物理選修3-1知識點歸納資料459

1、物理選修 3-1 知識點歸納第一章：1電荷電荷守恒定律點電荷 自然界中只存在正、負兩中電荷，電荷在它的同圍空間形成電場，電荷間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電量?；倦姾蒭16. 10 19 C。帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍（ Q=ne） 使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種： 摩擦起電 接觸帶電 感應(yīng)起電。 電荷既不能創(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，或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分，這叫做電荷守恒定律。帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷。2庫侖定律（1）公式 FK

2、Q1 Q2（真空中靜止的兩個點電荷）r 2在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，數(shù)學表達式為F K Q1Q2 ，其中比例常數(shù) K 叫靜電力常量，r 2K 9.0 109 N · m 2C 2 。（ F:點電荷間的作用力 (N) ，Q1、 Q2: 兩點電荷的電量 (C) ， r:兩點電荷間的距離 (m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引）（2）庫侖定律的適用條件是(1)真空， (2)點電荷。點電荷是物理中的理想模型。當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時，可以使用庫侖定律，否

3、則不能使用。3靜電場電場線為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示電場的弱度。電場線的特點：(1)始于正電荷（或無窮遠），終止負電荷（或無窮遠）；(2)任意兩條電場線都不相交。電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱，并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。4電場強度點電荷的電場 電場的最基本的性質(zhì)之一，是對放入其中的電荷有電場力的作用。電場的這種性質(zhì)用電場強度來描述。在電場中放入一個檢驗電荷q ，它所受到的電場力F 跟它所帶電量的比值F叫做這個位置上

4、q的電場強度，定義式是 EF， E 是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向，負電荷受q電場力的方向與該點的場強方向相反。 （ E:電場強度 (N/C) ，是矢量， q：檢驗電荷的電量 (C) ）電場強度 E 的大小，方向是由電場本身決定的，是客觀存在的，與檢驗電荷無關(guān)。與放入檢驗電荷的正、負，及帶電量的多少均無關(guān)，不能認為E 與 F 成正比，也不能認為E 與 q 成反比。點電荷場強的計算式要區(qū)別場強的定義式EKQ （ r：源電荷到該位置的距離（m），Q：源電荷的電量 (C)）r 2EFKQ與點電荷場強的計算式 Er 2，前者適用于任何電場，后者只q適用于真空（或空氣）中點電荷形成的電

5、場。5電勢能電勢等勢面電勢能由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。由于電勢能具有相對性，所以實際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢能的變化。電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。電場力對電荷做功的計算公式：W qU ，此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢差決定。電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量在電場中某位置放一個檢驗電荷q ，若它具有的電勢能為，則比值q叫做該位置的電勢。電勢也具有相對性

6、，通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢（對同一電場，電勢能及電勢的零點選取是一致的）這樣選取零電勢點之后，可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。電勢相等的點組成的面叫等勢面。等勢面的特點：(1)等勢面上各點的電勢相等，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)規(guī)定：畫等勢面（或線）時，相鄰的兩等勢面（或線）間的電勢差相等。這樣，在等勢面（線）密處場強較大，等勢面（線）疏處場強小。6電勢差電場中兩點的電勢之差叫電勢差，依教材要求，電勢差都取絕對值，知道了電勢差的絕對值

7、，要比較哪個點的電勢高，需根據(jù)電場力對電荷做功的正負判斷，或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。7勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系場強方向處處相同，場強大小處處相等的區(qū)域稱為勻強電場，勻強電場中的電場線是等距的平行線，平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強電場。在勻強電場中電勢差與場強之間的關(guān)系是UEd ，公式中的 d 是沿場強方向上的距離(m) 。在勻強電場中平行線段上的電勢差與線段長度成正比8帶電粒子在勻強電場中的運動（ 1）帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運動狀態(tài)和運動過程，然后選用恰當?shù)囊?guī)律

8、解題。（ 2）在對帶電粒子進行受力分析時，要注意兩點：A1 要掌握電場力的特點。如電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關(guān)，還與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強電場中，帶電粒子所受電場力處處是恒力；在非勻強電場中，同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同。A2 是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有要說明或明確的暗示以外，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，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。(3)帶電粒子的加速（含偏轉(zhuǎn)過程中速度大小的變化）過程是其他形式的能和功能之間的轉(zhuǎn)化過程。解決這類問題，

