物理選修3-1內(nèi)容完整歸納

1、 高中物理選修3-1物理選修3-1內(nèi)容完整歸納第一章 電場一、電場基本規(guī)律1、電荷守恒定律：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。（1）三種帶電方式：摩擦起電，感應(yīng)起電，接觸起電。（2）元電荷：最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，e=1.6×10-19C密立根測得e的值。2、庫倫定律：（1）定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2）表達(dá)式： k=9.0×109N·

2、m2/C2靜電力常量（3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。二、電場 力的性質(zhì)：1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。2、電場強(qiáng)度E：（1）定義：電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。（2）定義式： E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。（3）電場強(qiáng)度是矢量：大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場力。 方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。（4）單位：N/C,V/m 1N/C=1V/m（5）其他的電場強(qiáng)度公式 點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式：Q場源電荷勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式：d沿電場方向兩點(diǎn)間距離（6）場強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線：（1）意義：形象

3、直觀描述電場強(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的（2）電場線的特點(diǎn)： 電場線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切。沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小，可以判斷電勢高低。電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表面（3）幾種特殊電場的電場線E三、電場 能的性質(zhì)1、電場能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動(dòng)，電場力要對電荷做功。2、電勢能Ep：（1）定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢能等于電場力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置時(shí)所做的功。（2）定義式：帶正負(fù)號計(jì)算（3）特點(diǎn)： 電勢能具有相對性，相

4、對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。電勢能的變化量Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。3、電勢：（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：單位：伏（V）帶正負(fù)號計(jì)算（3）特點(diǎn)： 電勢具有相對性，相對參考點(diǎn)而言。但電勢之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。電勢是一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢比參考點(diǎn)電勢高，還是低。電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關(guān)。電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢點(diǎn)時(shí)電場力所做的功。（4）電勢高低的判斷方法 AB根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。A>B根據(jù)電勢能判斷：正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電

5、勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動(dòng)。4、電勢差UAB（1）定義：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=A-B （3）特點(diǎn)： 電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢誰高誰低。單位：伏（V）電場中兩點(diǎn)的電勢差是確定的，與零勢面的選擇無關(guān)U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差計(jì)算公式。電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場力做功WAB ：（1）電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢差有關(guān)。（2）表達(dá)式：WAB=UABq帶正負(fù)號計(jì)算（適用于任何電場） WAB=Eqdd沿電場方向

6、的距離。勻強(qiáng)電場（3）電場力做功與電勢能的關(guān)系 WAB=-Ep=EpA-EPB無條件結(jié)論結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少 電場力做負(fù)功，電勢能增加6、等勢面：（1）定義：電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。（2）特點(diǎn)：等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動(dòng)電荷，電場力不做功。等勢面與電場線垂直兩等勢面不相交等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。畫等勢面時(shí)，相鄰等勢面間的電勢差相等。（3）判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點(diǎn)間的電勢差的大?。嚎拷鼒鲈矗▓鰪?qiáng)大）的兩點(diǎn)間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源（場強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢差。ABC若AB=BC，則UAB>UBC7、靜電平衡狀態(tài)：（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動(dòng)的穩(wěn)定狀

7、態(tài)（2）特點(diǎn)：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該處場強(qiáng)大小相等，方向相反。處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是個(gè)等勢面。SABLC電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。四、電容器及其應(yīng)用：1、電容器充放電過程：（電源給電容器充電）充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電過程S-B：電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容：（1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。（2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。（3）定義式：是定義式不是決定式是電

8、容的決定式（平行板電容器）（4）單位：法拉F，微法F，皮法pF 1pF=10-6F=10-12F（5）特點(diǎn)：電容器的電容C與Q和U無關(guān)，只由電容器本身決定。電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對值。電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。 電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量不變。在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷 五、應(yīng)用帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）Eqmgv01、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子（），電子，粒子（）,氕（），氘（），氚（）帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。Uv2、平衡問題

