前一类分子的正负电中心被拉开,后一类介质的分子电偶极矩平均有肯定取向性,因此都显现宏观电偶极矩分布;而宏观电偶极矩分布用电极化强度矢量描述,它等于物理小体积内的总电偶极矩与之比,为第i个分子的电偶极矩,求和符号表示对内全部分子求和;磁化强度矢量:介质分子内的电子运动构成微观分子电流,由于分子电流取向的无规性,没有外场时一般不显现宏观电流分布;在外场作用下,分子电流显现有规章取向,形成宏观磁化电流密度;分子电流可以用磁偶极矩描述;把分子电流看作载有电流 i 的小线圈,线圈面积为 a,就与分子电流相应的磁矩为:介质磁化后,显现宏观磁偶极矩分布,用磁化强度 M表示,它定义为物理小体积 内的总磁偶极矩与 之比,学问点 5:导体表面的边界条件;答:抱负导体表面的边界条件为:;它们可以形象地表述为:在导体表面上,电场线与界面正交,磁感应线与界面相切;学问点 6:在球坐标系中,如电势不依靠于方位角,这种情形下拉氏方程的通解;答:拉氏方程在球坐标中的一般解为:式中为任意的常数,在详细的问题中由边界条件定出;为缔合勒让德函数;如该问题中具有对称轴,取此轴为极轴,就电势 不依靠于方位角,这球形下通解为:为勒让德函数,是任意常数,由边界条件确定;学问点 7:争论磁场时引入矢势 的依据;矢势 的意义;答:引入矢势 的依据是:磁场的无源性;矢势 的意义为:它沿任一闭合回路的环量代表通过以该回2 / 22 路为界的任一曲面的磁通量;只有的环量才有物理意义,而每点上的值没有直接的物理意义;学问点 8:平面时谐电磁波的定义及其性质;一般坐标系下平面电磁波的表达式;答:平面时谐电磁波是交变电磁场存在的一种最基本的形式;它是传播方向肯定的电磁波,它的波阵面是 垂直于传播方向的平面,也就是说在垂直于波的传播方向的平面上,相位等于常数;平面时谐电磁波的性质:1)电磁波为横波,和都与传播方向垂直;2)和同相,振幅比为沿波矢方向;3 和相互垂直,学问点 9:电磁波在导体中和在介质中传播时存在的区分;电磁波在导体中的透射深度依靠的因素;答:区分 :1 )在真空和抱负绝缘介质内部没有能量的损耗,电磁波可以无衰减地传播 在真空和抱负绝 缘介质内部);2)电磁波在导体中传播,由于导体内有自由电子,在电磁波电场作用下,自由电子运动形 成传导电流,由电流产生的焦耳热使电磁波能量不断损耗;因此,在导体内部的电磁波是一种衰减波 在导体 中);在传播的过程中,电磁能量转化为热量;电磁波在导体中的透射深度依靠于:电导率和频率;学问点 10:电磁场用矢势和标势表示的关系式;答:电磁场用矢势和标势表示的关系式为:学问点 11:推迟势及达朗贝尔方程;答:推迟势为:达朗贝尔方程为:学问点 12:爱因斯坦建立狭义相对论的基本原理 或基本假设)是及其内容;答: 1)相对性原理:全部的惯性参考系都是等价的;物理规律对于全部惯性参考系都可以表为相同的 形式;也就是不论通过力学现象,仍是电磁现象,或其他现象,都无法觉察出所处参考系的任何“ 肯定运动” ;相对性原理是被大量试验事实所精确检验过的物理学基本原理;对于任何惯性系沿任一方向恒为 c,并与光源运动无关;2)光速不变原理:真空中的光速相学问点 13:相对论时空坐标变换公式 洛伦兹变换式)和速度变换公式;3 / 22 答:坐标变换公式洛伦兹变换式):洛伦兹反变换式:速度变换公式:学问点 14:导出洛仑兹变换时,应用的基本原理及其附加假设;洛仑兹变换同伽利略变换二者的关系;答:应用的基本原理为:变换的线性和间隔不变性;基本假设为:光速不变原理狭义相对论把一切惯性系中的光速都是作为基本假设,这就是光速不变原理)、空间是匀称的并各向同性,时间是匀称的、运动的相对性;洛仑兹变换与伽利略变换二者的关系:伽利略变换是存在于经典力学中的一种变换关系,所涉及的速率都远小于光速;洛仑兹变换是存在于相对论力学中的一种变换关系,并假定涉及的速率等于光速;当惯性系即物体)运动的速度时,洛伦兹变换就转化为伽利略变换,也就是说,如两个惯性系间的相对速率远小于光速,就它以伽利略变换为近似;学问点 15:四维力学矢量及其形式;答:四维力学矢量为:1)能量动量四维矢量或简称四维动量):;2)速度矢量:;3)动量矢量:4)四维电流密度矢量:;6)四维势矢量:5)四维空间矢量:7)反对称电磁场四维张量:;8)四维波矢量:学问点 16:大事的间隔:4 / 22 答:以第一大事P 为空时原点 0, 0,0,0);其次大事Q 的空时坐标为:x,y,z,t),这两大事的间隔为:两大事的间隔可以取任何数值;在此、区分三种情形:1)如两大事可以用光波联系,有r ct ,因而类光间隔);类时间隔);a)肯定将来;b)绝2)如两大事可用低于光速的作用来联系,有,因而有对过去;3)如两大事的空间距离超过光波在时间t 所能传播的距离,有,因而有类空间隔);学问点 17:导体的静电平稳条件及导体静电平稳时导体表面的边界条件;答:导体的静电平稳条件:1)导体内部不带电,电荷只能分布在于导体表面上;2)导体内部电场为零;3)导体表面上电场必沿法线方向,因此导体表面为等势面;整个导体的电势相等;导体静电平稳时导体表面的边界条件:学问点 18:势方程的简化;答:采纳两种应用最广的规范条件:( 1)库仑规范:帮助条件为适用、于一般规范的方程组);洛伦兹规范:帮助条件为:( 2)例如:对于方程组:如采纳库仑规范,可得:;如采纳洛伦兹规范,可得:此为达朗贝尔方程);学问点 19:引入磁标势的条件;答:条件为:该区域内的任何回路都不被电流所围绕,或者说,该区域是没有传导电流分布的单连通区5 / 22 域,用数学式表示为:学问点 20:动钟变慢:系中同地异时的两大事的时间间隔,即系中同一地点,先后 )发生的两大事的时间间隔在 S 系的观测:称为固有时,它是最短的时间间隔,学问点 21:长度收缩 动尺缩短)尺 相 对 于系 静 止 , 在系 中 观 测在S 系 中 观 测即 两 端 位 置 同 时 测 定称为固有长度,固有

