2023年高中物理選修知識點歸納

物理選修３－1一、電場1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷(e＝1.60×10-1９Ｃ）；帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍

2.庫侖定律：(真空中的點電荷)｛F:點電荷間的作用力（N)；ｋ：靜電力常量k＝9．0×109Ｎ?ｍ２／Ｃ2;Q1、Ｑ2:兩點電荷的電量（C)；ｒ：兩點電荷間的距離(m)；作用力與反作用力;方向在它們的連線上；同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}3.電場強(qiáng)度:(定義式、計算式){E:電場強(qiáng)度(N/C），是矢量(電場的疊加原理)；ｑ：檢查電荷的電量(Ｃ）｝?4．真空點(源）電荷形成的電場｛r:源電荷到該位置的距離（m),Q:源電荷的電量｝?5．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)｛UAＢ:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強(qiáng)方向的距離(m)｝?6．電場力：Ｆ＝ｑE｛F：電場力(N），q:受到電場力的電荷的電量(Ｃ)，E：電場強(qiáng)度（N/Ｃ)｝

7.電勢與電勢差：UAＢ=φＡ-φB，UAB=WAB/q=

8．電場力做功:WAB=ｑUAB＝qＥd＝ΔEP減{ＷAB:帶電體由Ａ到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量（C),ＵＡＢ:電場中A、B兩點間的電勢差（V)(電場力做功與途徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d：兩點沿場強(qiáng)方向的距離(m);ΔEP減:帶電體由Ａ到B時勢能的減少量｝

9.電勢能:EPA=qφA｛EＰA:帶電體在A點的電勢能（J)，q:電量（C），φA:A點的電勢(V)｝

１0.電勢能的變化ΔEP減=EPA-EPＢ｛帶電體在電場中從Ａ位置到B位置時電勢能的減少量｝?11.電場力做功與電勢能變化ＷＡB=ΔEＰ減=qＵAB(電場力所做的功等于電勢能的減少量)

１2.電容C=Ｑ/Ｕ(定義式，計算式){Ｃ:電容(F)，Q:電量(C），U：電壓(兩極板電勢差)(V)｝?13．平行板電容器的電容（Ｓ:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω：介電常數(shù))常見電容器?14．帶電粒子在電場中的加速(Vo＝0):W＝ΔEK增或15．帶電粒子沿垂直電場方向以速度Ｖ0進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用):類平拋運(yùn)動(在帶等量異種電荷的平行極板中:垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L＝V0t

平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,注:（1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分派規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;?（2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交，切線方向為場強(qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低，電場線與等勢線垂直；

(3)常見電場的分布規(guī)定熟記;?（4)電場強(qiáng)度（矢量)與電勢(標(biāo)量）均由電場自身決定，而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān)；

(5)處在靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面；

（6）電容單位換算：1F＝10６μF＝１0１2ＰF;

（７)電子伏(eV)是能量的單位,１ｅV＝1.60×10-19J;?(８)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽、示波管、示波器及其應(yīng)用、等勢面帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動一、模型原題++++----+LdUm,q++++----+LdUm,qvv0θΦy1.初始條件:帶電粒子有水平初速度v０2.受力特點：帶電粒子受到豎直向下的恒定的電場力3．運(yùn)動特點：水平方向為勻速直線運(yùn)動,豎直方向為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。4．運(yùn)動時間：若帶電粒子與極板不碰撞,則運(yùn)動時間為；若帶電粒子與極板碰撞，則運(yùn)動時間可以從豎直方向求得,故二、模型特性１．特性描述：側(cè)移2．能量特點:電場力做正功。電場力做多少正功，粒子動能增長多少，電勢能減少多少。3.重要結(jié)論:速度偏向角的正切，位移偏向角的正切，即,即帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,它離開電場時,就好象是從初速度方向的位移中點沿直線射出來的。電容器 （1)兩個彼此絕緣,而又互相靠近的導(dǎo)體，就組成了一個電容器。?(2）電容：表達(dá)電容器容納電荷的本領(lǐng)。 ａ定義式：，即電容Ｃ等于Q與Ｕ的比值,不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器自身的因素決定的，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(不規(guī)定應(yīng)用此式計算) (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：(定義式) (5)C由電容器自身決定。對平行板電容器來說C取決于：(決定式）?（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,則表達(dá)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,則表達(dá)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。二、恒定電流1.電流強(qiáng)度:｛I:電流強(qiáng)度(A),q：在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C），t:時間(ｓ）｝２.歐姆定律：｛Ｉ:導(dǎo)體電流強(qiáng)度（Ａ)，U:導(dǎo)體兩端電壓(V)，Ｒ:導(dǎo)體阻值(Ω)｝