9、：電場力與重力的平衡問題。mg=Eq3、加速問題（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則（2）由動(dòng)能定理解釋，可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長。4、偏轉(zhuǎn)問題類平拋運(yùn)動(dòng)（由兩極板間中點(diǎn)射入） 在垂直電場線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平距離為x

10、帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0Lv0yvv0vy粒子要能飛出電場則：yd/2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：粒子在豎直方向的分速度:粒子出電場的速度偏角：由可得：飛 行 時(shí)間：t=L/vO 豎直分速度：側(cè)向偏移量： 偏向角：U1Lv0yvv0vyLy飛 行 時(shí)間：t=L/vO 偏向角：側(cè)向偏移量： 在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過程相同。第二章 恒定電流（一）電流1、電流的一層含義（1）大

11、量自由電荷定向移動(dòng)形成電流的現(xiàn)象；（2）物體中有大量的自由電荷是形成電流的內(nèi)因，電壓是形成電流的外因。2、電流的另一層含義（1）意義：表示電流強(qiáng)弱的物理量（2）定義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時(shí)間的比值叫電流。（3）公式：（定義式）（4）單位：安培（A）毫安（mA）微安（A）（5）是標(biāo)量，方向規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?）方向不隨時(shí)間而改變的電流叫直流電：方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流。3、電流的微觀表達(dá)式：I=nqSv n單位體積內(nèi)電荷數(shù)q自由電荷量S導(dǎo)體的橫截面v電荷定向移動(dòng)的速率4、導(dǎo)線中的電場：導(dǎo)線中的電場是兩部分電荷共同作用的結(jié)果，其一是電

12、源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場，可以將該電場分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線方向的分量使只有電子沿導(dǎo)線做定向移動(dòng)，形成電流；垂直導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€的某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。這些電荷分布產(chǎn)生附加電場，該電場將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場，直到使導(dǎo)線中該方向合場強(qiáng)為零，而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只存在定向移動(dòng)。（二）電動(dòng)勢1、電源：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。2、電動(dòng)勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移動(dòng)到正極所做的功3、表達(dá)式：4、內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成，這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻。（三）歐姆定

13、律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比,即（適用于金屬導(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)電）。電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過原點(diǎn)的直線。（四）電阻定律：導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。（1）是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì)）。單位是·m。（2）純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。（3）材料的電阻率與溫度有關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（可以理解為溫度升高時(shí)金屬原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對自由電子的定向

14、移動(dòng)的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小（可以理解為半導(dǎo)體靠自由電子和空穴導(dǎo)電，溫度升高時(shí)半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大，導(dǎo)電能力提高）。有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0 K時(shí)，電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(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)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國科學(xué)家在1989年把TC提高到130K。現(xiàn)在科學(xué)家們正努力做到室溫超導(dǎo)。注意：公式R是電阻的定義式，而R=是電阻的決定式。R與U成正比或R與I成反比的說法是錯(cuò)誤的，導(dǎo)體的電阻大小由長度、截面積及材料決定，一

15、旦導(dǎo)體給定，即使它兩端的電壓U0，它的電阻仍然存在。（一）電功和電熱1、電功：電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，在驅(qū)使自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力對自由電荷做了功，簡稱為電功。電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度。其計(jì)算公式：W=qU，W=UIt，W=Pt是普適公式而W=I2Rt和，只適用于純電阻電路的運(yùn)算。單位：1度=1千瓦時(shí)=3.6×106焦耳。2、電熱：Q=I2Rt是焦耳通過多次實(shí)驗(yàn)得到的，是電能轉(zhuǎn)化為熱能的定量計(jì)算公式。變形公式：。3、電功和電熱的關(guān)系：WQ 4、電流通過做功，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路叫純電阻電路；電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)

