人教版（2019）高中物理必修第三冊(cè)期末復(fù)習(xí)全冊(cè)考點(diǎn)知識(shí) 講義

第第頁(yè)人教版（2019）高中物理必修第三冊(cè)期末復(fù)習(xí)全冊(cè)考點(diǎn)知識(shí)講義第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用1電荷一、電荷1．自然界中有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷．2．電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．3．電荷量：電荷的多少，用Q或q表示，國(guó)際單位制中的單位是庫(kù)侖，符號(hào)是C.二、摩擦起電和感應(yīng)起電1．摩擦起電：當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r，一些受束縛較弱的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，于是，原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電．2．感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)．利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫作感應(yīng)起電．3．三種起電方式的比較摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體同種的電荷原因不同物質(zhì)原子核對(duì)電子的束縛能力不同．束縛能力強(qiáng)的得電子，帶負(fù)電；束縛能力弱的失電子，帶正電電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，近端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷在電荷間相互作用下，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體實(shí)質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移說(shuō)明無(wú)論哪種起電方式，發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子，正電荷不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移.4．感應(yīng)起電的判斷方法(1)當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲．(2)導(dǎo)體接地時(shí)，該導(dǎo)體與地球可視為一個(gè)導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端導(dǎo)體，帶異種電荷，地球就成為遠(yuǎn)端導(dǎo)體，帶同種電荷，如圖乙、丙．(3)用手摸一下導(dǎo)體，再移開(kāi)手指，相當(dāng)于先把導(dǎo)體接地，然后再與大地?cái)嚅_(kāi)．三、電荷守恒定律和元電荷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(guò)程中，電荷的總量保持不變．2．電荷守恒定律的另一表述是：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變．3．元電荷：最小的電荷量叫作元電荷，用e表示．所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍，說(shuō)明電荷量是不連續(xù)的．元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的，e＝1.60×10－19C.(1)元電荷是最小的電荷量，而不是實(shí)物粒子，也不是點(diǎn)電荷，元電荷無(wú)正、負(fù)之分．(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說(shuō)質(zhì)子、電子是元電荷．(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比，叫作電子的比荷．4．比荷：帶電粒子的電荷量與質(zhì)量的比值．5．使物體帶電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷，而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，起電的過(guò)程就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分布．6．電荷的中和并不是指電荷消失，而是指帶等量異種電荷的兩物體接觸時(shí)，經(jīng)過(guò)電子的轉(zhuǎn)移，物體達(dá)到電中性的過(guò)程．7．接觸起電時(shí)電荷量的分配規(guī)律（兩個(gè)完全相同的帶電金屬球接觸時(shí)電荷的分配規(guī)律）(1)導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)．(2)當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配．①如果接觸前兩金屬球帶同種電荷，電荷量分別為q1和q2，兩球接觸時(shí)，總電荷量平均分配，兩球的電荷量都等于eq\f(q1＋q2,2).②如果接觸前兩金屬球帶異種電荷，電荷量分別為q1和q2，且q1＞q2，接觸時(shí)，先中和再將剩余的電荷量(q1－q2)平均分配，兩球的電荷量都等于eq\f(q1－q2,2).四、驗(yàn)電器的原理和使用1．帶電體接觸驗(yàn)電器：當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開(kāi)．如圖甲．2．帶電體靠近驗(yàn)電器：當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會(huì)使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會(huì)感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開(kāi)，如圖乙．2庫(kù)侖定律一、電荷之間的作用力1．探究影響電荷之間相互作用力的因素(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(如圖所示)①小球帶電荷量一定時(shí)，距離帶電物體越遠(yuǎn)，絲線偏離豎直方向的角度越?。谛∏蛱幱谕晃恢脮r(shí)，小球所帶的電荷量越大，絲線偏離豎直方向的角度越大．(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減?。?、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)1．庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)是通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度比較靜電力F大小的．實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與距離r的二次方成反比．2．庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)中為研究F與q的關(guān)系，采用的是用兩個(gè)完全相同的金屬小球接觸，電荷量平分的方法，發(fā)現(xiàn)F與q1和q2的乘積成正比．三、庫(kù)侖定律1．點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，帶電體可以看作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷．①點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在．②帶電體能否看成點(diǎn)電荷視具體問(wèn)題而定．如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多，則帶電體的大小及形狀就可以忽略，此時(shí)帶電體就可以看成點(diǎn)電荷．庫(kù)侖定律①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，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上．這種電荷之間的相互作用力叫作靜電力．②公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫作靜電力常量．③適用條件：a.在真空中；b.靜止點(diǎn)電荷．一般沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，都可按真空來(lái)處理．④對(duì)于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷，r為球心間的距離．⑤對(duì)于兩個(gè)規(guī)則的帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示．a(chǎn).同種電荷：F＜keq\f(q1q2,r2).b.異種電荷：F＞keq\f(q1q2,r2).3．注意：①不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地認(rèn)為r→0時(shí)，庫(kù)侖力F→∞，當(dāng)r→0時(shí)，電荷不能再看成點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用．②兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的靜電力遵守牛頓第三定律，大小相等、方向相反．不要認(rèn)為電荷量大的電荷對(duì)電荷量小的電荷作用力大．③庫(kù)侖力存在極大值，由公式F＝keq\f(q1q2,r2)可以看出，在兩帶電體的間距及電量之和一定的條件下，當(dāng)q1＝q2時(shí)，F(xiàn)最大．④用公式計(jì)算靜電力時(shí)，不必將表示電荷q1、q2的帶電性質(zhì)的正、負(fù)號(hào)代入公式中，只將其電荷量的絕對(duì)值代入即可；力的方向可根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判別.4．對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的靜電力，等于其余所有點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)它作用產(chǎn)生的靜電力的矢量和．5．“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問(wèn)題平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零的位置．6．電荷間的單獨(dú)作用符合庫(kù)侖定律，求各靜電力的矢量和時(shí)應(yīng)用平行四邊形定則．3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度一、電場(chǎng)1．電場(chǎng)：存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的．2．電場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有能量，電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式．二、電場(chǎng)強(qiáng)度1．試探電荷與場(chǎng)源電荷(1)試探電荷：為了研究電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的電荷，其是電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷．(2)場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷，也叫源電荷．2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力跟它的電荷量的比值，叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度．(2)定義式：E＝eq\f(F,q)，q是試探電荷的電荷量．(3)單位：牛每庫(kù)(N/C)．(4)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同，與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相反．(5)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的，與試探電荷無(wú)關(guān)．(6)公式E＝eq\f(F,q)可變形為F＝qE：正電荷所受靜電力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受靜電力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反．3．電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)矢量性規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向唯一性電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無(wú)關(guān)，它決定于形成電場(chǎng)的電荷(場(chǎng)源電荷)及空間位置疊加性如果有幾個(gè)靜止點(diǎn)電荷在空間同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，那么空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是各場(chǎng)源電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則)；對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成，可先規(guī)定正方向，進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算．