9、可以用動能定理，也可以用能量守恒定律。如選用動能定理，則要分清哪些力做功？做正功還是負功？是恒力功還是變力功？若電場力是變力，則電場力的功必須表達成WabqU ab ，還要確定初態(tài)動能和末態(tài)動能（或初、末態(tài)間的動能增量）如選用能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能在變化？怎樣變化（是增加還是減少）？能量守恒的表達形式有：a 初態(tài)和末態(tài)的總能量（代數(shù)和）相等，即E初E末 ；b 某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加，即E減E增c 各種形式的能量的增量的代數(shù)和E1E20 ；（4）、帶電粒子在勻強電場中類平拋的偏轉(zhuǎn)問題。如果帶電粒子以初速度v0 垂直于場強方向射入勻強電場，不計重力，電場力使帶電

10、粒子產(chǎn)生加速度，作類平拋運動，分析時，仍采用力學中分析平拋運動的方法：把運動分解為垂直于電場方向上的一個分運動 勻速直線運動： vxv0 ， xv0 t ；另一個是平行于場強方向上的分運動 勻加速運動， v y at, aqU ， y1 qU ( x )2 ；md2 md v0v yqU x。粒子的偏轉(zhuǎn)角為 tgmv2 dv00經(jīng)一定加速電壓（ U1 ）加速后的帶電粒子，垂直于場強方向射入確定的平行板偏轉(zhuǎn)電場中，粒子對入射1 qU 2 L2U 2L2，它只跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U 2 有關(guān)。當偏轉(zhuǎn)電壓的大小極方向的偏移 y4dU12 mdv02性發(fā)生變化時，粒子的偏移也隨之變化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的

11、變化周期遠遠大于粒子穿越電場的時間（TLv0），則在粒子穿越電場的過程中，仍可當作勻強電場處理。應(yīng)注意的問題：1、電場強度E 和電勢 U 僅僅由場本身決定，與是否在場中放入電荷，以及放入什么樣的檢驗電荷無關(guān)。而電場力 F 和電勢能兩個量，不僅與電場有關(guān)，還與放入場中的檢驗電荷有關(guān)。所以 E 和 U 屬于電場，而F電 和 屬于場和場中的電荷。2、一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合，運動軌跡上的一點的切線方向表示速度方向，電場線上一點的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運動方向是有區(qū)別的。只有在電場線為直線的電場中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電

12、場力作用下運動，在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線的。9電容器電容（ 1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導體，就組成了一個電容器。（ 2）電容：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a 定義式： CQQC與Q成正比，() ，即電容 C 等于 Q 與 U 的比值，不能理解為電容U U與 U 成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。b 決定因素式：如平行板電容器 CS（不要求應(yīng)用此式計算）4kd根據(jù) CQQS4 kQ() 和 C導出 CSUU4 kd（ 3）對于平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、C 的討論時要注意兩種情況：a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板

13、間的電壓U 不變b 充電后斷開電源，則帶電量Q 不變（ 4）電容的定義式： CQ（定義式）US（ 5） C 由電容器本身決定。對平行板電容器來說C 取決于： C（決定式）4 Kd（ 6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況：第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開，則表示電容器的電量Q 為一定，此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V 為一定，此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。第二章：1電流電動勢（1）形成電流的條件：一是要有自由電荷，二是導體內(nèi)部存在電場，即導體兩端存在電壓。（2）電流強度：通過導體橫截面的

14、電量q 跟通過這些電量所用時間t 的比值，叫電流強度：q。It（3）電動勢：電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。定義式為：W 。要q注意理解： 1是由電源本身所決定的，跟外電路的情況無關(guān)。2 的物理意義：電動勢在數(shù)值上等于電路中通過 1庫侖電量時電源所提供的電能或理解為在把1庫侖正電荷從負極（經(jīng)電源內(nèi)部）搬送到正極的過程中，非靜電力所做的功。3注意區(qū)別電動勢和電壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量，是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量，是反映電場力做功的特性。2歐姆定律閉合電路歐姆定律1、歐姆定律：通過導體的電流強度，跟導體兩端的

15、電壓成正比，跟導體的電阻成反比，即注意：UI，要Ra：公式中的I、 U 、R 三個量必須是屬于同一段電路的具有瞬時對應(yīng)關(guān)系。b：適用范圍：適用于金屬導體和電解質(zhì)的溶液，不適用于氣體。在電動機中，導電的物質(zhì)雖然也是金屬，但由于電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這時通過電動機的電流，也不能簡單地由加在電動機兩端的電壓和電動機電樞的電阻來決定。2、閉合電路的歐姆定律：（ 1）意義：描述了包括電源在內(nèi)的全電路中，電流強度與電動勢及電路總電阻之間的關(guān)系。（ 2）公式： I；常用表達式還有：IRIrUU ；UIr 。Rr3、路端電壓U ，內(nèi)電壓 U 隨外電阻 R 變化的討論：外電阻 R總電流 I內(nèi)電壓 UI