16、化為機(jī)械能、化學(xué)能等的電路叫非純電阻電路. （二）電功率和熱功率1、電功率：電功率是描述電流做功快慢的物理量。由功率公式P=W/t得P=UIt/t=UI，這兩個(gè)公式是普適公式，而P=I2R，P=只適用于純電阻電路。2、電熱功率：電熱功率是描述電流做功產(chǎn)生電熱快慢程度的物理量。由功率。3、電功率和電熱功率的關(guān)系：PPQ. 4、額定功率和實(shí)際功率. （1）額定功率：指用電器正常工作時(shí)的功率，當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，電流也達(dá)到額定電流，功率達(dá)到額定功率。（2）實(shí)際功率：指用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率，只有當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率才等于額定功率。（3）在忽略R的變化時(shí)，有如下關(guān)系

17、：（三）串聯(lián)電路的特點(diǎn)1、電流：串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相等：I=I1=I2=I3. 2、電壓：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的電壓之和。U=U1U2U3. 3、電阻：串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。R=R1R2R3. 4、分壓原理：串聯(lián)電路中的電阻起分壓作用，電壓的分配與電阻成正比。U1U2U3=IR1IR2IR3=R1R2R35、電功率、電功：串聯(lián)電路中的電功率、電功與電阻成正比。P1P2P3=I2R1I2R2I2R3=R1R2R3W1W2W3=I2R1tI2R2tI2R3t=R1R2R3（四）并聯(lián)電路的特點(diǎn)1、電流：并聯(lián)電路中干路中的總電流等于各支路中電流之和。I=I1I

18、2I3. 2、電壓：并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓都相等。U1=U2=U3=U 3、電阻：并聯(lián)電路中，總電阻的倒數(shù)，等于各支路電阻的倒數(shù)之和. . 4、分流原理：并聯(lián)電路中的電阻起分流作用，電流的分配與電阻成反比。I1I2I3=5、電功率、電功：并聯(lián)電路中各支路中的電功率、電功與電阻成反比。P1P2P3=W1W2W3=（五）混聯(lián)電路1、解決混聯(lián)電路的方法是：（1）求混聯(lián)電路的等效電路；（2）運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。2、畫等效電路圖即是等效替代的方法；對復(fù)雜電路進(jìn)行等效變換的一般原則是：（1）無阻導(dǎo)線可縮成一點(diǎn)，一點(diǎn)也可以延展成無阻導(dǎo)線；（2）無電流的支路化簡時(shí)可以去掉；（3）電

19、勢相同的點(diǎn)可以合并；（4）理想電流表可以認(rèn)為短路，理想的電壓表可認(rèn)為斷路，電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器處可認(rèn)為斷路。（一）閉合電路歐姆定律1、電源電動(dòng)勢：電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電動(dòng)勢是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)大小的物理量；電動(dòng)勢的大小由電源本身的性質(zhì)決定，數(shù)值等于電路中通過1C電量時(shí)電源所提供的能量，也等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓；電動(dòng)勢是標(biāo)量，方向規(guī)定為由電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向?yàn)殡娫措妱?dòng)勢的方向。2、閉合電路歐姆定律（1）閉合電路由電源的內(nèi)部電路和電源的外部電路組成，也可叫含電源電路、全電路。（2）在閉合電路里，內(nèi)電路和外電路都適用部分電路的歐姆定律，設(shè)

20、電源的內(nèi)阻為r，外電路的電阻為R，那么電流I通過內(nèi)阻時(shí)在電源內(nèi)部的電壓降U內(nèi)=Ir，電流流過外電阻時(shí)的電壓降為U外=IR，由U外U內(nèi)=E，得。該式反映了閉合電路中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢成正比，與整個(gè)電路的電阻成反比，即為閉合電路歐姆定律，適用條件是外電路為純電阻電路。3、路端電壓與負(fù)載變化的關(guān)系（1）路端電壓與外電阻R的關(guān)系：（外電路為純電阻電路）其關(guān)系用UR圖象可表示為：（2）路端電壓與電流的關(guān)系U=EIr（普適式）其關(guān)系用UI圖象可表示為當(dāng)R=時(shí)，即開路，當(dāng)R=0時(shí)，即短路， 其中，r=|tg|.4、閉合電路中的功率（1）電源的總功率（電源消耗的功率）P總=IE電源的輸出功率（外電路消耗的