三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加1．真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)場(chǎng)強(qiáng)公式：E＝keq\f(Q,r2)，其中k是靜電力常量，Q是場(chǎng)源電荷的電荷量，r是點(diǎn)電荷到電場(chǎng)中該點(diǎn)的距離．(2)方向：如果以Q為中心作一個(gè)球面，當(dāng)Q為正電荷時(shí)，E的方向沿半徑向外；當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向沿半徑向內(nèi)．2．電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式公式比較內(nèi)容E＝eq\f(F,q)E＝keq\f(Q,r2)E＝eq\f(U,d)本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式關(guān)系式適用范圍一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)Q與q的意義q表示試探電荷的電荷量Q表示場(chǎng)源電荷的電荷量關(guān)系理解E的大小與F、q的大小無(wú)關(guān)E的大小與Q成正比d是沿電場(chǎng)方向的距離3．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加4．“等效法”“對(duì)稱法”和“填補(bǔ)法”(1)等效法：在保證效果相同的前提下，將復(fù)雜的電場(chǎng)情景變換為簡(jiǎn)單的或熟悉的電場(chǎng)情景．例如：一個(gè)點(diǎn)電荷＋q與一個(gè)無(wú)限大薄金屬板形成的電場(chǎng)，等效為兩個(gè)異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，如圖甲、乙所示．(2)對(duì)稱法利用空間上對(duì)稱分布的電荷形成的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)，使復(fù)雜電場(chǎng)的疊加計(jì)算問(wèn)題大為簡(jiǎn)化．例如：如圖所示，均勻帶電的eq\f(3,4)球殼在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，等效為弧BC產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，弧BC產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向，又等效為弧的中點(diǎn)M在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向．(3)填補(bǔ)法：將有缺口的帶電圓環(huán)或圓板補(bǔ)全為完整的圓環(huán)或圓板，或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面，從而化難為易、事半功倍．5．選用技巧(1)點(diǎn)電荷電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)疊加一般應(yīng)用合成法即可．(2)均勻帶電體與點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)疊加一般應(yīng)用對(duì)稱法．(3)計(jì)算均勻帶電體某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)一般應(yīng)用補(bǔ)償法或微元法．四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)1．電場(chǎng)線(1)概念：電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向．電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線，實(shí)際上是不存在的．(2)特點(diǎn)①電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷．②電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交．③在同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較疏．2．六種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線．3．勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)概念：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng)．(2)特點(diǎn)：①電場(chǎng)方向處處相同，電場(chǎng)線是平行直線．②場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，電場(chǎng)線疏密程度相等．(3)實(shí)例：相距很近、帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板之間的電場(chǎng)(邊緣除外)，可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng)．4．兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分析等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖電荷連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度沿連線先變小后變大O點(diǎn)最小，但不為零O點(diǎn)為零中垂線上的電場(chǎng)強(qiáng)度O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱位置的電場(chǎng)強(qiáng)度A與A′、B與B′、C與C′等大同向等大反向5．電場(chǎng)線的應(yīng)用判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小電場(chǎng)線密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小，進(jìn)而可判斷電荷受力大小和加速度的大小判斷電場(chǎng)力的方向正電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)切線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)切線方向相反判斷電勢(shì)的高低與電勢(shì)降低的快慢沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低最快，且電場(chǎng)線密的地方比疏的地方降低更快判斷等勢(shì)面的疏密電場(chǎng)線越密的地方，等差等勢(shì)面越密集；電場(chǎng)線越疏的地方，等差等勢(shì)面越稀疏6．電場(chǎng)線與軌跡問(wèn)題判斷方法(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方向)，從兩者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況．(2)“三不知時(shí)要用假設(shè)法”——電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，若已知其中的任意一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知，則要用假設(shè)法分別討論各種情況．4靜電的防止與利用一、靜電平衡1．靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)．2．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0.本質(zhì)是外電場(chǎng)E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E′的合場(chǎng)強(qiáng)為0，即E0＝－E′.孤立的帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為0的本質(zhì)是分布在導(dǎo)體外表面的電荷在導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為0.導(dǎo)體表面任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向必定與表面垂直。導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面。3．靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體上的電荷分布規(guī)律：(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面，內(nèi)部沒(méi)有凈電荷．(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電荷量相等，近異遠(yuǎn)同，如圖甲所示．(3)凈電荷在導(dǎo)體外表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，凹陷處幾乎無(wú)電荷．(4)導(dǎo)體接地時(shí)，大地與導(dǎo)體共同形成一個(gè)新導(dǎo)體，共同達(dá)到靜電平衡。(5)內(nèi)部電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)處處為0，導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面（電勢(shì)不為0）。甲乙4．求處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的方法是：①先求出外電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E外的大小和方向.②由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，則滿足靜電平衡條件E合＝0.③由E外＋E感＝0，求出感應(yīng)電場(chǎng)E感的大小和方向.三種電場(chǎng)強(qiáng)度①內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度E內(nèi)②外部電場(chǎng)強(qiáng)度E外③感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度E感其中：E外=-E感二、尖端放電1．空氣的電離：導(dǎo)體尖端電荷密度很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，強(qiáng)電場(chǎng)作用下的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象．2．尖端放電：與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被吸引，而與尖端上電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象．尖端放電的應(yīng)用與防止：(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施．(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑會(huì)減少電能的損失．三、靜電屏蔽1．靜電平衡時(shí)，空腔導(dǎo)體內(nèi)表面沒(méi)有電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.外電場(chǎng)對(duì)殼(網(wǎng))內(nèi)的儀器不會(huì)產(chǎn)生影響的作用叫作靜電屏蔽．2．靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零，好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零．3．靜電屏蔽的兩種情況導(dǎo)體外部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體外部圖示實(shí)現(xiàn)過(guò)程因場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場(chǎng)的作用當(dāng)空腔外部接地時(shí)，外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球，外部電場(chǎng)消失，起到屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用最終結(jié)論導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響本質(zhì)靜電感應(yīng)與靜電平衡，所以做靜電屏蔽的材料只能是導(dǎo)體，不能是絕緣體4．靜電屏蔽的應(yīng)用：電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連．四、靜電吸附1．靜電吸附：在電場(chǎng)中，帶電粒子在靜電力作用下，向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象．2．靜電除塵：當(dāng)空氣中的塵埃帶電時(shí)，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)的過(guò)程．3．靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，向作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件表面．靜電復(fù)?。簭?fù)印機(jī)應(yīng)用了靜電吸附的原理，復(fù)印機(jī)的有機(jī)光導(dǎo)體鼓表面涂覆有機(jī)光導(dǎo)體(OPC)，無(wú)光照時(shí)，OPC是絕緣體，受光照時(shí)變成導(dǎo)體．