16、r路端電壓R rUIRU增大減小減小增大（斷路）OO等于減小增大增大減小O （短路）（短路電流）Or閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定，對一定的電源，r視為不變，因此， I、U、U的變化總是由外電路的電阻變化引起的。根據(jù)U，畫出 U R 圖像，能清楚看出路端電壓隨外電阻變化的情形。1rR還可將路端電壓表達為UIr ，以， r 為參量，畫出U I 圖像。這是一條直線，縱坐標上的截距對應(yīng)于電源電動勢，橫坐標上的截距為電源短路時的短路電流，直線的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻，即tgI maxr 。r4、在電源負載為純電阻時，電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系是：I 2 R22PIURr2RR r2R

17、 。由此式可以看4 Rr出：當外電阻等于內(nèi)電阻，即R = r 時，電源的輸出功率最大，最大輸出功率為2Pmax，電源輸出功率與外電阻的關(guān)系可用P R 圖像表示。4r電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是：PIUIIrII 2 r224rr I。顯然，當 I時，2r2r2電源輸出功率最大，且最大輸出功率為：Pmax。P I 圖像如圖所4r示。選擇路端電壓為自變量，電源輸出功率與路端電壓的關(guān)系是：U U21 U2P IUU1 U 22rrr4rr2顯然，當 U時， Pmax4r。 P U 圖像如圖所示。2綜上所述，恒定電源輸出最大功率的三個等效條件是：（1）外電阻等于內(nèi)電阻，即Rr 。（2）路端電壓等于

18、電源電動勢的一半，即U。（ 3）輸出電流等于短路電流的一半，即I m2I2r2。除去最大輸出功率外，同一個輸出功率值對應(yīng)著兩種負載的情況。一種情況是負載電阻大于內(nèi)電阻，另一種情況是負載電阻小于內(nèi)電阻。顯然，負載電阻小于內(nèi)電阻時，電路中的能量主要消耗在內(nèi)電阻上，輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量，電源的電能利用效率低，電源因發(fā)熱容易燒壞，實際應(yīng)用中應(yīng)該避免。同種電池的串聯(lián)：n 個相同的電池同向串聯(lián)時，設(shè)每個電池的電動勢為，內(nèi)電阻為 r，則串聯(lián)電池組的總電動勢總n，總內(nèi)電阻 r總nr ，這樣閉合電路歐姆定律可表示為nIR nr3電阻定律導體的電阻反映了導體阻礙電流的性質(zhì)，定義式 RUS；在溫度不變時

19、，導體的電阻與其長度成正比，與導體的長度成正比，與導體的橫截面ILR成反比，跟導體的材料有關(guān)，即由導體本身的因素決定，決定式；公式中 L、S 是導體的幾S何特征量，叫材料的電阻率，反映了材料的導電性能。按電阻率的大小將材料分成導體和絕緣體。對于金屬導體，它們的電阻率一般都與溫度有關(guān)，溫度升高對電阻率增大，導體的電阻也隨之增大，電阻定律是在溫度不變的條件下總結(jié)出的物理規(guī)律，因此也只有在溫度不變的條件下才能使用。U將公式 R錯誤地認為R 與 U 成正比或R 與 I 成反比。對這一錯誤推論，可以從兩個方面來I分析：第一，電阻是導體的自身結(jié)構(gòu)特性決定的，與導體兩端是否加電壓，加多大的電壓，導體中是否有

20、電流通過，有多大電流通過沒有直接關(guān)系；加在導體上的電壓大，通過的電流也大，導體的溫度會升高，導體的電阻會有所變化，但這只是間接影響，而沒有直接關(guān)系。第二，伏安法測電阻是根據(jù)電阻的定義式 RU，用伏特表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電阻的電流，從而計算出電阻值，I這是測量電阻的一種方法。4決定導線電阻的因素（實驗、探究）電阻的測量：（ 1）伏安法：伏安法測電阻的原理是部分電路的歐姆定律，測量電路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法，如圖甲、乙：URI兩種接法都有系統(tǒng)誤差，測量值與真實值的關(guān)系為：當采用安培表內(nèi)接電路（甲）時，由于安培表內(nèi)阻的分壓作用，電阻的測量值R內(nèi)U U xU ARxRARx ；當

