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文檔簡介
1、選彳3-1知識點總述第一單元部分電路一、電流1 .定義:電荷的定向移動形成電流.此處的“電荷”指自由電子、正離子和負(fù)離子.電荷有三種速率:電子熱運(yùn)動速率、電荷定向運(yùn)動速率和電流的傳導(dǎo)速率.電路中由電源、導(dǎo)線等電路元件共同形成導(dǎo)線內(nèi) 的電場,電流的形成依靠電荷定向的運(yùn)動,和負(fù)電荷定向移動的方向相反.其中q是時間t內(nèi)通過導(dǎo)體某橫截面的電量. 對 負(fù)離子電量的絕對值之和.在國際單位中電流的2 .電流的方向規(guī)定和正電荷定向移動的方向一致3 .電流的定義式:I=q/t ,(不能說正比于q,反比于t) 于電解液導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電,通過某一橫截面的電量應(yīng)為正、單位是安培(A),是國際單位制中七個基本單位之一,1
2、A=l6mA=10 a4 .電流的微觀表達(dá)式:I=nqsv ( n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù),q為單個自由電荷電量,s為導(dǎo)線橫截面 積,v為自由電荷 自由電荷定向運(yùn)動的速率,(約為10 -5m/s),上式中n若為單位長度的自由電荷數(shù),則 I= nqv.二、電阻1 .定義:導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流的比值2 .定義式:R=U/I3 .單位:歐姆,國際符號 Q4 .對電阻的理解:金屬導(dǎo)體中的電流是自由電子的定向移動形成的,自由電子在定向移動中要跟金屬 離子頻繁碰撞,這種碰撞阻礙了電子的定向移動,從而不斷地把定向移動的動能傳給離子,使離子的熱運(yùn) 動加劇,使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,導(dǎo)體的溫度升高,電阻就是表示這
3、種阻礙作用的物理量.5 .注意:對給定的導(dǎo)體,它的電阻是一定的,由其本身的性質(zhì)決定.因此,不管導(dǎo)體兩端有無電壓, 大小如何,電阻是一定的;不管導(dǎo)體內(nèi)是否有電流流過,電流大小如何,電阻是一定的.三、電阻定律1 .內(nèi)容:在一定溫度下,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體本身的長度成正比,跟導(dǎo)體的橫截面積成反比2 .公式:R=PL, p為材料的電阻率,單位為歐姆米( Q .仙,與材料種類和溫度有關(guān). S3 .對電阻定律的理解:(1)只適用于金屬導(dǎo)體(但其它任何材料都有對應(yīng)的電阻率)(2)因為p隨溫度而變化,故計算出的是某一特定溫度下的電阻.(3)該式是電阻大小的決定式,R=U/I是電阻的定義式.4 .金屬的電阻率隨溫度
4、升高而有所增加;半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高或雜質(zhì)濃度的增大而急劇減少;某些合金的電阻率幾乎不受溫度的影響.5 .超導(dǎo)體:有些物體在溫度降低到絕對零度附近時,電阻會突然減小到無法測量的程度,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體,材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫做轉(zhuǎn)變溫度Tc,各種材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度 Tc各不相同,一般都較低.6 .探究金屬絲的電阻與其影響因素的定量關(guān)系原理:把金屬絲接入電路中,用電壓表測金屬絲兩端的電壓 ,用電流表測金屬絲中的電流 ,利用歐姆定律 R=U/I得到金屬絲的電阻R用米尺量得金屬絲的長度,用螺旋測微器 測金屬的直 徑 ,求得其面積S=冗以)2 .方案一:控
5、制變量法(1)把材料、橫截面積相同,但長度不同的金屬絲先后接入電路中,探究金屬絲電阻和長度的關(guān)系0cL.f 1 R3c _ .S(3)OC :.(2)把材料、長度相同,橫截面積不同的金屬絲先后接入電路中,探究金屬絲電阻和橫截面積的關(guān)系把長度、橫截面積相同,但不同材料的金屬絲先后接入電路中,探究金屬絲電阻和材料的關(guān)系方案二:邏輯推理法根據(jù)電阻的串并聯(lián)知識進(jìn)行邏輯推理導(dǎo)體電阻的關(guān)系,然后通過實驗探究電阻與導(dǎo)體長度面積和材料 的關(guān)系.四、部分電路歐姆定律1 .內(nèi)容:通過某段電路的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正北,跟導(dǎo)體本身的電阻成反比2 .公式:I=U/R3 .用圖像表示:IU圖像中,是過原點的一條直線,