專題靜電力作用下的平衡一、分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題時(shí)，方法仍然與力學(xué)中分析物體的平衡方法一樣，具體步驟如下：1.確定研究對(duì)象：如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”.2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，此時(shí)多了靜電力F＝eq\f(kQ1Q2,r2).3.根據(jù)F合＝0列方程，若采用正交分解，則有Fx＝0，F(xiàn)y＝0.4.求解方程.二、同一直線上帶電體的平衡共線的三個(gè)點(diǎn)電荷在靜電力作用下平衡的特點(diǎn)1．平衡條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)靜電力必須大小相等，方向相反．每個(gè)點(diǎn)電荷受到的另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置。2．平衡規(guī)律可概括為：“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平衡條件對(duì)其中的兩個(gè)電荷列式即可．專題電場(chǎng)力的性質(zhì)一、兩等量點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)1．等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(電場(chǎng)線分布如圖)：(1)兩點(diǎn)電荷連線上，中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零，向兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)逐漸增大．(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上由中點(diǎn)O到無(wú)限遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小．(3)關(guān)于中心點(diǎn)O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)等大反向．2．等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(電場(chǎng)線分布如圖)：(1)兩點(diǎn)電荷連線上，沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大，中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最?。?2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向都相同，總與中垂線垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè)．沿中垂線從中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)一直減小，中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大．(3)關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)等大同向．二、電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析1．帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡的切線方向．2．分析方法：由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場(chǎng)線確定電場(chǎng)力的方向；由電場(chǎng)力和電場(chǎng)線的方向可判斷帶電粒子所帶電荷的正負(fù)；由電場(chǎng)線的疏密程度可比較電場(chǎng)力的大小，再根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可判斷帶電粒子加速度的大?。?．帶電體在多個(gè)力作用下的平衡問(wèn)題：帶電體在多個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，物體所受合外力為零，因此可用共點(diǎn)力平衡的知識(shí)分析，常用的方法有正交分解法、合成法等．2．帶電體在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題：與力學(xué)問(wèn)題分析方法完全相同，帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律，在進(jìn)行受力分析時(shí)不要漏掉電場(chǎng)力(靜電力)．本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)第十章靜電場(chǎng)中的能量1電勢(shì)能和電勢(shì)一、靜電力做功的特點(diǎn)1．靜電力做功：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做功W＝qElcosθ.其中θ為靜電力與位移方向之間的夾角．2．特點(diǎn)：(1)靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與具體路徑無(wú)關(guān)，這與重力做功特點(diǎn)相似．(2)無(wú)論是勻強(qiáng)電場(chǎng)還是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，無(wú)論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，靜電力做功均與路徑無(wú)關(guān)．二、電勢(shì)能1．電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，用Ep表示．2．電勢(shì)能的大?。弘姾稍谀滁c(diǎn)(A點(diǎn))的電勢(shì)能，等于把它從這點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力做的功EpA＝WA0.3．電勢(shì)能具有相對(duì)性，其大小與選定的參考點(diǎn)有關(guān)．確定電荷的電勢(shì)能，首先應(yīng)確定參考點(diǎn)，也就是零勢(shì)能點(diǎn)的位置．電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定：通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或把電荷在大地表面的電勢(shì)能規(guī)定為零．4．(1)電勢(shì)能Ep是由電場(chǎng)和電荷共同決定的，是電荷和電場(chǎng)所共有的，我們習(xí)慣上說(shuō)成電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能．(2)電勢(shì)能是標(biāo)量，有正負(fù)但沒(méi)有方向．在同一電場(chǎng)中，電勢(shì)能為正值表示電勢(shì)能大于零勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能，電勢(shì)能為負(fù)值表示電勢(shì)能小于零勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能．5．靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系(1)靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量．表達(dá)式：WAB＝EpA－EpB.(2)靜電力做正功，電勢(shì)能減少；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．(3)在同一電場(chǎng)中，正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，而負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能?。?．電勢(shì)能大小的判斷判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢(shì)連同正負(fù)號(hào)一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的絕對(duì)值越大，電勢(shì)能越大；負(fù)Ep的絕對(duì)值越大，電勢(shì)能越小電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大做功法電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加能量守恒法在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，反之，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加三、電勢(shì)1．定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比．2．公式：φ＝eq\f(Ep,q).(1)φ取決于電場(chǎng)本身；(2)公式中的Ep、q均需代入正負(fù)號(hào)．3．單位：國(guó)際單位制中，電勢(shì)的單位是伏特，符號(hào)是V,1V＝1J/C.4．電勢(shì)高低的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低場(chǎng)源電荷的正負(fù)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低電勢(shì)能的高低由φ＝eq\f(Ep,q)知，對(duì)于正電荷，電勢(shì)能越大，所在位置的電勢(shì)越高；對(duì)于負(fù)電荷，電勢(shì)能越小，所在位置的電勢(shì)越高．電場(chǎng)力做功根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低5．電勢(shì)的相對(duì)性：一電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)是相對(duì)的，它的大小和零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)．只有規(guī)定了零電勢(shì)點(diǎn)才能確定某點(diǎn)的電勢(shì)，在物理學(xué)中，般選大地或離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0.6．電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正、負(fù)之分，同一電場(chǎng)中電勢(shì)為正表示比零電勢(shì)高，電勢(shì)為負(fù)表示比零電勢(shì)低．7．點(diǎn)電荷的電勢(shì)：E＝kQ2電勢(shì)差一、電勢(shì)差1．定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間電勢(shì)的差值，也叫作電壓．UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.2．電勢(shì)差是標(biāo)量，有正負(fù)，電勢(shì)差的正負(fù)表示電勢(shì)的高低．UAB>0，表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高．與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)．3．單位：在國(guó)際單位制中，電勢(shì)差與電勢(shì)的單位相同，均為伏特，符號(hào)是V.4．靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系(1)公式：WAB＝qUAB或UAB＝eq\f(WAB,q).(2)UAB在數(shù)值上等于單位正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功．(3)符號(hào)的處理方法：把電荷q的電性和電勢(shì)差U的正負(fù)代入進(jìn)行運(yùn)算，功為正，說(shuō)明靜電力做正功，電荷的電勢(shì)能減?。还樨?fù)，說(shuō)明靜電力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大．(4)公式WAB＝qUAB適用于任何電場(chǎng)，其中WAB僅是電場(chǎng)力做的功，不包括從A到B移動(dòng)電荷時(shí)其他力所做的功．5．(1)電勢(shì)差反映了電場(chǎng)的能的性質(zhì)，決定于電場(chǎng)本身，與試探電荷無(wú)關(guān)．(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)之間的電勢(shì)差．6．電勢(shì)和電勢(shì)差的比較電勢(shì)φ電勢(shì)差U區(qū)別定義電勢(shì)能與電荷量的比值φ＝eq\f(Ep,q)電場(chǎng)力做的功與電荷量的比值UAB＝eq\f(WAB,q)決定因素由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定，與q、Ep無(wú)關(guān)由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定，與q、WAB無(wú)關(guān)相對(duì)性與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UAB＝φA－φB，當(dāng)φB＝0時(shí)，φA＝UAB單位相同，國(guó)際單位制中均是伏特(V)標(biāo)矢性都是標(biāo)量，但均有正負(fù)等勢(shì)面1．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面．2．等勢(shì)面的特點(diǎn)(1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功，電荷的電勢(shì)能不變．(2)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直，已知電場(chǎng)線可以畫出等勢(shì)線，已知等勢(shì)線也可以畫出電場(chǎng)線．