選修3-1知識點

1、電場1. 兩種電荷 （1）自然界中存在兩種電荷 :正電荷與負電荷 . （2）電荷守恒定律 :2. 庫侖定律（1）內容 :在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距 離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上 .（2）公式 :（3）適用條件 :真空中的點電荷 .點電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時， 這種帶電體就可以看成 點電荷，但點電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少 .3. 電場強度、電場線（ 1）電場 :帶電體周圍存在的一種物質， 是電荷間相互作用的媒體 .

2、電場是客觀存在的， 電場 具有力的特性和能的特性 .（ 2）電場強度 : 放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度 .定義式 :E=F/q 方向 :正電荷在該點受力方向 .（3）電場線 : 在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫做電場線.電場線的性質 : 電場線是起始于正電荷（或無窮遠處），終止于負電荷（或無窮遠處）；電場線的疏密反映電場的強弱；電場線不相交；電場線不是真實存在的；電場線不一定是電荷運動軌跡（ 4）勻強電場 :在電場中，如果各點的場強的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強電場

3、.勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線 （5）電場強度的疊加 :電場強度是矢量，當空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空 間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和4. 電勢差U:電荷在電場中由一點 A移動到另一點B時，電場力所做的功 W AB與電荷量q 的比值 WAB/q 叫做 AB 兩點間的電勢差 公式 :U AB =W AB /q 電勢差有正負 :U AB =-U BA ，一般常取絕對值，寫成 U.5. 電勢電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差（1）電勢是個相對的量，某點的電勢與零電勢點的選取有關（通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢

4、）.因此電勢有正、負，電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低.（2） 沿著電場線的方向，電勢越來越低.6. 電勢能 :電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處（電勢為零處）電場力所做的功e =qU7. 等勢面 :電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面.（ 1）等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功.（2）等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.（3） 畫等勢面（線）時，一般相鄰兩等勢面（或線）間的電勢差相等.這樣，在等勢面（線） 密處場強大，等勢面（線）疏處場強小 .8. 電場中的功能關系（ 1）電場力做功與路徑無關，

5、只與初、末位置有關.計算方法有：由公式W=qEcoiS計算（此公式只適合于勻強電場中），或由動能定理計算.（2） 只有電場力做功，電勢能和電荷的動能之和保持不變.（3） 只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變.9. 靜電屏蔽 :處于電場中的空腔導體或金屬網罩，其空腔部分的場強處處為零， 即能把外電場遮住，使內部不受外電場的影響，這就是靜電屏蔽 .10. 帶電粒子在電場中的運動（1）帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速， 若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的 增量.（2）帶電粒子在電場中的偏轉 帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋

6、運動.垂直于場強方向做勻速直線運動 :Vx =V0 ，L=V0 t. 平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動 :（3）是否考慮帶電粒子的重力要根據具體情況而定.一般說來 : 基本粒子：如電子、質子、a粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但不能忽略質量） . 帶電顆粒 ：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略 重力.（4）帶電粒子在勻強電場與重力場的復合場中運動由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理：正交分解法；等效重力”法11. 示波管的原理 ：示波管由電子槍，偏轉電極和熒光屏組成，管內抽成真空.如果在偏轉電

7、極XX'上加掃描電壓，同時加在偏轉電極YY'上所要研究的信號電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線 .12. 電容 （ 1）定義 ：電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值（2）定義式 ：注意電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量， 由電容器本身的介質特性與幾何 尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關。（3）單位：法拉（F）, 1F=10 6 叮 1卩 F=10 6 pF.（4）平行板電容器的電容 ： .在分析平行板電容器有關物理量變化情況時， 往往需將 結合在一起加以考慮，其中 C= 反映了電容器本身的

8、屬性，是定義式，適用于各種電容器 ； ，表明 了平行板電容器的電容決定于哪些因素，僅適用于平行板電容器；若電容器始終連接在電池上，兩極板的電壓不變 .若電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電荷量不變.穩(wěn)恒電流1. 電流 - （1）定義 ：電荷的定向移動形成電流 .（2）電流的方向 ：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向 .在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點， 在電源的內部電流由低電勢點流向高電勢點 （由 負極流向正極） .2. 電流強度 ： （1）定義 ：通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，I=q/t（2） 在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A , 1卩A=1