6、直線的斜率k=I/U=1/R;在UI圖像中,也是過原點的一條直線,直線的斜率k' =U/I=R.4 .適用條件:適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電,不適用氣體導(dǎo)電.其實質(zhì)是只適用于電流的熱效應(yīng).五、串、并聯(lián)電路的特點1 .串聯(lián)電路(1)電流關(guān)系:I1 =12三。=I n .(2)電壓關(guān)系: U zdUl 42 平一 Hn .(3)電阻關(guān)系:R =» +R2 +Rn .(4)功率關(guān)系:U1/U2=R/R2 = P/P2即兩個串聯(lián)的電阻分電壓、功率與各分電阻的值成正比(1)(2)電流關(guān)系:電壓關(guān)系:2 .并聯(lián)電路I =I1 - I2 - I3 甘卜I nU =U1 山 2 =,山 n(3
7、)電阻關(guān)系:(4)功率關(guān)系:111=+ J LR®R2I 1/I 2= P1/P2=R/R1*即兩個并聯(lián)的電阻分電流、功率與各分電阻的值成反比3 .分電阻和總電阻的關(guān)系當(dāng)電鍵接通或斷開,改變電路結(jié)構(gòu),或者移動滑動變阻器滑鍵,改變某一部分電阻時,總電阻的變化 規(guī)律滿足:(1)當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時,電路中總電阻一定增大(或減小);(2)若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多時,總電阻 增大;若電鍵的通斷使并聯(lián)支路增多時,總電阻 減??;(3)如果R+R=恒量,則R=R時并聯(lián)的電阻 最大;且R、R差別越大總電阻 越小 .如圖7-1-3 所示,由R、R2和R組成雙臂環(huán)路.當(dāng) ARP支
8、路和ARP支路總阻值相等時,Rb最大;當(dāng)P滑到某端,使某 一支路阻值最小時, 鼻最小.R1圖 7-1-3六、電功和電功率1 .電功:實際是電場力做功,是電能轉(zhuǎn)化成其它形式能(如熱、磁、機(jī)械、光)的過程 W =qU =UIt適用于一切電路 W=I2Rt=U2t/R適用于純電阻電路2 .焦耳定律:電流通過直流電阻為 R的導(dǎo)體時,t時間內(nèi)導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量,即電熱Q=I2Rt3 .電功和電熱:當(dāng)電流通過一段純電阻電路時,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電功等于電熱W=(QP UIt=I 2Rt當(dāng)電流通過一段非純電阻電路(電動機(jī)、電解槽、蓄電池等)時,電能的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能,故電功 W=
9、UIt大于電熱Q=I2Rt, UIt =I2Rt+E其它4 .電功率:P=W/t=UI適用于一切電路p=i2r=Ur適用于電熱5 .額定電壓與實際電壓、額定功率與實際功率(1)額定電壓指用電器正常工作時的電壓,這時用電器消耗的功率為額定功率.但有時加在用電器上 的電壓不等于額定電壓,用電器不能正常工作,這時加在用電器上的電壓就稱之為實際電壓,用電器消耗 的功率為實際功率.要注意,在一些問題中“額定”和“實際”往往不相等.(2)用電器接入電路時的約定:純電阻用電器接入電路中,若無特別說明,應(yīng)認(rèn)為其電阻不變; 用電器的實際功率超過額定功率時,可認(rèn)為它將被燒毀;沒有注明額定的用電器接入電路時,認(rèn)為其
10、工 作的物理量均小于其額定值,能安全使用.(3)純電阻電路中,幾個電阻串聯(lián)阻值大的功率大,并聯(lián)時阻值小的功率大.七、等效法處理混聯(lián)電路稍復(fù)雜混聯(lián)電路的等效化簡方法1.電路化簡原則(1)無電流的支路化簡時可去除;(2)等電勢的各點化簡時可合并;(3)理想導(dǎo)線可任意長短;(4)理想電流表可認(rèn)為短路,理想電壓表可認(rèn)為斷路;(5)電壓穩(wěn)定時電容器認(rèn)為斷路.2.常用等效化簡方法(1)電流分支法:a ,先將各結(jié)點用字母標(biāo)上;b.判定各支路元件的電流方向 (或可能方向);c.按電流流向,自左到右將各元件、結(jié)點、分支逐一畫出;d.加工整理.(2)等勢點排列法:a.將各結(jié)合點用字母標(biāo)出;b,判定各結(jié)點電勢的高低
11、;c.將各結(jié)點電勢高低自左到右排列,再將各結(jié)點之間支路畫出;d.加工整理.注意:若能將以上兩種方法結(jié)合使用,效果更好.八、電路故障的分析方法電路故障是指電路不能正常工作.故障的種類很多,但主要是因斷路或短路所造成的故障,可用電壓 表或電流表進(jìn)行檢查.也可用假設(shè)法,已知電路發(fā)生某種故障可將整個電路劃分為若干部分,然后逐一假 設(shè)某部分發(fā)生故障,運(yùn)用電流定律進(jìn)行正向推理,再與題述現(xiàn)象進(jìn)行比較,得出結(jié)論.九、分壓電路和限流電路1 .分壓電路圖7-1-4示和限流電路圖7-1-5示口 V q圖 7-1-4圖 7-1-52 .調(diào)節(jié)范圍:(1)分壓電路:電壓 0 E ;電流0_E ,均與Ro無關(guān).Rl(2)限