(3)電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．(4)等差等勢(shì)面密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng)；等差等勢(shì)面疏的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度較弱，由等差等勢(shì)面的疏密可以定性確定場(chǎng)強(qiáng)大小．(5)任意兩個(gè)等勢(shì)面都不相交．3．幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)線(面)電場(chǎng)等勢(shì)線(面)重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平行等間距的平面點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)點(diǎn)電荷的連線上，從正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)越來(lái)越低，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線是一條等勢(shì)線，電勢(shì)處處為零.等量同種(正)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)①等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)電勢(shì)最低，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上該點(diǎn)的電勢(shì)最高，從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)，電勢(shì)越來(lái)越低．②等量負(fù)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)電勢(shì)最高，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上該點(diǎn)的電勢(shì)最低．從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)，電勢(shì)越來(lái)越高．4．帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡類問(wèn)題的解題技巧(1)判斷速度方向：帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處的速度方向．(2)判斷電場(chǎng)力(或場(chǎng)強(qiáng))的方向：僅受電場(chǎng)力作用時(shí)，帶電粒子所受電場(chǎng)力方向指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正負(fù)判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向．(3)判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)及電勢(shì)能的增減：若電場(chǎng)力與速度方向成銳角，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；若電場(chǎng)力與速度方向成鈍角，則電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積．2．公式：UAB＝Ed.二、公式E＝eq\f(UAB,d)的意義1．意義：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離之比．2．電場(chǎng)強(qiáng)度的另一種表述：電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向單位距離上降低的電勢(shì)．3．電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位：由E＝eq\f(UAB,d)可導(dǎo)出電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位，即伏每米，符號(hào)為V/m.1V/m＝1N/C.4．公式E＝eq\f(UAB,d)及UAB＝Ed的適用條件都是勻強(qiáng)電場(chǎng)．5．式中d不是兩點(diǎn)間的距離，而是兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面間的距離，只有當(dāng)此兩點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的同一條電場(chǎng)線上時(shí)，才是兩點(diǎn)間的距離．6．電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向．三．電勢(shì)差的三種求解方法1．應(yīng)用定義式UAB＝φA－φB來(lái)求解．2．應(yīng)用關(guān)系式UAB＝eq\f(WAB,q)來(lái)求解．3．應(yīng)用關(guān)系式UAB＝Ed(勻強(qiáng)電場(chǎng))來(lái)求解．在應(yīng)用關(guān)系式UAB＝Ed時(shí)可簡(jiǎn)化為U＝Ed，即只把電勢(shì)差大小、場(chǎng)強(qiáng)大小通過(guò)公式聯(lián)系起來(lái)，電勢(shì)差的正負(fù)、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可根據(jù)題意另作判斷．四、利用E＝eq\f(U,d)定性分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)UAB＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的定量計(jì)算，在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不能進(jìn)行定量計(jì)算，但可以定性地分析有關(guān)問(wèn)題．(1)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，公式U＝Ed中的E可理解為距離為d的兩點(diǎn)間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度．(2)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大?。旱炔畹葎?shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大．當(dāng)電勢(shì)差U一定時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)E越大，則沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d越小，即場(chǎng)強(qiáng)越大，等差等勢(shì)面越密．(3)判斷電勢(shì)差的大小及電勢(shì)的高低：距離相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，E越大，U越大；E越小，U越小，進(jìn)而判斷電勢(shì)的高低．(4)利用φ-x圖像的斜率判斷電場(chǎng)強(qiáng)度隨位置變化的規(guī)律：k＝eq\f(Δφ,Δx)＝eq\f(U,d)＝Ex，斜率的大小表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，正負(fù)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．五、用等分法確定等勢(shì)線和電場(chǎng)線1．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式為U＝Ed，其中d為兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離．由公式U＝Ed可以得到下面兩個(gè)結(jié)論：結(jié)論1：勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)φC＝eq\f(φA＋φB,2)，如圖甲所示．結(jié)論2：勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，同理有UAC＝UBD，如圖乙所示．2．如何確定勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(1)先確定等勢(shì)線，根據(jù)“兩點(diǎn)確定一條直線”，找出電場(chǎng)中電勢(shì)相等的兩個(gè)點(diǎn)，然后連接成一條等勢(shì)線；因勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)在一條直線上均勻變化，任一線段中點(diǎn)的電勢(shì)為兩端點(diǎn)電勢(shì)的平均值．(2)電場(chǎng)線跟等勢(shì)線一定垂直，作出等勢(shì)線的垂線即得電場(chǎng)線．(3)比較電勢(shì)的高低，即沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐漸降低；根據(jù)電勢(shì)高低在電場(chǎng)線上標(biāo)出箭頭，表示電場(chǎng)的方向．六、靜電場(chǎng)中的四類圖像1．v-t圖像(1)根據(jù)v-t圖像中速度變化、斜率確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與大小變化．(2)由電場(chǎng)力方向確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化．2．φ-x圖像(1)從φ－x圖像上可直接看出電勢(shì)隨位置的變化，可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．(2)可間接求出場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化情況：φ－x圖像切線斜率的絕對(duì)值k＝|eq\f(Δφ,Δx)|＝|eq\f(U,d)|，為E的大小，場(chǎng)強(qiáng)E的方向?yàn)殡妱?shì)降低的方向．電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，φ-x圖線存在極值，其切線的斜率為零．(3)在φ-x圖像中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WAB＝qUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷．3．E-x圖像(1)描述電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律．(2)場(chǎng)強(qiáng)E的正負(fù)表示場(chǎng)強(qiáng)的方向．反映E的方向，E為正表示與正方向相同．(3)圖線與x軸所圍的面積表示“兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差U”，電勢(shì)差的正負(fù)由沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)降低判斷．4．Ep-x圖像(1)描述電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律．(2)根據(jù)電勢(shì)能的變化可以判斷電場(chǎng)力做功的正、負(fù)．(3)根據(jù)W＝Ep－Ep0＝Fx，圖像Ep-x的斜率為電場(chǎng)力．4電容器的電容第1課時(shí)電容器的電容一、電容器電容器：儲(chǔ)存電荷和電能的裝置．任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個(gè)電容器．2．電容器的充放電(1)充電：把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個(gè)極板分別帶上等量的異種電荷的過(guò)程，充電過(guò)程中，由電源獲得的能量?jī)?chǔ)存在電容器中．電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能；(2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過(guò)程，放電過(guò)程中，電容器把儲(chǔ)存的能量通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量．(3)放電過(guò)程電流隨時(shí)間變化如圖所示，陰影面積表示電容器減少的電荷量．電容器的充、放電過(guò)程中，電路中有充電、放電電流，電路穩(wěn)定時(shí)，電路中沒(méi)有電流．二、電容1．定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值．2．定義式：C＝eq\f(Q,U).C＝eq\f(ΔQ,ΔU).3．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢(shì)差U均無(wú)關(guān)．4．單位：電容的國(guó)際單位是法拉，符號(hào)為F，常用的單位還有微法和皮法，1F＝106μF＝1012pF.5．物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為1V時(shí)電容器需要帶的電荷量．6．擊穿電壓與額定電壓(1)擊穿電壓：電介質(zhì)不被擊穿時(shí)加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過(guò)這一限度，電容器就會(huì)損壞．(2)額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低．三、平行板電容器1．結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)平行且彼此絕緣的金屬板構(gòu)成．2．電容的決定因素：電容C與兩極板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比．3．電容的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，k為靜電力常量．