3.電阻、電阻定律:{ρ：電阻率(Ω?ｍ）,L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(ｍ２）}?4.閉合電路歐姆定律:或E＝Iｒ+IR（純電阻電路）;E=U內(nèi)+U外；E=U外+Iｒ;(普通合用)?{Ｉ:電路中的總電流(A)，Ｅ:電源電動勢(Ｖ)，Ｒ：外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω）｝５.電功與電功率:W=UIt,P＝UI{W:電功(J)，U：電壓（V),I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(Ｗ)｝6.焦耳定律：Q＝I２Rt｛Q:電熱（J)，I:通過導(dǎo)體的電流（A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),ｔ:通電時間(s)}?7.純電阻電路和非純電阻電路

8．電源總動率P總＝IE;電源輸出功率Ｐ出=IU；電源效率η＝P出/P總｛I:電路總電流（A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率｝?９.電路的串/并聯(lián):串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路（P、I與Ｒ成反比)１0.歐姆表測電阻：1１.伏安法測電阻?1、電壓表和電流表的接法2、滑動變阻器的兩種接法:注：(1)單位換算：１A＝１03mA=106μA;１kV＝1０３Ｖ＝106mＶ;１MΩ＝１０３ｋΩ＝10６Ω?(２)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度升高而減小。

(3）串聯(lián)時，總電阻大于任何一個分電阻；并聯(lián)時，總電阻小于任何一個分電阻;