12、流電路:電壓 RL EE ;電流 E E,均與Ro有關(guān).Rl RoRl - R0 Rl第二單元閉合電路一、電動勢1 .電動勢是反映電源通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為_型曳_本領(lǐng)的物理量.大小由電源中非靜電力的特性決定.2 .電動勢在數(shù)值上等于在電源內(nèi)部非靜電力把_1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功;若用E表示電動勢,用 W表示非靜電力移送電荷 q做的功,則公式為_E=W/q;3 .電動勢大小等于開路時兩極間的 _電壓_;等于內(nèi)、外電路_曳生_之和.4 .電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,因此也有電阻,叫電源的 內(nèi)電阻 .5 .電動勢與電勢差兩個概念表面上很相似,但從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度講
13、它們是正好相反,電動勢表 征電源中非靜電力做功的本領(lǐng),即其它形式的能向電能轉(zhuǎn)化的本領(lǐng);而電勢差是電路中靜電力做功的本領(lǐng) 的量度,即電能向其它能轉(zhuǎn)化的情況.我們應(yīng)注意二者的區(qū)別和聯(lián)系.二、閉合電路歐姆定律1 .(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比.(2)公式: R+ r .(3)適用條件:純電阻電路.2 .路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系(1) U=E- Ir(2) U I關(guān)系圖線如圖7-2-1所示當(dāng)電路斷路即I = 0時,縱坐標(biāo)的截距為電動勢E;當(dāng)外電路電壓為 U= O時,橫坐標(biāo)的截距I=E/r為短路電流;圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)電阻.三、閉合電路的幾種
14、功率1 .電源的總功率:Pe=EI=UI+I2r2 .電源的輸出功率:Pa= UIoE2電源的最大輸出功率與外電路電阻的關(guān)系Pn =I2R=J 圖線如7-2-3所小(R-r) 4rR當(dāng)R=r時也即I=E/2r時,電源的輸出功率最大,Pmax=.當(dāng)R>r和R< r時,電源有可能輸出相同4r的功率.但效率不同.3 .電源的效率:刀=士 X 100%=U X 100%= R X 100% (后式只適用于純電阻電路).PE R r四、電路的動態(tài)分析電路的變化分析就是根據(jù)閉合電路或部分電路的歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì),分析電路中某一電 阻變化而引起的整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情
15、況.基本思路是“部分一整體一部分”,即首先從阻值變化的部分入手,由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況,再根據(jù)閉合電路歐姆定律判知I總和U端的變化情況,最后再根據(jù)部分電路歐姆定律和串、并聯(lián)的特點判知各部分電流、電壓和功率的變化情況.具體過程是:% T R總T 1總T U端T Ip分如圖7-2-6所示,當(dāng)滑動片P向下滑動時,用“T”表示增大,用表示減小,用“一”表示因 果,其分析過程如下.圖 7-2-6k- 1-P下滑:T R3 T R總 T 1 總 711 1 x- J U 1 -zU3J U 2. I 2. 1 3 K五、含電容電路的分析方法分析和計算含有電容的直流電路時,需注意以下幾點:1 .電
16、路穩(wěn)定后,由于電容器所在支路無電流通過,所以在此支路中的電阻無電壓降,因此電容器兩極 間的電壓就等于該支路兩端的電壓.2 .當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時,電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.3 .電路中的電流、電壓變化時,將會引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高,電容器將 充電;如果電壓降低,電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電.對含有電容器的電路計算應(yīng)給予充分重視,解決這類問題,要認(rèn)清電容器與誰并聯(lián),電容器的極板間 電壓等于電路中哪兩點間的電壓;當(dāng)電路變化時,極板間電壓怎樣變化,帶電量如何變化,是充電還是放 電,充放電電流通過的是哪個回路等.第三單元電阻測量與電流表的改裝知識