當(dāng)兩極板間是真空時(shí)，C＝eq\f(S,4πkd).4．C＝eq\f(Q,U)與C＝eq\f(εrS,4πkd)的比較(1)C＝eq\f(Q,U)是電容的定義式，對(duì)某一電容器來(lái)說(shuō)，Q∝U但C＝eq\f(Q,U)不變，反映電容器容納電荷本領(lǐng)的大小；(2)C＝eq\f(εrS,4πkd)是平行板電容器電容的決定式，C∝εr，C∝S，C∝eq\f(1,d)，反映了影響電容大小的因素．四、平行板電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題1．分析方法抓住不變量，分析變化量，緊抓三個(gè)公式：C＝eq\f(Q,U)、E＝eq\f(U,d)和C＝eq\f(εrS,4πkd)2．兩類典型問(wèn)題(1)電容器始終與電源相連時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差U保持不變．(2)充電后與電源斷開(kāi)時(shí)，電容器所帶的電荷量Q保持不變．3．動(dòng)態(tài)分析思路U不變①根據(jù)C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)，先分析電容的變化，再分析Q的變化．②根據(jù)E＝eq\f(U,d)分析場(chǎng)強(qiáng)的變化．③根據(jù)UAB＝Ed分析某點(diǎn)電勢(shì)變化．Q不變①根據(jù)C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)，先分析電容的變化，再分析U的變化．②根據(jù)E＝eq\f(U,d)分析場(chǎng)強(qiáng)的變化.4．解電容器問(wèn)題的兩個(gè)常用技巧(1)在電荷量保持不變的情況下，由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)知，電場(chǎng)強(qiáng)度與板間距離無(wú)關(guān)（Q不變d變E不變）．(2)對(duì)平行板電容器的有關(guān)物理量Q、E、U、C進(jìn)行討論時(shí)，關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪些是自變量，哪些是因變量，抓住C＝eq\f(εrS,4πkd)、Q＝CU和E＝eq\f(U,d)進(jìn)行判定即可．五、常用電容器1．分類：分為固定電容器和可變電容器兩類．2．固定電容器有：聚苯乙烯電容器、電解電容器等．3．可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組叫定片，可動(dòng)的一組叫動(dòng)片．轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容就隨著變化．4．靜電計(jì)的使用（與驗(yàn)電器區(qū)別）靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的，靜電計(jì)由相互絕緣的兩部分組成，靜電計(jì)與電容器的兩極板分別連接在一起，則電容器兩極板間的電勢(shì)差就等于靜電計(jì)上所指示的電勢(shì)差U，U的大小可從靜電計(jì)的刻度讀出，可見(jiàn)，靜電計(jì)指針偏角的變化表征了電容器兩極板間電勢(shì)差的變化．第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象1．實(shí)驗(yàn)原理(1)電容器的充電過(guò)程如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，電容器接通電源，在電場(chǎng)力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過(guò)電源向負(fù)極板移動(dòng)，正極板因失去電子而帶正電，負(fù)極板因獲得電子而帶負(fù)電．正、負(fù)極板帶等量的正、負(fù)電荷．電荷在移動(dòng)的過(guò)程中形成電流．在充電開(kāi)始時(shí)電流比較大，以后隨著極板上電荷的增多，電流逐漸減小，當(dāng)電容器兩極板間電壓等于電源電壓時(shí)電荷停止移動(dòng)，電流I＝0.(2)電容器的放電過(guò)程如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，相當(dāng)于將電容器的兩極板直接用導(dǎo)線連接起來(lái)，電容器正、負(fù)極板上電荷發(fā)生中和．在電子移動(dòng)過(guò)程中，形成電流，放電開(kāi)始電流較大，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸減小，兩極板間的電壓也逐漸減小到零．2．實(shí)驗(yàn)器材：6V的直流電源、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、平行板電容器、電流表、電壓表、小燈泡、導(dǎo)線若干.3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖連接好電路．(2)把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S打在上面，使觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中．(3)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S打在下面，使觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中．(4)記錄好實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)閉電源．4．實(shí)驗(yàn)記錄和分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電容器充電燈泡燈泡的亮度由明到暗最后熄滅電流表1電流表1的讀數(shù)由大到小最后為零電壓表電壓表的讀數(shù)由小到大最后為6V電容器放電燈泡燈泡的亮度由明到暗最后熄滅電流表2電流表2的讀數(shù)由大到小最后為零電壓表電壓表的讀數(shù)由大到小最后為0V結(jié)論：當(dāng)電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷發(fā)生變化時(shí)，電路中就有電流流過(guò)；若電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷量恒定不變時(shí)，則電路中就沒(méi)有電流流過(guò)．電路中的平均電流為I＝eq\f(Δq,Δt).5．注意事項(xiàng)(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計(jì)．(2)要選擇大容量的電容器．(3)實(shí)驗(yàn)要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行．(4)在做放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，以免燒壞電流表．帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速（帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)）1．帶電粒子的分類及在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的處理(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說(shuō)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)．(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．2．分析帶電粒子的加速問(wèn)題有兩種思路：(1)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析：利用牛頓第二定律F＝ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，只能用來(lái)分析帶電粒子的勻變速運(yùn)動(dòng)．適用于電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)且涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間等描述運(yùn)動(dòng)過(guò)程的物理量，公式有a＝eq\f(F合,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－veq\o\al(2,0)＝2ad，qE＝ma，v＝v0＋at等．(2)用功能觀點(diǎn)分析：利用靜電力做功結(jié)合動(dòng)能定理分析．適用于問(wèn)題涉及位移、速率等動(dòng)能定理公式中的物理量或非勻強(qiáng)電場(chǎng)情景時(shí)，公式有勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W＝qU＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(02).(3)若初速度為零，則qU＝eq\f(1,2)mv2，對(duì)于勻變速運(yùn)動(dòng)和非勻變速運(yùn)動(dòng)都適用．二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的基本粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于兩極板進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板長(zhǎng)為l，極板間距離為d，極板間電壓為U.1．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：粒子在板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)分解的知識(shí)進(jìn)行分析處理．①沿初速度v0方向：速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)．②垂直v0（電場(chǎng)力）的方向：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2．運(yùn)動(dòng)規(guī)律：(1)沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間①能飛出電容器：t＝eq\f(l,v0).②不能飛出電容器：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qU,2md)t2，t＝eq\r(\f(2mdy,qU)).(2)沿電場(chǎng)力方向，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)①加速度：t＝eq\f(l,v0)，a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md).②離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUl2,2mdveq\o\al(2,0)).③離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角：vy＝at＝eq\f(qUl,mv0d)，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUl,mdveq\o\al(2,0)).3．兩個(gè)結(jié)論(1)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)邊緣的距離為eq\f(l,2).(2)位移方向與初速度方向間夾角α的正切值為速度偏轉(zhuǎn)角θ正切值的eq\f(1,2)，即tanα＝eq\f(1,2)tanθ.(3)電性相同的不同的帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后再?gòu)耐黄D(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)，偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ總是相同的，不會(huì)分開(kāi)．不同帶電粒子從同一電場(chǎng)加速再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，所有粒子都從同一點(diǎn)射出，熒光屏上只有一個(gè)亮斑．證明：由qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qU1,md)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))eq\s\up12(2)tanθ＝eq\f(qU1l,mdveq\o\al(2,0))得：y＝eq\f(U1l2,4U0d)tanθ＝eq\f(U1l,2U0d).4．功能關(guān)系當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時(shí)也可以從能量的角度進(jìn)行求解：qUy＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，其中Uy＝eq\f(U,d)y，指初、末位置間的電勢(shì)差．或qEy＝ΔEk，其中y為粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿電場(chǎng)力方向的偏移量．示波管的原理1．示波管主要由電子槍(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、偏轉(zhuǎn)電極(由一對(duì)X偏轉(zhuǎn)電極和一對(duì)Y偏轉(zhuǎn)電極組成)和熒光屏組成．2．掃描電壓：XX′偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓．3．示波管工作原理：被加熱的燈絲發(fā)射出熱電子，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如果在Y偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)信號(hào)電壓，在X偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)掃描電壓，當(dāng)掃描電壓與信號(hào)電壓的周期相同時(shí)，熒光屏上就會(huì)得到信號(hào)電壓一個(gè)周期內(nèi)的穩(wěn)定圖像．