21、采用安培表外接電路IIUURx RV（乙）時，由于伏特表的內(nèi)阻有分流作用，電阻的測量值R外RxIUURx RVRxRV，可以看出：當 RxRA和RVRx 時，電阻的測量值認為是真實值，即系統(tǒng)誤差可以忽略不計。所以為了確定實驗電路，一般有兩種方法：一是比值法，若RxRV 時，通常認為待測電阻的RARx阻值較大，安培表的分壓作用可忽略，應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路；若RxRV時，通常認為待測電阻RARx的阻值較小，伏特表的分流作用可忽略，應(yīng)采用安培表外接電路。若R0RV 時，兩種電路可任意RAR0選擇，這種情況下的電阻R0 叫臨界電阻， R0R A RV ，待測電阻 Rx 和 R0 比較：若 Rx >

22、; R0時，則待測電阻阻值較大；若Rx < R0 時，則待測電阻的阻值較小。二是試接法：在RA 、 RV 未知時，若要確定實驗電路，可以采用試接法，如圖所示：如先采用安培表外接電路，然后將接頭P 由 a 點改接到 b 點，同時觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示數(shù)變化比較顯著，表明伏特表分流作用較大，安培表分壓作用較小，待測電阻阻值較大，應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著，表明安培表分壓作用較大，伏特表分流作用較小，待測電阻阻值較小，應(yīng)采用安培表外接電路。（ 2）歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的。a歐姆表的三個基準點。如圖，虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電

23、阻RzRRgr ，待測電阻為 Rx ，則I x，可以看出，I x 隨 Rx 按雙曲線RRgrRxRzRx規(guī)律變化，因此歐姆表的刻度不均勻。當Rx =0 時， I xRzI g 指針滿偏，停在0 刻度；當 Rx時， I x0 指針不動，停在電阻刻度；當 RxRz時， I x1Rz 刻度，因此 Rz 又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。2RzI g 指針半偏，停在2b中值電阻 Rz 的計算方法：當用R1 檔時， RzI g，即表盤中心的刻度值，當用R n檔時， Rz nRz 。c歐姆表的刻度不均勻，在 “ ”附近，刻度線太密，在“Rz”附近，刻0附”近，刻度線太稀，在 “度線疏密道中，所以為了減少讀數(shù)

24、誤差，可以通過換歐姆倍率檔，盡可能使指針停在中值電阻兩次附近13Rz 3Rz 范圍內(nèi)。由于待測電阻雖未知，但為定值，故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近，就得調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中值電阻兩側(cè)附近，就得調(diào)至歐姆高倍率檔。5電阻的串聯(lián)與并聯(lián)（1）串聯(lián)電路及分壓作用a：串聯(lián)電路的基本特點：電路中各處的電流都相等；電路兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和。b：串聯(lián)電路重要性質(zhì)：總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R 總= R1+ R2+ Rn；串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻消耗的電功率跟各個電阻的阻值成正比，即：U 1R1U nRnP1R1P

25、nR1；U 2R2U 總R總P2R2P總R總c：給電流表串聯(lián)一個分壓電阻，就可以擴大它的電壓量程，從而將電流表改裝成一個伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為Rg ，允許通過的最大電流為Ig，用這樣的電流表測量的最大電壓只能是I gRg；如果給UI g RgR串(n 1) Rg 計算，其中這個電流表串聯(lián)一個分壓電阻，該電阻可由I g 或R串nU為電壓量程擴大的倍數(shù)。I g Rg（2）并聯(lián)電路及分流作用a：并聯(lián)電路的基本特點：各并聯(lián)支路的電壓相等，且等于并聯(lián)支路的總電壓；并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。b：并聯(lián)電路的重要性質(zhì)：并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即R并( 111 ) 1 ；并聯(lián)電

26、路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律：并聯(lián)電路中通過各R1R2Rn個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比，即，I 1R2I nR總P1R2PnR總I 2R1I 總RnR1；P2P總Rnc：給電流表并聯(lián)一個分流電阻，就可以擴大它的電流量程，從而將電流表改裝成一個安培表。如果電流表的內(nèi)阻是Rg ，允許通過的最大電流是Ig。用這樣的電流表可以測量的最大電流顯然只能是I g。將電流表改裝成安培表，需要給電流表并聯(lián)一個分流電阻，該電阻可由I g Rg1Rg 計算，其中 nI(I I g )R并 并 R并為電流量程擴大的n 1I g倍數(shù)。6測量電源的電動勢和內(nèi)電阻（實驗、探究）用