17、要點二伏安法測電阻(1)原理:歐姆定律(2)電路圖,如圖7-3-1為伏安法測電阻的兩種接法.圖 7-3-1(3)誤差分析:采用圖甲的接法時,由于 電壓表的分流,電流表測出的電流值要比通過電阻 R的 電流大,因而求出的電阻值等于待測電阻和伏特表內(nèi)阻的并聯(lián)值,所以測量值比真實值偏小 ,伏特表內(nèi)阻比待測電阻大得越多, 測量誤差越小,因此待測電阻 遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時應(yīng)采取這種接法.采用圖乙的接法時,由于 電流表的分壓 ,電壓表測出的電壓值要比電阻 R兩端的電壓大,因而求 出的是待測電阻與安培表內(nèi)阻的串聯(lián)值, 所以測量的電阻值比真實值 偏大,待測電阻越大,相對誤差越 小,因此測量 電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻
18、時應(yīng)采取這種接法.如圖7- 3-2所示電路,閉合 &使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,根據(jù)全電路歐姆定律可得:E=Ig (R+八+r) (r為電流表內(nèi)阻),合上開關(guān)S2,保持R不變,調(diào)節(jié)電阻箱 R'使電流表指針偏轉(zhuǎn)到Rr°正好是 中間刻度 ,這時有E =I(R+ , g +r) R rg同時有1Igrg =(I -;"k解以上三個方程可得R r -r g 二 RR r -R當(dāng)R + r)R'時,rg = R',即電流表的內(nèi)阻等于此時電阻箱的電阻值.思考:如何用半偏法測量電壓表的內(nèi)阻? 三、把電流表改裝成電壓表實質(zhì)是擴(kuò)大它的電壓量程,電流表的內(nèi)阻R g
19、為幾百歐姆,其滿偏電流如果是幾百微安,它能承受的最大電壓只有 U=Ig R g,數(shù)量級約為10 -3V,要把它當(dāng)做電壓表測量一段電路兩端的電壓,它的量程太 小了,為了使它能測更高的電壓 U,即擴(kuò)大它的電壓量程, 需要給它串聯(lián)一個很大的電阻R,如圖7-3-5- 圖 7-3-5 所示,使得所測電壓U的絕大部分都降到串聯(lián)電阻R的兩端,這樣分到電流表 G兩端的電壓Ug就不會超過它的量程了。圖中虛線所圍的方框內(nèi)電路就是改裝后電壓表的內(nèi)部電路.如果要把電流表的電壓量程擴(kuò)大到它所承受電壓Ug的幾倍,也即改裝后電壓表的量程U=nU,由串聯(lián)電路的分壓原理可知:Ug/ R g=U/ (R+R)所以電流表串聯(lián)的分壓
20、電阻為 R= (n-1)R g .思考:如何將量程較小的電流計改裝成量程較大的電流表?四、歐姆表測電阻圖 7-3-6歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律 制成的,可直接讀出電阻之值,其結(jié)構(gòu)如圖7-3-6所示,其中G為靈敏電流表,滿偏電流Ig,內(nèi)阻為R,電源電動勢為 E,內(nèi)阻為r, R 0為調(diào)零電阻.當(dāng)紅黑表筆不接觸時,電流表示數(shù)為 JL ,兩表筆間電阻為 無窮大,當(dāng)紅黑表筆短接時,調(diào)節(jié) R 使指針滿偏:Ig= E/Rg .當(dāng)紅黑表筆間接 Rx時,通過電流表電流I= E/(R g+FX),每一個R對應(yīng)一個電 流I ,在刻度盤上標(biāo)出與I對應(yīng)的Rx的值,這樣即可讀出待測電阻阻值,但由上式看出,I與Rx不成比
21、例,故歐姆表刻度不均勻 .五、多用電表1 .多用電表的表面結(jié)構(gòu).多用電表可以用來測電流、電壓和電阻,又稱萬用電表,其表面結(jié)構(gòu)如圖 7-3-7o o圖 7-3-7所示.其表面分為上、下兩部分,上半部分為表盤,共有三條刻度線,最上面的刻度線的左端有 “8”, 右端標(biāo)有“ O ” ,是用于測確電阻阻值 的.中間的刻度線是用于測直流電流_禾口_直流_電壓和 的,其刻度是分布均勻的,最下面一條刻度線左側(cè)標(biāo)有. £ “,是用于測交流電壓的,其刻度線 不均勻.多用電表表面的下半部分為選擇開關(guān),周圍標(biāo)有測量功能的區(qū) 域和量程.將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋,多用電表就能測量電流強(qiáng)度;當(dāng)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)