9、06A（3） 電流強度的定義式中，如果是正、負離子同時定向移動，q 應為正負離子的電荷量和2.電阻-（1）定義 ：導體兩端的電壓與通過導體中的電流的比值叫導體的電阻.（2）定義式:R=U/I，單位：Q（3）電阻是導體本身的屬性，跟導體兩端的電壓及通過電流無關.3 電阻定律（1）內容 :在溫度不變時，導體的電阻 R 與它的長度 L 成正比，與它的橫截面積 S 成反比 .（2）公式：R=p L/S. （3）適用條件：粗細均勻的導線；濃度均勻的電解液4.電阻率 :反映了材料對電流的阻礙作用 .（1） 有些材料的電阻率隨溫度升高而增大（如金屬）；有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽w和絕緣體）；有

10、些材料的電阻率幾乎不受溫度影響（如錳銅和康銅）（2）半導體 ：導電性能介于導體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱 為半導體，半導體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質特性 （3）超導現(xiàn)象 ：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象 叫超導現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導體 5電功和電熱（1）電功和電功率 ：電流做功的實質是電場力對電荷做功電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能 因此電功 W=qU=UIt ，這是計算電功普遍適用的公式 單位時間內電流做的功叫電功率， P=W/t=UI ，這是計算電功率普遍適用的公式 （2） 焦耳定律：

11、Q=l 2 Rt，式中Q表示電流通過導體產生的熱量，單位是J.焦耳定律無論 是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的 （3）電功和電熱的關系 純電阻電路消耗的電能全部轉化為熱能，電功和電熱是相等的所以有W=Q，Ult=l 2 Rt，U=IR （歐姆定律成立），非純電阻電路消耗的電能一部分轉化為熱能，另一部分轉化為其他形式的能所以有 W>Q，Ult>l 2 Rt，U>IR （歐姆定律不成立） 6串并聯(lián)電路電路 串聯(lián)電路（P、U與R成正比）并聯(lián)電路（P、I與R成反比）電阻關系 R 串=R1+R2+R3+ 1/R 并=1/R1 + 1/R2+1/R3+電流關系 I 總=11=12

12、=13 l 并=11+12+13+電壓關系 U 總=U1+U2+U3+ U 總=U1=U2=U3=功率分配 P 總=P1+P2+P3+ P 總=P1+P2+P3+7電動勢-（1）物理意義：反映電源把其他形式能轉化為電能本領大小的物理量例如一節(jié)干電池的電動勢 E=15V，物理意義是指：電路閉合后，電流通過電源，每通過 1C的電荷，干 電池就把 15J 的化學能轉化為電能 （2）大小:等于電路中通過1C電荷量時電源所提供的電能的數值，等于電源沒有接入電路 時兩極間的電壓，在閉合電路中等于內外電路上電勢降落之和E=U 外 +U 內 8.閉合電路歐姆定律（1） 內容 ：閉合電路的電流強度跟電源的電動勢

13、成正比，跟閉合電路總電阻成反比（2）表達式 ：l=E/（ R+r）（3）總電流 l 和路端電壓 U 隨外電阻 R 的變化規(guī)律當R增大時，I變小，又據U=E-lr知，U變大當R增大到X時，1=0, U=E （斷路）當R減小時，I變大，又據 U=E-lr知，U變小.當R減小到零時，I=E r , U=0 （短路）9. 路端電壓隨電流變化關系圖像U端=E-lr上式的函數圖像是一條向下傾斜的直線縱坐標軸上的截距等于電動勢的大小 ;橫坐標軸上的截距等于短路電流l 短；圖線的斜率值等于電源內阻的大小10. 閉合電路中的三個功率（1）電源的總功率 ：就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉化為電能的功率

14、,也 叫電源消耗的功率 P總=EL（2）電源輸出功率 :整個外電路上消耗的電功率 .對于純電阻電路，電源的輸出功率 .P 出 =I 2 R=E/ （R+r） 2 R ，當 R=r 時，電源輸出功率最大，其最大輸出功率為 Pmax=E 2/ 4r（3）電源內耗功率 :內電路上消耗的電功率 P 內 =U 內 I=I 2 r（4）電源的效率：指電源的輸出功率與電源的功率之比，即n =P出/P總=IU /IE =U /E .11. 電阻的測量原理是歐姆定律 .因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電流，用R=U/I 即可得到阻值 .內、外接的判斷方法：若R x大大大于R A，采用內接法;