27、安培表和伏特表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。如圖所示電路，用伏特表測出路端電壓U 1 ，同時用安培表測出路端電壓U 1 時流過電流的電流I 1；改變電路中的可變電阻，測出第二組數(shù)據(jù)U 2 、 I 2 ；根據(jù)閉合電路歐姆定律，列方程組：I 2U1I 1U2U 1I 1rI 2I 1解之，求得U 2I 2 rU 1U 2rI 1I 2上述通過兩組實驗數(shù)據(jù)求解電動勢和內(nèi)電阻的方法，由于偶然誤差的原因，誤差往往比較大，為了減小偶然因素造成的偶然誤差，比較好的方法是通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值，測量5 組 8 組對應(yīng)的 U、 I 值并列成表格，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在U I 坐標系中標出各組數(shù)據(jù)的坐標點，作一條直線，使

28、它通過盡可能多的坐標點，而不在直線上的坐標點能均等分布在直線兩側(cè)，如圖所示：這條直線就是閉合電路的U I 圖像，根據(jù) UIr ，U 是 I 的一次函數(shù)，圖像與縱軸的交點即電動勢，圖像斜率tgUr 。I8電功電功率焦耳定律 電功和電功率：電流做功的實質(zhì)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(zhuǎn)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(nèi)電流做的功叫WUI ，這是計算電功率普遍適用的公式。電功率 Pt電熱和焦耳定律：電流通過電阻時產(chǎn)生的熱叫電熱。Q = I 2 R t 這是普遍適用的電熱的計算公式。電熱和電功的區(qū)別：a：純電阻用電

29、器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、白熾燈等。b：非純電阻用電器：電流通過用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的，發(fā)熱是不可避免的熱能損失，例如電動機、電解槽、給蓄電池充電等。在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即W = UIt = I2Rt = U 2t 是通用的，沒R有區(qū)別。同理 P UII 2 RU 2也無區(qū)別。在非純電阻電路中，電路消耗的電能，即W = UIt 分R為兩部分：一大部分轉(zhuǎn)化為熱能以外的其他形式的能（例如電流通過電動機，電動機轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q = I 2R t。這里 W = UIt 不再等于 Q = I

30、2 Rt，而是 W > Q，應(yīng)該是 W = E 其他 + Q，電功只能用 W = UIt ，電熱只能用 Q = I 2Rt 計算。9簡單的邏輯電路 與門、或門、非門三種基本邏輯電路：符號：真值表：第三章：1磁場磁感應(yīng)強度磁感線磁通量（1）、磁場磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。（ 1）磁場的基本特性 磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。（ 2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì) 磁體、電流和運動電荷的磁場都產(chǎn)生于電荷的運動，并通過磁場而相互作用。（ 3）最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的假說和實驗 安培分子環(huán)流假說和羅蘭實驗。（ 2）、磁感應(yīng)強度為了定量描述磁場的大小和方向

31、，引入磁感應(yīng)強度的概念，在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到磁場力 F 跟電流強度 I 和導線長度 L 的乘積 IL 的比值，叫通電導線所在處的磁感應(yīng)強度。用公式表示是FBIL磁感應(yīng)強度是矢量。它的方向就是小磁針N 極在該點所受磁場力的方向。公式是定義式，磁場中某點的磁感應(yīng)強度與產(chǎn)生磁場的磁極或電流有關(guān)，和該點在磁場中的位置有關(guān)。與該點是否存在通電導線無關(guān)。（3）、磁感線磁感線是為了形象描繪磁場中各點磁感應(yīng)強度情況而假想出來的曲線，在磁場中畫出一組有方向的曲線。在這些曲線上每一點的切線方向，都和該點的磁場方向相同，這組曲線就叫磁感線。磁感線的特點是：磁感線上每點的切線方向，都表示該點磁感應(yīng)強

32、度的方向。磁感線密的地方磁場強，疏的地方磁場弱。在磁體外部，磁感線由N 極到 S 極，在磁體內(nèi)部磁感線從S 極到 N 極，形成閉合曲線。磁感線不能相交。對于條形、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線畫法必須掌握。（4）、磁通量（)和磁通密度（ B）1磁通量（） 穿過某一面積（ S）的磁感線的條數(shù)。2磁通密度 垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)，也即磁感應(yīng)強度的大小。BS3與 B 的關(guān)系= BScos 式中 Scos 為面積 S 在中性面上投影的大小。4公式= BScos 及其應(yīng)用磁通量的定義式= BScos ，是一個重要的公式。它不僅定義了的物理意義，而且還表明改變磁通量有三種基本方法，