21、功率）P輸=IU電源內(nèi)部損耗的功率：P損=I2r由能量守恒有：IE=IUI2r（2）外電路為純電阻電路時(shí)：由上式可以看出：即當(dāng)R=r時(shí)，此時(shí)電源效率為：（2）當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率減小。（3）當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率增大。（4）當(dāng)時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)2個(gè)可能的外電阻R1和R2，且二）“串反并同”定則：在外電路為混聯(lián)的閉合電路中，討論因某一電阻發(fā)生變化引起電路中各參量的變化時(shí)，可采用以下簡單的方法：“串反并同”，當(dāng)某一電阻發(fā)生變化時(shí)，與它串聯(lián)的電路上的電流、電壓、功率必發(fā)生與其變化趨勢相反的變化；與它并聯(lián)的電路上的電流、電壓、功率必發(fā)生與其變化趨勢相同的變化。（三）含電

22、容器的電路分析：有電容器連接的電路，當(dāng)電路電壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器當(dāng)斷路處理，它兩端的電壓等于它并聯(lián)部分的電阻的兩端電壓。通常是先不考慮電容器，畫出等效電路，再安上電容器，電容器在恒定電流中可等效為“電壓表”。找出“電壓表”的讀數(shù)及變化，再由Q=CU求解。（一）電表的改裝1、電流表：把表頭G改裝成電流表，即把表頭的量程Ig擴(kuò)大到電流表的量程I，這時(shí)應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻R，起分流作用。若電流表的擴(kuò)大倍數(shù)為，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得：電流表的內(nèi)阻：2、電壓表：把表頭G改裝成電壓表，即把表頭的量程Ug擴(kuò)大到量程U，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻起分壓作用。若電壓表的擴(kuò)大倍數(shù)為，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)得：電壓表的內(nèi)阻為：RV=RRg=n

23、Rg量程：U=nUg=IgRV（二）電阻的測量1、伏安法測電阻的兩種電路形式（如圖所示）2、實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）的選擇測量未知電阻的原理是R，由于測量所需的電表實(shí)際上是非理想的，所以在測量未知電阻兩端電壓U和通過的電流I時(shí)，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實(shí)際測量中有效地減少這種由于電表測量所引起的系統(tǒng)誤差，必須依照以下原則：（1）若，一般選電流表的內(nèi)接法。如圖（a）所示。由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測電阻Rx與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和Rx的電流，所以使用該電路所測電阻R測RxRA，比真實(shí)值Rx大了RA，相對誤差a（2）若，一般選電流表外接法。如圖（b）所

24、示。由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示Rx兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過Rx與RV并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測電阻R測也比真實(shí)值Rx略小些，相對誤差a.（三）滑動(dòng)變阻器的使用1、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的特點(diǎn)如圖所示的兩種電路中，滑動(dòng)變阻器（最大阻值為R0）對負(fù)載RL的電壓、電流強(qiáng)度都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖（a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法.負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）相同條件下電路消耗的總功率限流接法EULEILEIL分壓接法0ULE0ILE（IL+Iap）比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小

25、其中，在限流電路中，通RL的電流IL=，當(dāng)R0RL時(shí)IL主要取決于R0的變化，當(dāng)R0RL時(shí)，IL主要取決于RL，特別是當(dāng)R0<<RL時(shí)，無論怎樣改變R0的大小，也不會(huì)使IL有較大變化.在分壓電路中，不論R0的大小如何，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P的位置，都可以使IL有明顯的變化.2、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動(dòng)變阻器以何種接法接入電路，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取.（1）下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測量時(shí)，必須采用分壓接法.當(dāng)用電器的