22、到其他功能區(qū)域時,就可用于測量電壓或電阻.多用電表表面還有一對正、負(fù)插孔.紅表筆插正插孔,黑表筆插負(fù)插孔,在插孔上面的旋鈕叫_調(diào)零旋鈕,用它可進(jìn)行電阻調(diào)零.另外,在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個_調(diào)零螺絲 用它可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲,可使指針(不接人電路中時)指在 _ "0”刻線.2 .多用電表可以測二極管的單向?qū)щ娦?當(dāng)給二極管加正向電壓時, 即正極電勢比負(fù)極電勢一高 時,二極管電阻很小,處于 導(dǎo)電 狀態(tài),相當(dāng)于一個接通的開關(guān);當(dāng)給二極管加反向電壓時,即正極電勢比負(fù) 極電勢 低 時,二極管電阻很大,相當(dāng)于一個斷開的開關(guān).3 .用多用電表測電阻(1)機(jī)械調(diào)零:兩表筆斷開,觀察
23、指針是否指電流零刻度,若不指電流零刻度,應(yīng)進(jìn)行 機(jī)械調(diào)零 ,使指針指電流零刻度,應(yīng)調(diào)整調(diào)零螺絲一使指針指電流零刻度.(2)根據(jù)所 測電阻的大約阻值,選取合適的擋位.兩表筆短接,觀察指針是否指_雯_,若不指電流滿刻度,調(diào)節(jié)表盤右下方的_調(diào)零旋鈕一使指針指在電流滿刻度(0。處).(3)將待測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定 后讀數(shù).(4)讀出指針在刻度盤上所指示的數(shù)值,觀察選擇開關(guān)所對應(yīng)的電阻擋的倍率,用指示數(shù)值一乘以_值率一即得測量結(jié)果.六、伏安法測電阻兩種接法的選擇方法為減小伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差,應(yīng)對電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇,其方法是:(1)阻值比較法:先將待測電阻的約值和電壓表、電流表內(nèi)
24、阻進(jìn)行比較,若RX<RV,宜采用電流表外接法,若Ra宜采用電流表內(nèi)接法(2)臨界值計算法:Rv/Rx>R/Ra時,用電流表外接法; R/RxVR/Ra時,用電流表內(nèi)接法(3)實驗試探法:按圖 7-3-11所示接好電路,讓電壓表一根接線S先后在a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化 (電流表的分壓作用明顯),而電流表的示數(shù)變化不大(電壓表分流作用不大), 則可采用電流表外接法; 如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大, 則可采用電流表的內(nèi)接法.©-r圖 7-3-11七、滑動變阻器兩種接法的選擇方法及實物連接1.通常變阻器以限流為主,但在下列情況下,必須
25、選擇分壓連接方式(1)題目所提供的實驗儀器、電表量程或電阻的最大允許電流不夠(2)變阻器電阻遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻阻值(3)要求回路中某部分電路的電壓從零開始連續(xù)變化2.實物圖連線應(yīng)先畫出電路圖,分清各儀器的正負(fù)及連接方式,再按照先干路,后支路,最后連接 電壓表的原則進(jìn)行連線,注意連線不能交叉.八、電學(xué)儀器選擇的一般思路儀器選擇一般應(yīng)考慮三方面的因素:(1)安全因素.如通過電源和電阻的電流超過其允許的最大電流(2)誤差因素.如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小相對誤差,電壓表、電流表要盡可能使指針接近滿刻度的量程,其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 2/3左右;使用歐姆表時宜選用指針盡可能在中間刻
26、度附近的倍 率檔位.(3)便于操作.如選用滑動變阻器應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求,又便于調(diào)節(jié), 滑動變阻器調(diào)節(jié)時應(yīng)用到大部分電阻線,否則不便于調(diào)節(jié).第四單元電場的力的性質(zhì)一、電荷1 .用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷是正電荷,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負(fù)電荷,摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體 轉(zhuǎn)移到另一個物體,是物體電子的 得失;2 .研究表明,物體所帶電荷的多少只能是電子所帶電量 的整數(shù)倍.因此一個質(zhì)子或電子帶電量 的多少叫做元電荷,用符號 e表示.最早測量該電荷數(shù)值的是美國物理學(xué)家密立根,在國際單位制中電量的單 位是C,有時也用元電荷 e作電量單位,1e=1.6x10-1