專題電場(chǎng)能的性質(zhì)一、電場(chǎng)線、等勢(shì)面、運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合問(wèn)題1．速度方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向，所受電場(chǎng)力的方向沿電場(chǎng)線的切線方向或反方向，所受合外力的方向指向軌跡曲線凹側(cè)．2．電勢(shì)能大小的判斷方法(1)電場(chǎng)力做功：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．(2)利用公式法：由Ep＝qφ知正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大．3．電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的比較電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)能意義描述電場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)能的性質(zhì)描述電場(chǎng)做功的本領(lǐng)描述電荷在電場(chǎng)中的能量,電荷做功的本領(lǐng)定義式E=Fφ=Epq(EUAB=WEp=φq標(biāo)矢性矢量,方向?yàn)榉旁陔妶?chǎng)中的正電荷的受力方向標(biāo)量,但有正負(fù),正負(fù)只表示大小標(biāo)量,但有正負(fù),正負(fù)只表示電勢(shì)的高低正電荷在正電勢(shì)位置有正電勢(shì)能,簡(jiǎn)化為:正正得正,同理負(fù)正得負(fù),負(fù)負(fù)得正決定因素場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)本身決定,與試探電荷無(wú)關(guān)電勢(shì)由電場(chǎng)本身決定,與試探電荷無(wú)關(guān),其大小與參考點(diǎn)的選取有關(guān),有相對(duì)性由電場(chǎng)本身的兩點(diǎn)間差異決定,與試探電荷無(wú)關(guān),與參考點(diǎn)選取無(wú)關(guān)由電荷量和該點(diǎn)電勢(shì)二者決定,與參考點(diǎn)的選取有關(guān),有相對(duì)性關(guān)系①場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)不一定為零②電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)不一定為零③零場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域兩點(diǎn)間電勢(shì)差一定為零,電勢(shì)差為零的兩點(diǎn)間場(chǎng)強(qiáng)不一定為零④場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)能不一定為零,電勢(shì)為零,電勢(shì)能一定為零二、電場(chǎng)中的功能關(guān)系1．合力做功等于物體動(dòng)能的變化量，即W合＝ΔEk，這里的W合指合外力做的功．2．電場(chǎng)力做功決定帶電體電勢(shì)能的變化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類似．3．只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電體電勢(shì)能與機(jī)械能的總量不變，即Ep1＋E機(jī)1＝Ep2＋E機(jī)2.這與只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒類似．4．電場(chǎng)力做功與功能關(guān)系電場(chǎng)力做功的計(jì)算電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，即：W＝－ΔEp.(2)如果只有電場(chǎng)力做功，則動(dòng)能和電勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，二者總和不變，即：ΔEk＝－ΔEp.5．電勢(shì)高低的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低場(chǎng)源電荷的正負(fù)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷周圍電勢(shì)為正值,負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值;靠近正電荷處電勢(shì)高,靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低電勢(shì)能的高低正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能大,負(fù)電荷在電勢(shì)較低處電勢(shì)能大電場(chǎng)力做功根據(jù)UAB=WABq,將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入,由UAB的正負(fù)判斷φA、φ6．電勢(shì)能大小的判斷判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢(shì)連同正負(fù)號(hào)一起代入公式Ep=qφ,正Ep的絕對(duì)值越大,電勢(shì)能越大;負(fù)Ep的絕對(duì)值越大,電勢(shì)能越小電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大,負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大做功法電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加能量守恒法在電場(chǎng)中,若只有電場(chǎng)力做功時(shí),電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,反之,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加7．勻強(qiáng)電場(chǎng)中求解電勢(shì)(場(chǎng)強(qiáng))的兩點(diǎn)技巧(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電勢(shì)沿直線均勻變化,即直線上距離相等的線段兩端的電勢(shì)差值相等。(2)等分線段找等勢(shì)點(diǎn)法:連接電勢(shì)最高點(diǎn)和電勢(shì)最低點(diǎn)后根據(jù)需要將連線等分成若干段,必能找到與第三點(diǎn)電勢(shì)相等的點(diǎn),它們的連線即等勢(shì)線(或等勢(shì)面),與其垂直的線即電場(chǎng)線。專題帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1．帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場(chǎng)力與其他力平衡．(2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向相同．(3)勻減速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向相反．2．討論帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)(加速或減速)的方法(1)力和加速度方法——牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式；(2)功和能方法——?jiǎng)幽芏ɡ恚?3)能量方法——能量守恒定律．二、帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法：1．運(yùn)動(dòng)分解的方法：將運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直初速度方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在這兩個(gè)方向上分別列牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)方程．2．利用功能關(guān)系分析：(1)功能關(guān)系：電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量，W電＝Ep1－Ep2.(2)動(dòng)能定理：合力做功等于動(dòng)能的變化，W＝Ek2－Ek1.三、帶電粒子在電場(chǎng)(復(fù)合場(chǎng))中的圓周運(yùn)動(dòng)解決電場(chǎng)(復(fù)合場(chǎng))中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵是分析向心力的來(lái)源，向心力的來(lái)源有可能是重力和電場(chǎng)力的合力，也有可能是單獨(dú)的電場(chǎng)力．四、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．受力情況：粒子所受的電場(chǎng)力是周期性變化的，即與速度方向在一段時(shí)間內(nèi)同向，在下一段時(shí)間內(nèi)反向．2．三種常見(jiàn)題型(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)．(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)．(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)的特點(diǎn)分段研究)．3．兩條分析思路一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系(機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理、能量守恒)．4．兩個(gè)運(yùn)動(dòng)特征分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和空間上具有對(duì)稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移等，并確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件．等效思維法在電場(chǎng)中的應(yīng)用1．“等效重力”及“等效重力加速度”在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將重力與電場(chǎng)力進(jìn)行合成，如圖所示，則F合為“等效重力場(chǎng)”中的“等效重力”，g′＝eq\f(F合,m)為“等效重力場(chǎng)”中的“等效重力加速度”，F(xiàn)合的方向?yàn)椤暗刃е亓Α钡姆较?，即在等效重力?chǎng)中的豎直向下方向．2．等效最“高”點(diǎn)與最“低”點(diǎn)的確定方法在“等效重力場(chǎng)”中過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的圓心作“等效重力”的作用線，其反向延長(zhǎng)線交于圓周上的那個(gè)點(diǎn)即為圓周運(yùn)動(dòng)的等效最“高”點(diǎn)，沿著“等效重力”的方向延長(zhǎng)交于圓周的那個(gè)點(diǎn)為即等效最“低”點(diǎn)，如圖所示．本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)電路及其應(yīng)用1電源和電流一、電源1．定義：能把電子在電源內(nèi)部從電源正極搬運(yùn)到負(fù)極的裝置．2．作用：移送電荷，維持電源正、負(fù)極間有一定的電勢(shì)差，保持電路中有持續(xù)電流．二、恒定電流1．恒定電場(chǎng)(1)定義：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)．(2)形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的．(3)特點(diǎn)：任何位置的電荷分布和電場(chǎng)分布都不隨時(shí)間變化，其基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同．2．恒定電流(1)定義：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，電流的強(qiáng)弱程度用電流這個(gè)物理量表示．(2)形成的條件：導(dǎo)體中有自由電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓．(3)電流的定義式：I＝eq\f(q,t)，其中：I表示電流，q表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量．用該式計(jì)算出的電流是時(shí)間t內(nèi)的平均值．對(duì)于恒定電流，電流的瞬時(shí)值與平均值相等．(4)單位：安培，簡(jiǎn)稱安，符號(hào)是A；常用的電流單位還有毫安(mA)、微安(μA)．1A＝103mA；1A＝106μA.(5)電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，則負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反．(6)電流是標(biāo)量：雖然有方向，但它是標(biāo)量，它遵循代數(shù)運(yùn)算法則．(7)電解液導(dǎo)電時(shí)電流的計(jì)算方法電解液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電不同．金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子，而電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子，正、負(fù)離子在電解液中所受電場(chǎng)力方向相反，運(yùn)動(dòng)方向相反，但形成的電流方向相同．