26、電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法.因?yàn)榘磮D（b）連接時(shí)，因RL>>R0Rap，所以RL與Rap的并聯(lián)值R并Rap，而整個(gè)電路的總阻約為R0，那么RL兩端電壓UL=IR并=·Rap，顯然ULRap，且Rap越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作.若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值時(shí)，只能采用分壓接法.（2）下列情況可選用限流式接法測量時(shí)電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.電

27、源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法.沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法.（四）萬用電表的使用1、使用步驟及注意事項(xiàng)：（1）使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。（2）根據(jù)被測物理量及其數(shù)量級將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤上對應(yīng)的量程刻度。（如測量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從

28、刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測量結(jié)果。）（3）使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測電阻的操作步驟是：選擋。一般比被測電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級，如估計(jì)值為200就應(yīng)該選×10的倍率。進(jìn)行歐姆調(diào)零。將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量。將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值。將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)傅目潭戎堤螅瑧?yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅目潭戎堤。?，?yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測。（4）使用多用電表時(shí)

29、，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。2、歐姆表測電阻（1）原理是閉合電路歐姆定律.（2）當(dāng)紅、黑表筆之間接入某一電阻Rx時(shí)，通過歐姆表的電流為.若I=0，則Rx=；I=Ig時(shí)，Rx=0。歐姆表刻度具有反向性和非線性特點(diǎn)，表盤刻度不均勻.當(dāng)，表盤中值電阻，中值電阻一定，表盤刻度就唯一確定.歐姆表中的電池用久了，電動(dòng)勢和內(nèi)阻都要發(fā)生變化，只能用來粗略測量電阻.（五）測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻1、實(shí)驗(yàn)原理如圖(1)所示電路，改變電阻R，從電壓表和電流表可測出幾組U、I值，利用閉合電路歐姆定律可以求出E、r2、數(shù)據(jù)處理測出兩組U、I值，列方程組可解出E、r圖象法處理數(shù)據(jù)，測出多組(

30、不少于6組)、I值，在I直角坐標(biāo)系中標(biāo)出各點(diǎn)，畫出I圖象，如圖(2)所示，圖象的縱截距為E，橫截距為短路電流，圖象法比較好地利用各組測量數(shù)據(jù)，并能排除奇異點(diǎn)，能夠減小偶然誤差3、誤差分析：由于電流表和電壓表不是理想電表，就會(huì)帶來一定的系統(tǒng)誤差，下面分別分析電流表內(nèi)接和外接兩種情況下的系統(tǒng)誤差(1)如圖(3)所示，電流表接在了外邊，電壓表所測為電源的外電壓，而電流表讀數(shù)比流過電源的電流值要小，測量存在系統(tǒng)誤差電壓表的讀數(shù)越大，越大，電流表的測量誤差也越大，如圖(4)所示，短路時(shí)，0，測量值與真實(shí)值相同由圖象可知，定量分析：此函數(shù)式的縱截距為：斜率的絕對值為：當(dāng)r時(shí)，(2)如圖(5)所示，電流表接

31、在了里邊，電流表所測的電流為流過電源的電流，電壓表所測電壓比路端電壓小當(dāng)電路中電流增加時(shí)，電壓表讀數(shù)的誤差隨著增加，UI圖象如圖(6)所示，測量值圖線比較陡，E，r由等效電路可知，一般安培表的內(nèi)阻與r接近，所以這種方法測出的內(nèi)阻誤差較大（六）簡單的邏輯電路邏輯關(guān)系真值表符號與門：僅當(dāng)輸入信號A和B均為1時(shí)，輸出信號Z才為1。輸入輸出ABZ 00010100111 或門：輸入信號A和B只要有一個(gè)為1或者均為1時(shí)，輸出信號Z為1。輸入輸出ABZ000011101111非門：輸入信號A為1，則輸出信號為0；輸入信號A為0，輸出信號為1。輸入輸出AZ0110第三章 磁場1、磁場（1）磁場是存