(4)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E２／(4r）；?三、磁場１、磁場:磁場是存在于磁體、運(yùn)動電荷周邊的一種物質(zhì).它的基本特性是：對處在其中的磁體、電流、運(yùn)動電荷有力的作用．２、磁現(xiàn)象的電本質(zhì):所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動電荷之間通過磁場而發(fā)生的互相作用.二、磁感線為了描述磁場的強(qiáng)弱與方向,人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線.１．疏密表達(dá)磁場的強(qiáng)弱.2．每一點切線方向表達(dá)該點磁場的方向,也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．3．是閉合的曲線，在磁體外部由N極至S極，在磁體的內(nèi)部由Ｓ極至N極．磁線不相切不相交。4．勻強(qiáng)磁場的磁感線平行且距離相等.沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場．５．安培定則（右手定則):姆指指向電流方向，四指指向磁場的方向.注意這里的磁感線是一個個同心圓,每點磁場方向是在該點切線方向·*熟記常用的幾種磁場的磁感線：三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1.磁場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電流或磁極有力的作用,電流垂直于磁場時受磁場力最大,電流與磁場方向平行時，磁場力為零。2.在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的磁場力F跟電流強(qiáng)度Ｉ和導(dǎo)線長度l的乘積Iｌ的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.①表達(dá)磁場強(qiáng)弱的物理量．是矢量．②大小:B=F/Il(決定式)（電流方向與磁感線垂直時的公式)．③方向:左手定則:是磁感線的切線方向;是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止時N極的指向.不是導(dǎo)線受力方向；不是正電荷受力方向;也不是電流方向．（根據(jù)實驗得出的）④單位:牛/安米,也叫特斯拉，國際單位制單位符號T.⑤點定B定:就是說磁場中某一點定了,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值．⑥勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等.⑦磁場的疊加:空間某點假如同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場,則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，滿足矢量運(yùn)算法則．四、磁通量與磁通密度1．磁通量Φ:穿過某一面積磁力線條數(shù)，是標(biāo)量．2．磁通密度B：垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數(shù),即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量．3．兩者關(guān)系：Ｂ＝Φ/S（當(dāng)B與面垂直時),Φ=BScosθ,Scoｓθ為面積垂直于B方向上的投影，θ是B與S法線的夾角．磁場對電流的作用一、安培力1.安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力叫做安培力．說明:磁場對通電導(dǎo)線中定向移動的電荷有力的作用，磁場對這些定向移動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力.2．安培力的計算公式：F＝ＢILsinθ(θ是Ｉ與Ｂ的夾角）；①通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，即θ＝900,此時安培力有最大值；②通電導(dǎo)線與磁場方向平行時，即θ＝00，此時安培力有最小值,Ｆ＝0N;00<B<90０時，安培力F介于０和最大值之間.3.安培力公式的合用條件：①公式F=BIL一般合用于勻強(qiáng)磁場中Ｉ⊥Ｂ的情況,對于非勻強(qiáng)磁場只是近似合用(如對電流元)，但對某些特殊情況仍合用．I1I2如圖所示，電流Ｉ１//I2,如Ｉ1在I2處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對I2的安培力F=BI2Ｌ,方向向左，同理II1I2②根據(jù)力的互相作用原理,假如是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用,則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力．兩根通電導(dǎo)線間的磁場力也遵循牛頓第三定律．二、左手定則１.用左手定則鑒定安培力方向的方法：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心,并使四指指向電流方向，這時手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向.2．安培力Ｆ的方向既與磁場方向垂直,又與通電導(dǎo)線垂直,即Ｆ跟BＩ所在的面垂直.但B與I的方向不一定垂直.規(guī)律方法1。安培力的性質(zhì)和規(guī)律;①公式F=BＩL中L為導(dǎo)線的有效長度,即導(dǎo)線兩端點所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.如圖所示，甲中:，乙中：L／=d(直徑)=2R(半圓環(huán)且半徑為R)②安培力的作用點為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心;2、安培力作用下物體的運(yùn)動方向的判斷㈠分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動情況的一般環(huán)節(jié)①畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況②用左手定則擬定各段通電導(dǎo)線所受安培力③）據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律擬定導(dǎo)體運(yùn)動情況㈡磁場對通電線圈的作用:若線圈面積為S，線圈中的電流強(qiáng)度為Ｉ,所在磁場的孩感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈平面跟磁場的夾角為θ，則線圈所受磁場的力矩為:M＝BISｃｏsθ.磁場對運(yùn)動電荷的作用基礎(chǔ)知識一、洛侖茲力磁場對運(yùn)動電荷的作用力１.洛倫茲力的公式：F=qvBsinθ，θ是V、B之間的夾角.2.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相平行時，F(xiàn)＝０3.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向互相垂直時,Ｆ=qvB4.只有運(yùn)動電荷在磁場中才有也許受到洛倫茲力作用,靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0.二、洛倫茲力的方向1.洛倫茲力F的方向既垂直于磁場B的方向，又垂直于運(yùn)動電荷的速度v的方向,即Ｆ總是垂直于B和ｖ所在的平面．2.使用左手定則鑒定洛倫茲力方向時,伸出左手,讓姆指跟四指垂直,且處在同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過手心,四指指向正電荷運(yùn)動方向（當(dāng)是負(fù)電荷時，四指指向與電荷運(yùn)動方向相反）則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向.