運(yùn)用I＝eq\f(q,t)計(jì)算時(shí)，q應(yīng)是同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的正、負(fù)兩種離子的電荷量的絕對(duì)值之和．三、微觀表達(dá)式1．電流微觀表達(dá)式I＝nqvS的理解(1)I＝eq\f(q,t)是電流的定義式，I＝nqvS是電流的決定式，因此I與通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q及時(shí)間t無(wú)關(guān)，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)n、每個(gè)自由電荷的電荷量大小q、定向移動(dòng)的速率v，還與導(dǎo)體的橫截面積S有關(guān)．(2)v表示電荷定向移動(dòng)的速率．自由電荷在不停地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，其速率為熱運(yùn)動(dòng)的速率，電流是自由電荷在熱運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上向某一方向定向移動(dòng)形成的．2．三種速率的比較(1)電子定向移動(dòng)速率：也是公式I＝neSv中的v，大小約為10－4m/s.(2)電流的傳導(dǎo)速率：就是導(dǎo)體中建立電場(chǎng)的速率，等于光速，為3×108m/s.閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng)，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流．(3)電子熱運(yùn)動(dòng)速率：電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，大小約為105m/s.由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故此運(yùn)動(dòng)不能形成電流．3．三個(gè)電流表達(dá)式的比較公式適用范圍字母含義公式含義定義式I＝eq\f(q,t)一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說(shuō)I∝q，I∝eq\f(1,t)微觀式I＝nqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個(gè)自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動(dòng)的平均速率從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I由U、R決定，I∝U，I∝eq\f(1,R)2導(dǎo)體的電阻一、電阻1．電阻的概念導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小之比．2．定義式：R＝eq\f(U,I).3．單位：歐姆(Ω)，常用的單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.4．物理意義：反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小．對(duì)給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無(wú)關(guān)．5．導(dǎo)體U－I圖像的斜率反映電阻大?。?．歐姆定律(1)表達(dá)式I＝eq\f(U,R)；(2)意義：表示通過(guò)導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比；(3)適用條件：金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路)．(4)歐姆定律的“二同”①同體性：指I、U、R三個(gè)物理量必須對(duì)應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體．②同時(shí)性：指U和I必須是導(dǎo)體上同一時(shí)刻的電壓和電流．二、影響導(dǎo)體電阻的因素1．導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)．2．探究思路為探究導(dǎo)體電阻是否與導(dǎo)體橫截面積、長(zhǎng)度和材料有關(guān)，我們采用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．3．導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料決定，受溫度影響。三、導(dǎo)體的電阻率1．電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．(2)導(dǎo)體電阻的決定式R＝ρeq\f(l,S)l是導(dǎo)體的長(zhǎng)度，S是導(dǎo)體的橫截面積，ρ是比例系數(shù)，與導(dǎo)體材料有關(guān)，叫作電阻率．2．電阻率(1)概念：電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無(wú)關(guān)．(2)單位是歐姆·米，符號(hào)為Ω·m.(3)電阻率往往隨溫度的變化而變化．①金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)．②大部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻．③有些合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻．④一些導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻率可以降到零，這個(gè)現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象．(4)電阻與電阻率的區(qū)別①電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，而電阻率則反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能的好壞．②導(dǎo)體的電阻大，電阻率不一定大，它的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即它對(duì)電流的阻礙作用不一定小．③導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)．(5)應(yīng)用：電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻等．(6)超導(dǎo)現(xiàn)象：一些金屬在溫度特別低時(shí)電阻降為0的現(xiàn)象．3．R＝eq\f(U,I)與R＝ρeq\f(l,S)的區(qū)別與聯(lián)系公式?jīng)Q定式定義式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說(shuō)明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，R由ρ、l、S共同決定提供了一種測(cè)電阻的方法——伏安法，R與U、I均無(wú)關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體聯(lián)系R＝ρeq\f(l,S)是對(duì)R＝eq\f(U,I)的進(jìn)一步說(shuō)明，即導(dǎo)體的電阻與U和I無(wú)關(guān)，而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積四、導(dǎo)體的伏安特性曲線(I-U圖線)1．伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，用橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的導(dǎo)體的I－U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線．2．圖線的意義(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線．(2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻．(3)I-U圖像中圖線上某點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越?。?4)比較電阻的大小：圖線的斜率k＝eq\f(ΔI,ΔU)＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，圖中R1＞R2．3．線性元件和非線性元件：①線性元件：伏安特性曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件，如金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液．②非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，如氣態(tài)導(dǎo)體(日光燈、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件．4．I－U圖像是曲線時(shí)，導(dǎo)體某狀態(tài)的電阻RP＝eq\f(UP,IP)，即電阻等于圖線上點(diǎn)P(UP，IP)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)，而不等于該點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)，如圖所示．5．兩類圖線的比較(1)圖線a、e、d、f表示線性元件，b、c表示非線性元件．(2)在圖甲中，斜率表示電阻的大小，斜率越大，電阻越大，Ra>Re.在圖乙中，斜率表示電阻倒數(shù)的大小，斜率越大，電阻越小，Rd<Rf.(3)圖線b的斜率變小，電阻變小，圖線c的斜率變大，電阻變?。⒁猓呵€上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻或電阻的倒數(shù)．根據(jù)R＝eq\f(U,I)，電阻為某點(diǎn)和原點(diǎn)連線的斜率或斜率的倒數(shù)．6．伏安特性曲線問(wèn)題的處理方法(1)首先分清是I-U圖線還是U-I圖線．(2)對(duì)線性元件：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；對(duì)非線性元件R＝eq\f(U,I)≠eq\f(ΔU,ΔI)，即非線性元件的電阻不等于U-I圖像某點(diǎn)切線的斜率．(3)在電路問(wèn)題分析時(shí)，I-U(或U-I)圖像中的電流、電壓信息是解題的關(guān)鍵，要將電路中的電子元件和圖像有機(jī)結(jié)合．7．運(yùn)用伏安特性曲線求電阻應(yīng)注意的問(wèn)題(1)如圖所示,非線性元件的I-U圖線是曲線,導(dǎo)體電阻Rn=UnIn,即電阻等于圖線上點(diǎn)(Un,I(2)I-U圖線中的斜率k=1R,斜率k不能理解為k=tanα(α為圖線與U軸的夾角),因坐標(biāo)軸的單位可根據(jù)需要人為規(guī)定,同一電阻在坐標(biāo)軸單位不同時(shí)傾角α8．電阻的伏安特性曲線的應(yīng)用技巧(1)用I-U圖線來(lái)描述電阻的伏安特性時(shí),圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一組U、I值,UI為該狀態(tài)下的電阻值,UI(2)如果I-U圖線為直線,圖線斜率的絕對(duì)值為該電阻的倒數(shù)。如果I-U圖線為曲線,則圖線上某點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值不表示該點(diǎn)電阻的倒數(shù),電阻的阻值只能用該點(diǎn)的電壓和電流的比值來(lái)計(jì)算。3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)1長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用一、游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)1．構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．2．用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見(jiàn)的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見(jiàn)下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù)若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.二、螺旋測(cè)微1．構(gòu)造如圖所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿F連在一起的，并通過(guò)精密螺紋套在B上．2．原理精密螺紋的螺距是0.5mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.5mm，可動(dòng)刻度分成50等份，因此每旋轉(zhuǎn)一格，對(duì)應(yīng)測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.01mm.0.01mm即為螺旋測(cè)微器的精確度．3．使用方法當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測(cè)微螺桿F旋出，把被測(cè)物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測(cè)物時(shí)，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽(tīng)到“喀喀”聲．4．讀數(shù)方法L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值．注意事項(xiàng)(1)讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01mm，估讀到0.001mm，測(cè)量結(jié)果若用毫米做單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位．