32、在于磁極或電流周圍空間里的一種特殊的物質(zhì)，磁場和電場一樣，都是“場形態(tài)物質(zhì)”。（2）磁場的方向：物理學(xué)規(guī)定，在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是那一點(diǎn)磁場的方向。（3）磁場的基本性質(zhì)：磁場對處在它里面的磁極或電流有磁場力的作用。磁極和磁極之間、磁場和電流之間、電流和電流之間的相互作用都是通過磁場來傳遞的。2、磁感線（1）磁感線：是形象地描述磁場而引入的有方向的曲線。在曲線上，每一點(diǎn)切線方向都在該點(diǎn)的磁場方向上，曲線的疏密反映磁場的強(qiáng)弱。（2）磁感線的特點(diǎn)：a.磁感線是閉合的曲線，磁體的磁感線在磁體外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極。b.任意兩條磁感線不能

33、相交。3、幾種常見磁場的磁感線的分布（1）條形磁鐵和碲形磁鐵的磁感線條形磁鐵和蹄形磁鐵是兩種最常見的磁體，如圖所示的是這兩種磁體在平面內(nèi)的磁感線形狀，其實(shí)它們的磁感線分布在整個(gè)空間內(nèi)，而且磁感線是閉合的，它們的內(nèi)部都有磁感線分布。（2）通電直導(dǎo)線磁場的磁感線通電直導(dǎo)線磁場的磁感線的形狀與分布如圖所示，通電直導(dǎo)線磁場的磁感線是一組組以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓。需要指出的是，通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場是不均勻的，越靠近導(dǎo)線，磁場越強(qiáng)，磁感線越密。電流的方向與磁感線方向的關(guān)系可以用安培定則來判斷，如圖所示。用右手握住直導(dǎo)線，伸直的大拇指與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。（3）環(huán)形電

34、流磁場的磁感線環(huán)形電流磁場的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形的中心軸上，由對稱性可知，磁感線是與環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直的一條直線。如圖甲所示，環(huán)形電流方向與磁感線方向的關(guān)系也可以用右手定則來判斷，如圖乙所示，讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是圓環(huán)軸線上磁感線的方向；如圖丙所示，讓右手握住部分環(huán)形導(dǎo)線，伸直的大拇指與電流方向一致，則四指所指的方向就是圍繞環(huán)形導(dǎo)線的磁感線的方向。（4）通電螺線管的磁感線通電螺線管表現(xiàn)出來的磁性很像一根條形磁鐵，一端相當(dāng)于北極（N），另一端相當(dāng)于南極（S），形成的磁感線在通電螺線管的外部從北極（N）出來進(jìn)入南極（S），通電螺線管內(nèi)

35、部具有磁場，磁感線方向與管軸線平行，方向都是由S極指向N極，并與外部磁感線連接形成一些閉合曲線，其方向也可用安培定則判斷，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向，如圖所示。（5）地磁場的磁感線地磁場的南北極與地理上的南北極剛好相反，所以磁感線從地理的南極出來進(jìn)入地理的北極4、磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）定義：在勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向放置的通電直導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積之比，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即，磁感應(yīng)強(qiáng)度B只是由磁場本身決定，與所放置的電流I和導(dǎo)線長度L均無關(guān)。（2）單位：特斯拉，簡稱特，符號是T

36、，。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向就是該點(diǎn)的磁場方向。5、勻強(qiáng)磁場如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場，距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場都可以看成是勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線為相互平行，等間距的平行線。6、安培力的大小和方向（1）定義：磁場對通電導(dǎo)線的作用力叫安培力。（2）大小：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時(shí)，安培力最大，為F=BIL。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行放置時(shí)，安培力最小，為零。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向成其他任意角放置時(shí)，安培力介于最大值和最小值之間。（3）方向：安培力的方向可以用左手定