三、洛倫茲力與安培力的關(guān)系１.洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導(dǎo)體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．２.洛倫茲力一定不做功,它不改變運(yùn)動電荷的速度大小;但安培力卻可以做功.四、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1．不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動可分三種情況：一是勻速直線運(yùn)動;二是勻速圓周運(yùn)動；三是螺旋運(yùn)動.2.不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌跡半徑r=mv/qＢ；其運(yùn)動周期T=2πm/qB（與速度大小無關(guān))．3.不計重力的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時都做曲線運(yùn)動，但有區(qū)別:帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,在電場中做勻變速曲線運(yùn)動(類平拋運(yùn)動);垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則做變加速曲線運(yùn)動（勻速圓周運(yùn)動）.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動規(guī)律:１、帶電粒子的速度方向若與磁場方向平行，帶電粒子不受洛倫茲力作用,將以入射速度做勻速直線運(yùn)動。2、帶電粒子若垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場且只受洛倫茲力的作用，帶電粒子一定做勻速圓周運(yùn)動，其軌道平面一定與磁場垂直。由洛倫茲力提供向心力,得軌道半徑：。由軌道半徑與周期的關(guān)系得:?？梢?周期與入射速度和運(yùn)動半徑無關(guān)。荷質(zhì)比相同的帶電粒子，當(dāng)它們以不同的速度在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時,無論速度相差多大,由于其運(yùn)動半徑，與速度成正比,所以它們運(yùn)動的周期都相同。規(guī)律方法１、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的圓心、半徑及時間的擬定(1)用幾何知識擬定圓心并求半徑．由于F方向指向圓心,根據(jù)F一定垂直v,畫出粒子運(yùn)動軌跡中任意兩點（大多是射入點和出射點)的F或半徑方向，其延長線的交點即為圓心,再用幾何知識求其半徑與弦長的關(guān)系.(2)擬定軌跡所相應(yīng)的圓心角，求運(yùn)動時間．先運(yùn)用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360０(或2π)計算出圓心角θ的大小，再由公式t＝θＴ/3600(或θT/2π)可求出運(yùn)動時間．(3)注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱的規(guī)律．如從同一邊界射入的粒子,從同一邊界射出時,速度與邊界的夾角相等;在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出．專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動基礎(chǔ)知識一、復(fù)合場的分類：１、復(fù)合場:即電場與磁場有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動，即分段運(yùn)動，該類問題運(yùn)動過程較為復(fù)雜,但對于每一段運(yùn)動又較為清楚易辨，往往這類問題的關(guān)鍵在于分段運(yùn)動的連接點時的速度,具有承上啟下的作用．2、疊加場:即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場,些類問題看似簡樸，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動往往比較難以把握。二、帶電粒子在復(fù)合場電運(yùn)動的基本分析１.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為０時，粒子將做勻速直線運(yùn)動或靜止．２.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動方向在同一條直線上時,粒子將做變速直線運(yùn)動.３.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時,粒子將做勻速圓周運(yùn)動.４.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時,粒子將做變加速運(yùn)動,這類問題一般只能用能量關(guān)系解決.三、電場力和洛倫茲力的比較1.在電場中的電荷，不管其運(yùn)動與否,均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運(yùn)動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用.２.電場力的大小F＝Eq，與電荷的運(yùn)動的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大?。?Bqvsiｎα,與電荷運(yùn)動的速度大小和方向均有關(guān)．3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反;而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直,又和速度方向垂直.4.電場力既可以改變電荷運(yùn)動的速度大小,也可以改變電荷運(yùn)動的方向,而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度大小5.電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功,不能改變電荷的動能.6.勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧．四、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況．（１)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力,由于其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實際物體,如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應(yīng)當(dāng)考慮其重力.（2)在題目中有明確交待的是否要考慮重力的,這種情況比較正規(guī),也比較簡樸.(3)對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時,可采用假設(shè)法判斷,假設(shè)重力計或者不計,結(jié)合題給條件得出的結(jié)論若與題意相符則假設(shè)對的,否則假設(shè)錯誤．五、復(fù)合場中的特殊物理模型1．粒子速度選擇器如圖所示,粒子經(jīng)加速電場后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場和磁場,受到的電場力與洛倫茲力方向相反,若使粒子沿直線從右邊孔中出去,則有ｑv0Ｂ=qＥ，v0=E/B，若v=v0=Ｅ/B,粒子做直線運(yùn)動，與粒子電量、電性、質(zhì)量無關(guān)若v<E/B，電場力大，粒子向電場力方向偏,電場力做正功,動能增長.若ｖ＞E/B,洛倫茲力大,粒子向磁場力方向偏,電場力做負(fù)功,動能減少．２.磁流體