27、9c.3 .完全相同的帶電金屬小球相接觸,電量的分配規(guī)律:同種電荷總電量平均分配;異種電荷先中和后 平均分配.4 .帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)5 .使物體帶電的方法有三種:摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電二、關(guān)于點電荷的理解1 .點電荷是無大小,無形狀,且有電荷量的一個理想化模型.在實際問題中,只有當(dāng)帶電體間的距離 比它們自身的大小大得多,以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時,帶電體才可 以視為點電荷.2 . 一個帶電體能否被視為點電荷完全取決于自身的幾何形狀大小與帶電體之間的距離的比較,與帶電 體的大小無關(guān).即帶電體很小,不一定可視為點電荷,帶電體很大,也不一定不能視為點電荷
28、.三、電荷守恒定律電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一個部分 轉(zhuǎn)移到另一個部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量 守恒,這個結(jié)論叫做電荷守恒定律,它和能量守恒定律、動量 守恒定律一樣,是自然界的一條基本規(guī)律.四、庫侖定律1 .真空中兩個點電荷間的相互作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上.2 .庫侖定律的公式 F=kQ1Q2 , F叫庫侖力或靜電力,也叫電場力,F(xiàn)可以是引力也可以是斥力,K叫r靜電力常量,公式中各量均取國際單位時,其數(shù)值為9.0x109 ,單位為N|. m/C2.3 .庫侖定律適用于 點電荷,
29、如果點電荷不止兩個,則某點電荷所受的總的作用力應(yīng)是各點電荷對它作 用力的矢量和.4 .不能單純地從數(shù)學(xué)意義上去考慮,以為r-0時,由F=kQ 1Q2/r2便可得到F為無窮大了,事實上,當(dāng)r - 0時,帶電體便不能看作點電荷,公式也不再適用了.五、電場1 .電場是由電荷激發(fā)的一種看不見摸不著的物質(zhì),是一種客觀存在的物質(zhì),是電荷間相互作用的中間 媒介.2 .電場的最基本性質(zhì)是對方人其中的電荷有力的作用,這種力叫電場力.六、電場強(qiáng)度1 .定義:放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,就是該點的電場強(qiáng)度.2 .定義式:E=F/q.3 .單位:電場強(qiáng)度的單位是 伏特/米,符號為v/m,
30、1N/C=1V/m.4 .矢量性:電場強(qiáng)度是矢量,電場強(qiáng)度的方向與正電荷在該點所受的電場力的方向 相同.5 .點電荷的電場強(qiáng)度公式.E=kQ/r2七、電場的疊加原理空間某點的場強(qiáng)等于同時存在的各電場在該點的場強(qiáng)的矢量和,電場強(qiáng)度的疊加遵守 平行四邊形 定則.八、電場線及其性質(zhì)1 .在電場中畫出的一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線,曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強(qiáng)方向一致,此曲線叫電場線.2 .靜電場電場線的性質(zhì)(1)電場線是為了形象的描述電場而假想的,實際不存在的理想模型.(2)靜電場電場線是起源于 正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)終止于 負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處)的有源線,是不閉合 曲線;任意兩條電場
31、線皆不相交.(3)電場線的 疏密表示電場的強(qiáng)弱.(4)沿電場線的方向電勢逐漸降低.(5)電場線垂直于等勢面(線).九、勻強(qiáng)電場:場強(qiáng)方向處處相同,場強(qiáng)大小處處 相等的區(qū)域為勻強(qiáng)電場.勻強(qiáng)電場中的 電場線是等距離的平行線; 平行正對的兩金屬板帶等量異號電荷后,在兩板之間除邊緣外的電場就是勻強(qiáng)電場.十、對電場強(qiáng)度的三個公式的理解1. . E=F是電場強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場,電場中某點的場強(qiáng),是由電場本身性質(zhì)及空間位 q置決定的確定值,其大小和方向與檢驗電荷q無關(guān),檢驗電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用,E =-是一種q測定電場強(qiáng)度的方法.2. E =k與是真空點電荷所形成的電場的決定式,由點電荷Q
