高中物理選修課件第一章電荷及其守恒定律

高中物理選修課件第一章電荷及其守恒定律匯報人：XX20XX-01-18CATALOGUE目錄電荷與電場靜電場與導體恒定電流與電阻定律電容器與電介質磁場與磁感應強度電磁感應與交流電01電荷與電場電荷是物質的一種基本屬性，分為正電荷和負電荷，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷的基本性質在一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)中，無論發(fā)生何種物理或化學變化，系統(tǒng)的總電荷量始終保持不變。電荷守恒定律根據電荷的性質和帶電方式，可以將電荷分為自由電荷、束縛電荷和感應電荷等。電荷的分類電荷性質及分類真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫侖定律描述電場強弱的物理量，其大小等于單位正電荷在該點所受的電場力，方向與正電荷所受電場力的方向相同。電場強度在空間中同時存在多個點電荷時，空間某點的電場強度等于各個點電荷單獨存在時在該點產生的電場強度的矢量和。電場強度的疊加原理庫侖定律與電場強度

電場線及電勢差電場線為了形象地描述電場而引入的一系列曲線，其切線方向表示該點電場強度的方向，電場線的疏密程度表示電場的強弱。電勢差描述電場中兩點間電勢之差的物理量，等于單位正電荷從一點移動到另一點時電場力所做的功。等勢面電勢相等的各個點構成的面叫做等勢面，等勢面與電場線處處垂直。電荷在電場中的受力情況01電荷在電場中受到電場力的作用，其大小等于電荷量與電場強度的乘積，方向與電場強度的方向相同或相反。電荷在勻強電場中的運動02當電荷以初速度v0進入勻強電場時，它將做類平拋運動或勻變速直線運動，其運動軌跡和速度變化取決于初速度v0與電場強度E的方向關系。帶電粒子在電場中的偏轉03當帶電粒子垂直進入勻強電場時，它將做類平拋運動，其偏轉角度和偏移距離取決于粒子的初動能、電量以及電場的強度和寬度。電荷在電場中受力分析02靜電場與導體靜電感應現(xiàn)象當一個帶電體靠近一個導體時，導體的兩端會出現(xiàn)異種電荷，這種現(xiàn)象稱為靜電感應現(xiàn)象。靜電感應原理當帶電體靠近導體時，導體內的自由電子受到帶電體的電場力作用而移動，使得導體的兩端分別出現(xiàn)正、負電荷。當導體達到靜電平衡狀態(tài)時，導體內部電場強度為零，電荷只分布在導體的外表面。靜電感應現(xiàn)象及原理電荷分布在導體外表面在靜電場中，導體上的電荷只分布在導體的外表面，且電荷分布與導體的形狀和大小有關。尖端放電現(xiàn)象導體尖端電荷密度大，使得周圍空氣被電離，從而產生尖端放電現(xiàn)象。導體內部電場強度為零在靜電場中，導體內部電場強度為零，即導體是等勢體。導體在靜電場中特性導體達到靜電平衡狀態(tài)時，導體內部電場強度為零，電荷只分布在導體的外表面，且導體是等勢體。利用靜電平衡條件可以解釋一些靜電現(xiàn)象，如靜電感應、靜電屏蔽等。同時，在靜電技術應用方面也有重要作用，如靜電除塵、靜電噴涂等。靜電平衡條件及應用靜電平衡應用靜電平衡條件將一個帶電體放入一個空腔導體內部時，帶電體對空腔外部的電場影響將被屏蔽掉，這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽現(xiàn)象。靜電屏蔽現(xiàn)象當帶電體放入空腔導體內部時，空腔導體內壁感應出與帶電體等量異號的電荷，使得空腔內部電場強度為零。同時，空腔導體外表面感應出與內壁等量同號的電荷，使得空腔外部電場強度也為零。因此，帶電體對空腔外部的電場影響被屏蔽掉。靜電屏蔽解釋靜電屏蔽現(xiàn)象及解釋03恒定電流與電阻定律大小和方向均不隨時間變化的電流。恒定電流定義電流強度電流方向單位時間內通過導體橫截面的電荷量，用I表示，單位是安培（A）。正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流方向。030201恒定電流概念及性質在同一電路中，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。歐姆定律導體的電阻R跟它的長度L成正比，跟它的橫截面積S成反比，還跟導體的材料有關系。電阻定律歐姆定律與電阻定律電流只有一條通路，開關控制整個電路的通斷，各用電器之間相互影響。串聯(lián)電路特點電路有多條路徑，每一條電路之間互相獨立，有一個電路元件開路，其他支路照常工作。