37、則來判斷。安培力方向垂直磁場方向，垂直電流方向，即垂直于電流方向和磁場方向決定的平面。三、重難點(diǎn)知識剖析1、磁感線是閉合曲線磁感線與電場線不同，在磁體外部是從N極指向S有，磁體內(nèi)部則從S極指向N極，從而形成閉合曲線。2、安培定則用安培定則判斷通電線圈（或螺線管）的磁感線時(shí)，拇指指向?yàn)榫€圈（或螺線管）內(nèi)部的磁感線方向，其外部與此方向相反。3、磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場的物理量，由磁場自身決定，與是否放入檢驗(yàn)電流無關(guān)。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向就是該點(diǎn)磁場方向。當(dāng)磁場疊加時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量合成。4、安培力（1）安培力的大小不僅與B、I、L的大小有關(guān)，還與電流方向與磁場方向間的夾角有關(guān)

38、。當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力最大，這時(shí)安培力F=BIL。當(dāng)兩者平行最小為零，對于電流方向與磁場方向成任意角的情況，可以把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為垂直電流方向和平行電流方向兩種情況處理。（2）F=BIL只適用于勻強(qiáng)磁場，對非勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)L足夠短時(shí)，可以認(rèn)為導(dǎo)線所在處的磁場是勻強(qiáng)磁場。（3）安培力的方向要用左手定則判斷，垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，這跟電場力與電場強(qiáng)度方向之間的關(guān)系是不同的。5、安培分子電流假說導(dǎo)體中的電流是由大量的自由電子的定向移動(dòng)而形成的，而電流的周國又有磁場，所以電流的磁場應(yīng)該是由于電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。安培提出在磁鐵中分子、原于存在著一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每

39、個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體磁鐵的分子電流的取向大致相同時(shí)，對外顯磁性；磁鐵的分子電流取向雜亂無章時(shí)，對外不顯磁性。根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，微粒原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，電子在庫侖力的作用下，繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。假說的意義在于其揭示了電與磁之間的聯(lián)系。6、安培力的應(yīng)用磁電式儀表（1）根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到安培力的作用這一原理制成的儀表，稱為磁電式儀表。（2）磁電式儀表的結(jié)構(gòu)教學(xué)演示電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（3）磁電式儀表原理由于磁場對電流的作用力方向與電流方向有關(guān)，因此，如果改變通過電流表的電流方向，磁場對電流的作用力方向也會(huì)隨著改變，指針和線圈的偏轉(zhuǎn)方向也就

40、隨著改變，據(jù)此便可判斷出被測電流的方向。磁場對電流的作用力跟電流成正比，線圈中的電流越大，受到的作用力也越大，指針和線圈的偏轉(zhuǎn)角度也越大因此，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小反映了被測電流的大小只要通過實(shí)驗(yàn)把兩者一一對應(yīng)的關(guān)系記錄下來，并標(biāo)示在刻度盤上，這樣在使用中，就可以在刻度盤上直接讀出被測電流的大小。1、洛倫茲力是磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用，它是安培力的微觀本質(zhì)。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。2、洛倫茲力的大小（1）當(dāng)電荷速度方向垂直于磁場的方向時(shí)，磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，等于電荷量、速率、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的乘積，即F=qvB.（2）當(dāng)電荷速度方向平行磁場方向時(shí)，洛倫茲力F=0。（3）當(dāng)電荷速度方向與磁場方向成

41、角時(shí)，可以把速度分解為平行磁場方向和垂直磁場方向來處理，此時(shí)受洛倫茲力F=qvBsin。3、洛倫茲力的方向安培力的方向可以用左手定則來判斷，洛倫茲力的方向也可用左手定則來判斷：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場，讓磁感線穿過手心，對于正電荷，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向，對于負(fù)電荷，四指的指向與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，大拇指所指的方向就是洛倫茲力的方向。由此可見洛倫茲力方向總是垂直速度方向和磁場方向，即垂直速度方向和磁場方向決定的平面。4、洛倫茲力的特點(diǎn)因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力對運(yùn)動(dòng)電荷不做功。它只改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向，而不改變速度的大小。1、洛倫茲力與電場力的比較（1）與帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系帶電粒