下列说法中正确的是( )。

A.两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相位之差,是一个与时间无关的常数
B.对一个RL串联电路来说,其等效复阻抗总是固定的复常数
C.电容元件和电感元件消耗的平均功率总为零,电阻元件消耗的无功功率总为零
D.有功功率和无功功率都满足功率守恒定律,视在功率不满足功率守恒定律

答案:A,C,D
解析:
两个同频率正弦量的相位差等于初相位之差,是与时间无关的常数。对于RL串联电路,复阻抗与角频率有关。电容和电感的有功或平均功率为0,无功不为0。电阻的有功或平均功率不为0,无功为0。有功和无功满足复功率守恒,视在功率不守恒。


A=KcL可以表示可见光分光光度计的工作原理,此式被称为()。

  • A、拉乌尔定律
  • B、朗伯—比尔定律
  • C、能量守恒定律
  • D、动量守恒定律

正确答案:B


电荷守恒定律的内容是什么?


正确答案:电荷是物质的属性,它不是凭空产生或消失,只能从一个物体转移到另一个物体上,这就是电荷守恒定律。


锅炉压力调节的理论依据是()。

  • A、质量守恒定律
  • B、能量守恒定律
  • C、质量守恒定律和能量守恒定律
  • D、质量守恒定律、能量守恒定律和质量与能量转换定律

正确答案:B


下列哪个是描述电源力在移动正电荷的过程中,做功的物理量()。

  • A、电源
  • B、电动式
  • C、电流
  • D、电阻

正确答案:B

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