(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否露出．三、電壓表、電流表的讀數(shù)電壓表、電流表的讀數(shù)方法1．首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過(guò)的最大電壓或電流值．2．根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，即每一小格表示的值，同時(shí)確定讀數(shù)有效數(shù)字所在的位數(shù)．3．按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)．4．(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1V和0.1A，讀到0.1的下一位，即讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位．(2)對(duì)于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V.(3)對(duì)于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻率的測(cè)量1．實(shí)驗(yàn)原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))．電路原理圖如圖所示．(2)用毫米刻度尺測(cè)出金屬絲的有效長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))．(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出電阻率．2．實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線、待測(cè)金屬絲、電池、滑動(dòng)變阻器．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)直徑：用螺旋測(cè)微器在待測(cè)金屬絲上三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，并記錄．(2)連電路：按如圖1所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路．(3)測(cè)長(zhǎng)度：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，重復(fù)測(cè)量3次，并記錄．(4)求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.(5)拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．4．?dāng)?shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果．(2)圖像法：可建立U－I坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像的斜率來(lái)求出電阻值R.5．注意事項(xiàng)(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法；(2)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度，且金屬絲伸直)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d.(3)電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度升高而變化．4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路第1課時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)限流電路與分壓電路一、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1．串聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器依次首尾連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示．并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器的一端連在一起，另一端也連在一起，再將兩端接入電路的連接方式，如圖乙所示．二、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流關(guān)系各處電流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In總電流等于各支路電流之和，即I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n電壓關(guān)系總電壓等于各部分電壓之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un各支路兩端電壓相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un電阻關(guān)系總電阻等于各部分電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和，即eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)功率分配eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)P1R1＝P2R2＝…＝PnRn注意：無(wú)論是并聯(lián)電路還是串聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的電功率之和．串聯(lián)電路中的電壓分配串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝eq\f(U,R總)＝I.2．并聯(lián)電路中的電流分配并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.3．串、并聯(lián)電路總電阻的比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點(diǎn)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總＝nRn個(gè)相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總＝eq\f(R,n)R總大于任一電阻阻值R總小于任一電阻阻值一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻接近大電阻一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個(gè)電阻無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小第2課時(shí)電壓表和電流表一、小量程電流表G的三個(gè)參量1．電流表的內(nèi)阻：表頭的電阻Rg叫作電流表的內(nèi)阻．2．滿偏電流：指針偏到最大刻度時(shí)的電流Ig叫作滿偏電流．3．滿偏電壓：表頭通過(guò)滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓Ug叫作滿偏電壓．二、兩種電表的讀數(shù)方法(1)電流表：視線垂直于刻度盤表面，一般需估讀，3A量程估讀最小分度的eq\f(1,10)，0.6A量程的估讀到最小分度的eq\f(1,2).(2)電壓表：視線垂直于刻度盤表面，一般需估讀，3V量程估讀最小分度的eq\f(1,10)，15V量程的估讀到最小分度的eq\f(1,5).三、電表改裝原理小量程電流表G改裝成大量程電壓表V：將表頭串聯(lián)一個(gè)較大電阻小量程電流表G改裝成大量程電流表A：將表頭并聯(lián)一個(gè)較小電阻內(nèi)部電路改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流改裝后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig量程擴(kuò)大的倍數(shù)n＝eq\f(U,Ug)n＝eq\f(I,Ig)接入電阻的阻值R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝(n－1)RgR＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,n－1)改裝后的總內(nèi)阻Rv＝Rg＋R＝nRgRA＝eq\f(R·Rg,R＋Rg)＝eq\f(Rg,n)校對(duì)電路四、測(cè)量電路：電流表的內(nèi)接法和外接法1．兩種接法的比較內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)：UV＝UR＋UA＞UR電流表示數(shù)：IA＝IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)＞eq\f(UR,IR)＝R真電壓表示數(shù)：UV＝UR電流表示數(shù)：IA＝IR＋I(xiàn)V＞IRR測(cè)＝eq\f(UV,IA)＜eq\f(UR,IR)＝R真誤差來(lái)源電流表的分壓作用電壓表的分流作用適用情況測(cè)大電阻測(cè)小電阻2．電流表內(nèi)、外接的選擇方法(1)阻值比較法：當(dāng)Rx?RA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時(shí)，采用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”．(2)臨界值計(jì)算法當(dāng)eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)即當(dāng)Rx＞eq\r(RARV)時(shí)，用電流表內(nèi)接法，當(dāng)eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)即當(dāng)Rx＜eq\r(RARV)時(shí)，用電流表外接法，當(dāng)Rx＝eq\r(RARV)時(shí)，兩種接法效果相同．(3)試觸法：如圖，把電壓表的可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選外接法．五、控制電路：滑動(dòng)變阻器的兩種接法限流式分壓式電路圖接入電路特點(diǎn)采用“一上一下”的接法采用“兩下一上”的接法R上電壓調(diào)節(jié)范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤ER上電流調(diào)節(jié)范圍eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)閉合S前觸頭位置b端a端1．兩種接法的一般適用條件①限流式接法適合測(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)．②分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)．2．必須采用分壓法的三種情況①若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍超過(guò)電流表(或電壓表)的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法．②若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路．③若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路．3．兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、耗能低．六、實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖連接1．電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等器材，一般要考慮三方面因素：(1)安全因素：通過(guò)電源、電阻和電表的電流不能超過(guò)其允許的最大電流．(2)誤差因素：選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)以上；使用歐姆表時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位．(3)便于操作：選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)．在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)使其大部分電阻絲都用到．2．實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開(kāi)始，按照電路原理圖依次到開(kāi)關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái)；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去．(2)連線時(shí)要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉．(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出5實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表一、認(rèn)識(shí)多用電表1．多用電表可以用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交變電流、交變電壓以及電阻．2．構(gòu)造(1)表的上半部分為表盤，標(biāo)有電壓、電流和電阻的刻度線，用于讀取這些電學(xué)量的測(cè)量值．(2)表中央的指針定位螺絲用于使指針指到零刻度．(3)表下半部分中間的旋鈕是選擇開(kāi)關(guān)，周圍標(biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域及量程．3．多用電表的工作原理：閉合電路的歐姆定律、電路的串聯(lián)與并聯(lián)．二、使用多用電表1．(1)觀察多用電表：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