15、R x小小小于R V，采用外接 法.滑動變阻器的兩種接法 ：分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大；限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗小 .當兩種接法均能滿足實驗要求時，一般選限流接法.當負載 R L 較小、變阻器總阻值較大時（ RL 的幾倍），一般用限流接法 .但以下三種情況必須采用分壓式 接法 ：a要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調節(jié)，只有分壓電路才能滿足.b.如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調節(jié)， 電路中實際電流（壓）都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流（壓），為了保護電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路 .c.伏

16、安法測電阻實驗中，若所用的變阻器阻值遠小于待測電阻阻值，采用限流接法時，即使 變阻器觸頭從一端滑至另一端， 待測電阻上的電流 （壓） 變化也很小，這不利于多次測量求 平均值或用圖像法處理數據 .為了在變阻器阻值遠小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調 節(jié)待測電阻上的電流（壓） ，應選擇變阻器的分壓接法 .磁場1. 磁場（1）磁場 ：磁場是存在于磁體、 電流和運動電荷周圍的一種物質 .永磁體和電流都能在空間產 生磁場 .變化的電場也能產生磁場 . （2）磁場的基本特點 ：磁場對處于其中的磁體、電流和運 動電荷有力的作用 .（3）磁現(xiàn)象的電本質 ：一切磁現(xiàn)象都可歸結為運動電荷（或電流）之間通過磁場而

17、發(fā)生的相 互作用 .（4） 安培分子電流假說 在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環(huán)形電流即分子電 流，分子電流使每個物質微粒成為微小的磁體 .（5） 磁場的方向 ：規(guī)定在磁場中任一點小磁針 N 極受力的方向（或者小磁針靜止時 N 極的 指向）就是那一點的磁場方向 .2. 磁感線（ 1）在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏 密能定性地表示磁場的弱強，這一系列曲線稱為磁感線 .（2） 磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進入 S極，在內部，由 S極到N極，磁感 線是閉合曲線 ； 磁感線不相交 .（3）幾種典型磁場的磁感線的分布 ： 直線電流的磁場 ：同心圓

18、、非勻強、距導線越遠處磁場越弱. 通電螺線管的磁場：兩端分別是N極和S極，管內可看作勻強磁場，管外是非勻強磁場. 環(huán)形電流的磁場：兩側是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠，磁場越弱 . 勻強磁場 ：磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同.勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線 .3. 磁感應強度（1）定義 :磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受 到的磁場力 F 跟電流 I 和導線長度 L 的乘積 IL 的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度， 定義式 B=F/IL. 單位 T，1T=1N/ （A?m）.（2）磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是

19、該點的磁場方向，即通過該 點的磁感線的切線方向 .（3）磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強度 I 的大小、導線的長短 L 的大小無關，與電流受到的力也無關，即使不放入載流導體，它的磁感應強 度也照樣存在，因此不能說 B與F成正比，或B與IL成反比.（4）磁感應強度 B 是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應強度的方向 就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向 .4. 地磁場 :地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點有三個:（1）地磁場的 N 極在地球南極附近， S 極在地球北極附近 .（2） 地磁場 B 的水平分量 （Bx ）總是從地球南

20、極指向北極，而豎直分量 （ By ）則南北相反， 在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下 .（3） 在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北.5 .安培力（1）安培力大小 F=BIL. 式中 F、B、I 要兩兩垂直， L 是有效長度 .若載流導體是彎曲導線， 且導線所在平面與磁感強度方向垂直，則 L 指彎曲導線中始端指向末端的直線長度 .（2）安培力的方向由左手定則判定 .（3）安培力做功與路徑有關，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負，也可 以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零 .6. 洛倫茲力（1 ）洛倫茲力的大小 f=qvB，條件：v丄B.當v / B時，f=0.（2 ）洛倫茲力的特性：洛倫茲力始終垂直于 v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.（3） 洛倫茲力與安培力的關系 ：洛倫茲力是安培力的微觀實質，安培力是洛倫