高中物理电学知识总结

高中物理电学知识总结第一单元库仑定律电场强度一：电荷库仑定律1、自然界存在两种电荷：和。2、元电荷：电荷量为1.6×10-19C电荷，叫。3、电荷守恒定律：电荷既不能被，也不能被，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。4、库仑定律：①内容：在真空中的两个点电荷的作用力跟它们的电量的乘积成，跟它们之间距离的平方成，作用力的方向在它们的边线上。②公式：，其中k=9×109Nm2/C2，叫静电力常量。③适用条件：。④点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。与带电体本身大小无关。二：电场电场强度1、电场：带电体周围存在的一种特殊物质，（其特殊性表现在不是由分子原子组成的，看不见摸不着），是电荷间的媒介，电场是客观存在的，电场具有的特性和的特性。电场的基本特性之一，是对放入其中的电荷有的作用。2、电场强度E：在电场中放入一个试探电荷q，它所受到的电场力F跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度。定义式：，单位。场强是量，规定电场强度E的方向为所受的电场力的方向。负电荷所受电场力方向则与场强E的方向。注意：E与试探电荷的电量关，与它所受的电场力也关。由决定。三：电场线匀强电场1、电场线：为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的表示该点的场强方向，曲线的表示电场的强弱。2、电场线的特点：①电场线是为了形象地描述而假想的、实际上不存在的。②始于（或无穷远），终于（或无穷远），不。③任意两条电场线都不。如果平行则等距，不会平行而不等距。④电场线的疏密表示表示，某点的切线方向表示该点的。它不表示电荷在电场中的运动轨迹。尽管二者可能是重合的，那也是一种巧合，不是应有的规律。⑤沿电场线方向，电势。电场线从高等势面（线）指向低等势面（线）。3、要熟悉以下几种典型电场的电场线分布：①孤立正负点电荷；②等量异种点电荷；③等量同种点电荷；④匀强电场；⑤带等量异种电荷的平行金属板间的电场。4、正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场，场强的计算公式是。5、匀强电场：场强方向处处，场强大小处处的区域称为匀强电场。匀强电场的电场线是、平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是。第二单元电势能电势差电场中的导体一：电势差和电势1、电势差：①引入电势差是从的观点来研究电场的性质，或者说是为了描述电场的性质而引入。②定义和定义式：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，与的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示，其定义式为。③物理意义：A、B两点间的电势差在数值上等于。④单位及1伏的定义：电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为，简称。国际单位制中的单位符号为。1伏=。即如果正电荷在电场中由一点移到另一点，电场力所做的功为1焦，则这两点间的电势差就是伏。注意：①电势差为标量；②电势差UAB与电场力对电荷做的功WAB，与电荷所带电量q。电势差是由决定的，与初、末位置有关。2、电势①电势实质上是的电势差。即电场中某点的电势在数值上等于零电势点时电场力所做的功。②电势的单位：电势通常用表示，其单位与电势差单位相同，都是，国际符号是。③电势的正负号的物理意义：电势是标量，只有大小，没有方向，运算规则不是平行四边形定则，而是代数规则。它的正表示，负则表示。④电势的相对性及电势差的绝对性：电势具有相对性，同一点的电势会随的不同而不同，因此说某点的电势的高低，应相对于一个零电势点，通常认为电势为零。注意：两点的电势差却是绝对的，不会随零电势点的不同而不同。（类比两点的高度差）。⑤电势与电势差的关系：UAB=如果UAB0,即φAφB则表示A点电势B点电势。如果UAB0,即φAφB则表示A点电势B点电势。注意：沿着电场线方向，电势越来越低。