32、和點電荷到某點的距離r決定.r23. E =U是場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式,只適用于勻強(qiáng)電場,注意式中d為兩點間沿電場方向的距離.d十一、帶電粒子在電場中的平衡和非平衡問題這里說的“平衡”是指帶電體加速度為零的靜止或勻速直線運(yùn)動,屬“靜力學(xué)”問題,只是帶電體受 的外力中包括電場力在內(nèi)的所有外力,解題的一般思維程序為:明確研究對象,對研究對象進(jìn)行受力 分析,注意電場力的方向,根據(jù)平衡的條件或牛頓第二定律列方程求解.第五單元電場的能的性質(zhì)一、電場力的功1 .特點:電場力做功與路徑無關(guān),只與電荷的初、末位置有關(guān).2 .計算方法:(1)用WAB=FLBCOS。求電場力的功,僅適用于勻強(qiáng)電場.(2)用WAB=
33、qUAB求電場力的功,適用于所有電場,計算時可將q、Uab的正、負(fù)號代入公式進(jìn)行計算, 根據(jù)正、負(fù)來確定是電場力做功,還是克服電場力做功.(3)用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系Wab=-Ep來計算,這種方法在知道電勢能的值時比較方便.二、電勢能1.電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能.2.相對性:電勢能是電荷與所在電場共有的,具有相對性,通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能的零點.3.電場力做功與電勢能改變的關(guān)系(1)電勢能增減的判定:電場力對電荷做正功,電荷的電勢能減少,電場力對電荷做負(fù)功,電荷的電 勢能增加.(2)電勢能改變量與電場力的功:Wab= E PA-Epb=- Ep三、電勢1 .定義:電荷在電
34、場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這一點的電勢.2 .電勢是標(biāo)量,只有大小沒有方向,其正號表示該點的電勢比零電勢高,負(fù)號表示該點電勢比 零電勢低.3 .電勢具有相對性,同一點的電勢將隨零電勢點的不同而不同,因此說某點電勢的高低應(yīng)相對于一個 零電勢點,通常認(rèn)為無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.4 .電場線指向電勢降低的方向.5 .電勢與電場強(qiáng)度大小沒有必然的聯(lián)系,某點的電勢為零,電場強(qiáng)度不一定為零,反之亦然.四、等勢面1 .概念:電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫等勢面.2 .特點:(1)等勢面上任意兩點間的電勢差為 零,在等勢面上移動電荷電場力 不做功.(2)等勢面一定與電場線 垂直,即跟電場的方向
35、垂直.(3)電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.(4)任意兩個等勢面都不相交.(5)等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度 越大,即等差等勢面的疏密可以表示電場強(qiáng)弱.五、電勢差:1 .定義:電場中兩點間電勢的差值叫做電勢差.2 .定義式:UAb= ::a - ;:B3 .靜電力做功與電勢差的關(guān)系:WABWAB =qU AB 或 U AB =q4 .電勢差是標(biāo)量,有正負(fù),無方向.正負(fù)表示電勢的高低.5 .電勢差是由電場本身的性質(zhì)決定,與初末位置有關(guān),與電場力對電荷做的功Wab無關(guān),與電荷所帶電荷量q無關(guān).與零勢點的選取無關(guān).六、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1. U=Ed,本公式只適用于 勻強(qiáng)電場,其中
36、U為電場中某兩點間的 電勢差,d為兩點間沿電場線方向上 的距離, E 為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度2. E=U/d,本公式給出了電場強(qiáng)度的另一種定義式,其中 E與U無關(guān),E與d無關(guān),本公式給出了電 場強(qiáng)度的單位伏/ 米 , 且本公式只適用于 勻強(qiáng)電場七、電勢能大小的比較1場源電荷判斷法( 1)離場源正電荷越近,檢驗正電荷的電勢能越大;檢驗負(fù)電荷的電勢能越?。?2)離場源負(fù)電荷越近,檢驗正電荷的電勢能越小;檢驗負(fù)電荷的電勢能越大2電場線法( 1 ) 正電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸減小;逆著電場線的方向移動時,電勢能逐漸增大( 2 ) 負(fù)電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸增大;逆著電場線的方