并聯(lián)電路特點串聯(lián)和并聯(lián)電路分析將復雜電路中的某一部分看作一個等效電源，從而簡化電路的分析過程。等效電源法以支路電流為未知量，列寫KCL和KVL方程，解出各支路電流。支路電流法以網孔電流為未知量，列寫KVL方程，解出網孔電流，再求其他相關量。網孔電流法復雜電路簡化方法04電容器與電介質電容器結構由兩個相互靠近、彼此絕緣的導體組成，儲存電荷和電能的元件。工作原理當電容器接通電源時，正極板上的自由電子被電源吸收，負極板上的自由電子被排斥到正極板上，使得正極板帶正電，負極板帶負電，形成電場儲存電能。電容器結構和工作原理電容公式及影響因素電容公式C=Q/U，其中C為電容，Q為電量，U為電壓。影響因素電容大小與極板間的距離、極板面積及電介質有關。距離越小、面積越大、電介質介電常數越大，則電容越大。VS電介質在電場作用下，內部正負電荷中心發(fā)生相對位移，形成電偶極子，產生極化現(xiàn)象。分類根據極化機制不同，可分為電子極化、離子極化、取向極化和空間電荷極化等。極化現(xiàn)象電介質極化現(xiàn)象和分類儲能元件濾波作用耦合作用調諧作用電容器在電路中應用01020304電容器作為儲能元件，在電路中儲存電能并在需要時釋放。利用電容器對交流電的阻抗特性，可將交流電轉換為直流電，實現(xiàn)濾波作用。在放大電路中，利用電容器通交隔直的特性，實現(xiàn)信號在不同電路之間的傳遞。在振蕩電路中，電容器與電感器配合，實現(xiàn)振蕩頻率的調節(jié)。05磁場與磁感應強度磁場定義磁場是存在于磁體周圍的一種特殊物質，它對放入其中的磁體產生磁力作用。磁場性質磁場具有方向性，其方向可以用磁力線的切線方向來表示；磁場還具有強弱性，即磁感應強度的大小。磁場概念及性質在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中，磁感應強度B沿任何閉合路徑的線積分，等于穿過這閉合路徑所包圍的面積的電流的代數和的μ0倍。磁感應強度是描述磁場強弱和方向的物理量，用B表示，單位是特斯拉（T）。安培環(huán)路定理磁感應強度定義安培環(huán)路定理和磁感應強度洛倫茲力公式和帶電粒子在磁場中運動規(guī)律當帶電粒子在磁場中運動時，會受到一個與粒子運動方向和磁場方向都垂直的力，這個力稱為洛倫茲力，其大小F=qvB。洛倫茲力公式當帶電粒子以一定的速度進入勻強磁場時，它將做勻速圓周運動，其半徑R=mv/qB，周期T=2πm/qB。帶電粒子在磁場中運動規(guī)律霍爾效應原理當一載流導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中時，在與磁場和電流方向都垂直的方向上會產生一個電勢差UH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應?；魻栃獞美没魻栃梢詼y量磁場、電流、電子電荷等物理量；還可以制作霍爾元件、霍爾傳感器等器件，用于自動控制、信息處理等領域?；魻栃砗蛻?6電磁感應與交流電法拉第電磁感應定律當穿過回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產生感應電動勢，感應電動勢的大小與穿過回路的磁通量對時間的變化率成正比。要點一要點二楞次定律感應電流的方向總是要使它所產生的磁通量來阻礙引起感應電流的磁通量的變化。法拉第電磁感應定律和楞次定律自感現(xiàn)象當一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它所產生的磁通量也隨之變化，這個變化的磁通量又會在它自身產生感應電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象兩個相鄰的線圈之間，當一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它所產生的磁通量會穿過另一個線圈，從而在另一個線圈中產生感應電動勢，這種現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象分析交流電描述交流電的大小和方向都隨時間作周期性變化，可以用最大值、有效值、周期、頻率等物理量來描述交流電。交流電產生交流電是由交流發(fā)電機產生的，交流發(fā)電機主要由定子和轉子組成。當轉子在定子中旋轉時，定子中的線圈就會切割磁力線，從而產生感應電動勢。交流電表示方法交流電可以用正弦波形圖、相量圖和復數表示法等方法來表示。交流電產生、描述和