二：电势能及电场力做功1、电势能①定义：电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能称为电势能。②电场力做功和电势能变化的关系：电场力做正功时，电势能；电场力做负功时，电势能；电场力做功的多少电势能变化量。③特点：电势能是与所在共有的，且具有性，通常取无穷远处或接地处（也就是大地）为电势能的零点。2、电场力做功①电荷在电场中移动时电场力做的功与移动路径关，只取决于和电荷的。这一点与重力做功跟高度差的关系相似，可作比较理解、记忆。②计算电场力做功可使用公式WAB=，具体计算时，q、UAB、WAB均有正负，该公式适用于电场。三：等势面1、定义：电场中相等的各点构成的面。2、特点：①一定跟电场线，即跟的方向垂直；②在同一等势面上移动电荷时，电场力功；③电场线总是从电势的等势面指向电势的等势面；④任意两个等势面都不会；⑤等差等势面越密的地方电场强度。等差等势面的分布的疏密就象电场线分布的疏密一样，均能反映电场的。四：静电屏蔽1、静电感应现象：把金属导体放在电场中由于内部自由电子受电场力作用而，使导体的两个端面出现等量的，这种电荷重新分布的现象叫静电感应。当自由电子的停止时（不是停止是达到受力平衡时），导体处于静电平衡状态。2、静电平衡状态的特点：①导体内部场强；②整个导体是等势体，导体的表面是等势面；③导体外部电场线与导体表面垂直；④净（注意区分静）电荷只分布在导体的外表面上。3、静电屏蔽：处于静电平衡状态的导体，区域就不再受电场的影响，这种现象就叫静电屏蔽现象。第三单元电容带电粒子在电场中的运动一：电容器和电容1、电容器：两个彼此而又互相的导体就组成一个电容器。电容器的工作状态：充电和放电。充电就是使电容器的过程，放电就是使电容器的过程。电容器的带电量指的是所带电荷量的绝对值。2、电容：描述电容器本领的物理量。电容器与的比值叫电容，定义式为C==，其中C与Q、U均无关，仅由电容器本身决定。单位：1F=1C/V=μFpF。3、平行板电容器：C跟、成正比，跟成反比，即C=，其中k为静电引力恒量。在分析有关平行板电容器的Q、E、U和C的关系时，主要有以下两种情况：①保持两极板与电源相连，则电容器两极板间不变；②充电后断开电源，则不变。二：带电粒子在电场中的运动1、带电粒子的加速①运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在一条直线上，做运动。②用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电势能的变化量，qU=.2、带电粒子的偏转①运动状态分析：带电粒子以速度Vo垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用做运动（轨迹为抛物线）。②偏转运动的分析处理方法是分解法（类似于平抛运动的处理方法）沿初速度方向为；沿电场力方向为。③基本规律：设粒子带电量为q，质量为m，两平行金属板间的电压为U，板长L，板间距为d.加速度a=F/m=qE/m=.运动时间t=.离开电场的偏转量y=at2/2=qEL2/2mVo2=.速度的偏转角tanθ=Vy/Vx=.而位移的偏转角tanα=Sy/Sx=gt/2Vo.第四单元部分电路电功和电功率一：电流1、电流的形成：的定向移动形成电流。形成电流的条件是：①要有能自由移动的。②导体两端存在。2、电流的定义：通过导体某截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的的比值叫电流。①电流的定义式为.②电流的微观表达式为。（n为单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，v是自由电荷，S是导体的横截面积）3、电流的方向：物理学中规定定向移动方向为电流的方向，与定向移动的方向相反。在外电路中，电流由电源流向；在电源内部，电流由电源的流向。二：电阻和电阻定律1、电阻定律的表达式为：R=，式中的ρ叫做材料的电阻率，它是反映材料的物理量，其大小与材料的长短、粗细无关，是由材料本身的性质决定，还与有关。2、不同材料的电阻率与温度的关系不同，金属材料的电阻率随温度的升高而；半导体材料的电阻率随温度的升高而；还有些材料的电阻率几乎不受温度的影响（如锰铜合金、镍铜合金等）。电阻率的单位：。3、当温度降至某一数值时，某些材料的电阻率ρ突然减小为零，这种现象叫现象。