【知识点详解】
1. 元电荷:元电荷是电荷的基本单位,电子的电荷量确实是元电荷的负值,但电子并非元电荷本身,而是带有元电荷电量的粒子。
2. 电势与电场强度关系:电势为零的地方电场强度不一定为零。例如,在等势面上,电势是常数,但电场强度可能不为零,它总是指向电势降低最快的方向。
3. 磁场与磁感应强度:电荷在电场中一定受力作用,而在磁场中只有当电荷具有速度且速度与磁场方向垂直时才会受力,即洛伦兹力。磁感应强度的方向与电流元在该处所受磁场力的方向垂直,遵循右手定则。
4. 匀强磁场与磁通量:磁感应强度处处相同的磁场称为匀强磁场。正方形线圈在均匀磁场中,其磁通量为磁感应强度与线圈面积的乘积。根据题意,线圈左边和右边导线会受到大小相等、方向相反的安培力,因此线圈受到的合力为零。
5. 电场与电势:电场强度可通过电势差计算,即E = (φA - φB) / d。圆心O的电势取决于O点到电荷的距离及其电量。电势沿着电场线方向降低,所以N到D电势逐渐增加,电子从C移至O,电势能减小,因为电子带负电,会向电势低的地方移动。
6. 电磁相互作用:通电直导线会影响磁场,从而改变磁铁所受力的情况。如果磁铁保持静止,弹簧可能被压缩也可能被拉伸,取决于磁铁所受力的方向和弹簧初始状态。磁铁可能受到重力、弹簧力和磁场力的影响。
7. 电路分析:在电路中,当电流表A1的示数增大,意味着电路总电阻减小,但A2示数的变化量和电源电压变化量并不明确,因为这取决于负载电阻R的改变方式。电源效率的变化取决于输出功率和电源内部发热功率的相对变化。
8. 安培力与多边形线框:当正多边形线框中相邻边受到的安培力合力相等时,意味着每条边受到的力与边长成正比,且与电流和磁感应强度的乘积相等。根据题目条件,可以选择公式BIL求解,但具体比例系数需要进一步计算。
9. 洛伦兹力与轨道半径:电子在磁场中的圆周运动,其半径r与电子速度v、磁感应强度B以及电子电量q成反比,即r = mv/qB。若只增大加速电压,电子速度v增大,轨道半径增大;若只增大励磁线圈电流,磁场B增大,轨道半径减小。
10. 直流电动机原理:电动机的工作原理基于电磁感应,电机内部的磁场与电流相互作用产生转动力矩。在并联电路中,电动机的负载与电灯共享电源电压,电动机的输出功率与其内阻和外部电阻的电流平方有关。电动机的实际转速取决于负载和电源参数。
以上是试卷中涉及的物理知识点的详细解析,涵盖了电荷、电场、磁场、电势、磁感应强度、电磁相互作用、电路分析、安培力、洛伦兹力以及直流电动机的工作原理等多个方面。这些知识点是高中物理学习的重要内容,对于理解和解答相关问题至关重要。