37、向移動時,電勢能逐漸減小3做功判斷法無論正、負(fù)電荷,電場力做正功,電荷從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方,反之,如果電荷克服電場力做功,那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方八、場強(qiáng)、電場線、電勢、等勢面間的關(guān)系 :1 電場線與場強(qiáng)的關(guān)系: 電場線越密的地方表示場強(qiáng)越大,電場線上每點的切線方向表示該點的場強(qiáng) 方向2電場線與電勢的關(guān)系:沿著電場線方向,電勢越來越低3電場線與等勢面的關(guān)系:電場線越密的地方等差等勢面也越密,電場線與通過該處的等勢面垂直第六單元電容器以及帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動、電容1 .任何兩個絕緣又互相靠近的 導(dǎo)體組成電容器,它帶電時,兩導(dǎo)體總是帶 等量異種電荷,
38、電容器所帶的電量只指其中一個導(dǎo)體所帶電量的值.2 .充放電:使電容器帶電的過程叫 充電,使充電后的電容器失去電荷的過程叫放電.3 .電容是電容器的一個基本屬性,表示電容器 容納電荷的本領(lǐng).僅由電容器本身的構(gòu)造決定.4 .定義:電容器所帶的 電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差 U的比值叫做電容器的電容.5 .定義式:C=Q /U單位:法拉(F)常用單位有微法(gF),皮法(pF)1F=106g F=1012pF6 .平行板電容器的電容(1)公式C=工-是平行板電容器的決定式,只適用于平行板電容器.4 kd(2)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場E=U/d .(3)由定義式可得平行板電容器具有下列的關(guān)系C=
39、W_=_Q =£Q=_Q_ .4-kd U .U Ed(4)當(dāng)電容器與電源線連接時兩板間電勢差保持不變;當(dāng)電容器帶電后與電路斷開時電容器的帶電量 保持不變.7 .靜電計是可用來測量電勢差的儀器,使用時將它的金屬球與電容器一極板相連,外殼與另一極板相 連,從指針偏角便可比較電容器兩極板間的電勢差,指針偏角越大,電勢差越大.8 .常見電容器:固定電容器、可變電容器、半可變電容器、電解電容器.電解電容器有正負(fù)極之分,接入電路時正極 接高電勢,該類電容器不能直接接入交流電路.二、帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動1 .帶電粒子在電場中的平衡解決這類問題與解決力學(xué)中物體的平衡問題方法相同:取研究對象,
40、進(jìn)行受力分析,注意電場力的方向特點,再由平衡條件列出具體方程求未知量.2 .帶電粒子在電場中的加速帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子只受電場力作用,由速度 %加速至速度V2,根據(jù)動能定理有:勻強(qiáng)電場中W=qEd=qU= ; mv22 -1 2-mv1 2在非勻強(qiáng)電場中W=qU= 1 mv221mv12 2式中U為初、末兩點間的電勢差,從能量守恒的角度理解則為,電荷電勢能的減少量等于動能的增加 量,電荷在電場中電勢能和動能的總和保持不變.三、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子(不計重力)以初速 v0垂直于勻強(qiáng)電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場區(qū)域,則做類平拋運(yùn)動:1 .沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動X=VotVx=V
41、02 .沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動當(dāng)射出電場時 t=L/v 0a=F/m=qE/mdVy=at=qul/mdv 0y=1at2=l _qUL2 2 mdv02其中u為偏轉(zhuǎn)電場兩板間電勢差 d為兩板間距離,L為極板長度.3 .偏轉(zhuǎn)角的正切值tga=Vy/v x= quL mdv02tga=Vy/v x=at/v 0=at2/v 0t=2y/x該式說明帶電粒子好像從入射線的“中央”沿直線射出似的.四、帶電粒子在電場中的運(yùn)動是否考慮重力要根據(jù)具體情況而定.基本粒子:如電子、質(zhì)子、 a粒子、離子等除有說明或有明顯的暗示外,一般都不考慮重力(但并不 忽略質(zhì)量).帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等除有說明或
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