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做超导材料的温度。处于超导状态的材料叫做超导体。4、半导体：有些材料，它的导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻率随温度的升高而，这种材料称为，如锗、硅、砷化镓等，另外半导体的导电性能可以由外界条件控制，如温度变化、光照、掺入微量的其他物质等均可使它的导电性能发生显著变化。即半导体具有特性、特性和掺杂特性。三：部分电路欧姆定律1、部分电路欧姆定律：导体的电流强度跟导体两端的成正比，跟导体的成反比，即I=。2、欧姆定律适用于和，即纯电阻电路。对气体导电不适用，应用时U、I、R三个物理量要对应电路。3、研究部分电路欧姆定律时，因U是自变量，I为因变量，故常画I-U图象，（自己补画图象）图线的斜率为电阻R的倒数，由两电阻的I-U图线可以比较两电阻的大小。如R2的斜率大于R1的斜率，则有R2R1。四：电功和电热1、W=是电功的定义式，适用于任何一段电路上电功的计算；Q=是电热的定义式，适用于任何一段电路上电热的计算。它们之间的关系是：W≥Q，即对纯电阻电路，电流做功消耗的电能转化为内能，WQ；对非纯电阻电路，电流做功消耗的电能转化为内能，WQ。2、电功率P=，适用于任何一段电路上电功率的计算，表示电流做功的快慢；热功率P热=，表示电流通过电阻时发热的快慢，它们之间的关系是PP热。3、串联电路中，功率的分配与阻值成比；并联电路中，功率的分配与阻值成比，这些都是对纯电阻电路而言的。4、用电器的额定功率和实际功率①用电器正常工作条件下两端所加的电压叫做，额定电压下消耗的功率叫，即P额=。②实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，P实=I实U实，若P实P额，用电器可能烧坏。第五单元闭合电路欧姆定律一：电动势1、电源：把其它形式的能转化为的装置。2、电源的电动势E：表征电源的本领。在数值上等于电源没有接入电路时两极间的；闭合电路中等于，即E=。3、电源内阻r：电流通过内电路时也受阻碍作用，阻碍的强弱用内阻表示。4、电源给定后一般认为E、r不变，但电池用久后，E会（但很不明显），r会。二：闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路中的电流强度跟电源的成正比，跟内外电路中成反比。2、公式：。3、路端电压：电路两端的电压，即电源的输出电压U=。讨论：①R增大，I，U，当R增大到无穷大（断路）时，I=，U=。②R减小，I，U，当R减小到零（短路）时，I=，U=。三：闭合电路中的几个功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映。就象愣次定律就是能的转化和守恒在电磁感应现象中的反映。由E=U+U’可得：EI=或Eit=.1、电源的总功率：P总==UI+U’I=P出+P内。若外电路是纯电阻电路，还有P总=I2（R+r）=.2、电源内部消耗的功率：P内==U’I=P总-P出。3、电源的输出功率：P出===。若外电路为纯电阻电路，还有P出=。由I=E/(R+r)t得P出=E2R/(R+r)2=E2/[(R-r)2/R+4r]，可见，当R=r（内外电阻相等）时，P出，且最大值为P出=，由P出-R图象（请自己画出）可知：当Rr时，R增大时，P出；当Rr时，R增大时，P出。4、电源的效率ηRrrRRrRIRI1122，所以当R增大时，效率η。当R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为，效率并不高。这不是我们使用电源的目的。四：电源的U-I图象及其应用闭合电路的中U-I图象，（请自己画出）由于路端电压U=E-Ir，知U是I的一次函数，为一条不过原点的在U、I轴上均有截距的直线。由图可知：1、路端电压U随I的增大而。2、在I=0（开始）时，纵轴上截距为。3、在U=0（短跑）时，横轴上截距为。4、图象的斜率的绝对值为，一般地r=。5、图象上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻R，R=。第六单元电表电阻的测量一：电表的改装1、表头①构造：常用的表头主要由和放入永磁体磁场中的可转动的（又叫电枢）组成。②表头测量电流、电压的原理：当线圈有电流