33、即改變B、 S 或 。在使用此公式時，應(yīng)注意以下幾點：（ 1）公式的適用條件 一般只適用于計算平面在勻強磁場中的磁通量。（ 2） 角的物理意義 表示平面法線（ n）方向與磁場（ B）的夾角或平面（ S）與磁場中性面（OO ）的夾角（圖1），而不是平面（S）與磁場（ B）的夾角（）。因為+= 90 ，°所以磁通量公式還可表示為= BSsin（ 3）是雙向標量，其正負表示與規(guī)定的正方向（如平面法線的方向）是相同還是相反，當磁感線沿相反向穿過同一平面時，磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù) 磁通量的代數(shù)和，即=122通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向用安培定則判定通電直導線周圍：右手握住導線

34、，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。通電線圈周圍磁場：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向3安培力安培力的方向磁場對電流的作用力，叫做安培力。安培力的方向用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。4勻強磁場中的安培力如圖所示，一根長為L 的直導線，處于磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，且與B 的夾角為。當通以電流 I 時，安培力的大小可以表示為F = BIl sin

35、式中 F 的單位為牛頓（N），I 的單位為安培（A ）， B的單位為特斯拉（T），L 的單位為米（ m）為 B 與 I （或 l ）的夾角當 =90o時，即電流與磁場垂直時，安培力最大，為F=BIL ；當 =0o時，即電流與磁場平行時，安培力最小，為F=0；應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題第一、安培力的方向，總是垂直 B 、I 所決定的平面，即一定垂直 B 和 I ，但 B 與 I 不一定垂直（圖 3）。第二、彎曲導線的有效長度L ，等于兩端點連接直線的長度（如圖4 所示）相應(yīng)的電流方向，沿L由始端流向末端。所以，任何形狀的閉合平面線圈，通電后在勻強磁場受到的安培力的矢量和一定為零，因為有效長度L=

36、0。公式的適用條件 一般只運用于勻強磁場。5洛侖茲力洛侖茲力的方向磁場對運動電荷的作用力稱為洛侖茲力。洛侖茲力的方向依照左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛侖茲力的方向。6洛侖茲力公式f = Bqv ()若或7帶電粒子在勻強磁場中的運動在不計帶電粒子（如電子、質(zhì)子、粒子等基本粒子）的重力的條件下，帶電粒子在勻強磁場有三種典型的運動，它們決定于粒子的速度（v）方向與磁場的磁感應(yīng)強度（B）方向的夾角（ ）。（ 1）當 v 與 B 平行，即= 0°或

37、180°時 落侖茲力 f = Bqvsin= 0，帶電粒子以入射速度（v）作勻速直線運動，其運動方程為：s = vt（ 2）當 v 與 B 垂直，即=90°時 帶電粒子以入射速度（v）作勻速圓周運動，四個基本公式 ：向心力公式： BqVmV 2R軌道半徑公式： RmVPBqBq周期、頻率和角頻率公式：T2 R2 mVBqf1BqT2 m2BqT2 fm221mV 2PBqR動能公式： EK2m22mT、f 和 的兩個特點第一、 T、f 的 的大小與軌道半徑（R）和運行速率（ V）無關(guān)，而只與磁場的磁感應(yīng)強度（B）和粒子的荷質(zhì)比（q/m）有關(guān)。第二、荷質(zhì)比（q/m）相同的帶電

38、粒子，在同樣的勻強磁場中，T、f 和相同。（ 3）帶電粒子的軌道圓心（O）、速度偏向角（）、回旋角（）和弦切角（）。在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運動的問題時，除了應(yīng)熟悉上述基本規(guī)律之外，還必須掌握確定軌道圓心的基本方法和計算、 和 的定量關(guān)系。如圖6 所示，在洛侖茲力作用下，一個作勻速圓周運動的粒子，不論沿順時針方向還是逆時針方向，從A 點運動到 B點，均具有三個重要特點。第一、軌道圓心（ O）總是位于 A、B 兩點洛侖茲力（ f）的交點上或AB 弦的中垂線（ OO ）與任一個 f 的交點上。第二、粒子的速度偏向角（），等于回旋角（），并等于 AB 弦與切線的夾角 弦切角（）的 2倍，即= 2 =t。第三、相對的弦切角（