高中物理选修3-1第1章 静电场复习

第一章电场1、电荷2、库仑定律3、电场强度4、电场线5、静电平衡6、电势7、电势差8、电场力做功9、电容器10、带电粒子在电场中的运动一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移eCCe18191025.61106.11①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）221rQQkF229/109CNmk3、应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：①定义式：②单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向③决定式：qFE------适用真空点电荷2rQkE------平行四边形定则21EEE▲例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA四、电场线1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间①从正电荷出发，终止于负电荷②不闭合、不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动六、电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：场源电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号q（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB1、定义：七、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb◆单下标或无下标时取绝对值有下脚标时应注意正负号uab=－ubaqWUab3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：EdU-----适用于匀强电场八、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用pE电WABABUqW◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差九、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）UQUQC——普适通用kdSC41F=106μF=1012pF4、平行板电容器两种充电方式：U不变①电源保持连接状态②充电后电源切断若d↘，E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘CdQdCQdUEkdSC4E不变十、带电粒子在电场中的运动：①牛顿运动定律②动能定理1、匀变速直线运动：qUmVmVt2022121maEq2、点电荷电场中的匀速圆周运动：电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动2222qEgmGrVmrQqk223、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）等效“重力”：mgEqABo“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲①粒子落在极板上②粒子穿出极板4、匀强电场中的类平抛运动——F合与V0垂直（不计重力或重力与电场力共线）maEqEdU221aty飞行时间由y决定maEqEdU2022221dmVqULaty侧移：tVL0飞行时间由L决定yEqW电场力做功：0tanVatVVxy速度偏角：02xytanVat位移偏角：tantan2θ③粒子先经过加速电场再进入偏转电场20021mVqU024UUdLy02tanUUdL④粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OYtanLyY第二章电流1、电流2、串并联电路3、电阻4、电功与电功率5、电热6、闭合电阻的欧姆定律（实验）7、综合应用（含容电路，动态分析，电路故障）8、电表改装9、伏安法测电阻（实验）10、实物图与电路图的连接11、多用电表（实验）一、电流1、电流的形成：电荷的定向移动2、电流（强度）定义：3、电流（微观）决定式：4、电流（宏观）决定式：------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电V定数量级10-4m/S------部分电路欧姆定律qtIneSVI定URI①电流处处相等②电压：U=U1+U2+U3+③电阻：R=R1+R2+R3+二、串并联电路基本特点：1、串联：2、并联：④电压分配：与电阻成正比⑤功率分配：与电阻成正比123123123111I:I:I=P:P:P=::RRR①各支路电压相等④电流分配：与电阻反比⑤功率分配：与电阻反比②电流：123IIII③电阻：2311RR111=RR1212RRRRR三、电阻1、定义式：2、决定式：金属导体电阻率随温度升高而增大：◆电阻率ρ由材料决定URI------与欧姆定律意义不同LRS------电阻定律（适用粗细均匀物体）直线斜率（或斜率倒数）表示电阻◆伏安特性曲线：UIIU3、变阻器：①、限流接法：②、分压接法：滑动变阻器电位器电阻箱可变电阻RR0RR0接线法：1上1下接线法：1上2下00RRR变阻范围：RRRRR00变阻范围：URRUR00调压范围：U0调压范围：阻值应较大→增大调压范围阻值应较小→增强调压均匀性电路总功率较小（优）电路总功率较大（缺）4、复杂电路的电阻：①、串联电路总电阻大于任一部分电阻并联电路总电阻小于任一支路电阻②、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）▲定性：▲定量：------等效电路的化简㈠:电势分析法：导体（电阻）中，沿着电流方向电势降低某导体（电阻）中是否有电流以及流向决定了电路的连接方式所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体某导体（电阻）两端的电势高低R3R2R1VR3R2R1VAR3R2R1VAR3R2R1AR2R1R3四、电功与电功率1、电功：2、电功率：◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)1度=1000W·3600S=3.6×106JPtUItqUWUItWP3、效率：%100总有用%100rRRUPPWW外外总输出总输出电源效率：%100WW输入有用用电器效率：五、电功与电热1、焦耳定律：2、纯电阻电路：热效率η=100%RtIQ2◆对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用热量（内能）电功全部tRUIt22URtIQW3、非纯电阻电路：（电动机）热量（内能）其它形式能电功◆当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路UItW电功RtIQ2电热RtIUItW2机有用机械功RtIUIt2IRU六、闭合电路欧姆定律1、表达式：2、路端电压变化规律：①与外阻的关系：◆物理意义：②与电流的关系：）（rRIIrU（非正比），URIrUBARRtanrkb斜率：截距：UoIABr短路电流UoR4、闭合电路中的功率：①电源的总功率：P总=εI②电源内耗功率：P内=U内I=I2r③电源输出功率：P出=UI=εI-I2r1、电源的输出功率：Rr，外阻，内阻设电源电动势rRrRrRrRRrRRRI22P22222222出讨论:当R一定，r可变，则r→0，P出最大，RP2出当r一定，R可变，因则当R=r时，P出最大，r2RrR24RP2出%100%100rRR外外电源效率：%50%100rRR外外电源效率：七、欧姆定律综合应用P—R图像OP出RrR42R1R2◆当P出，对于外阻有两个解R1R2R4222222112rRRrRR21RRr2、含电容器的直流电路：①、电容器在稳恒电路中处于断路状态②、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流，在稳恒状态下是无用的盲端电阻，处于等势状态◆步骤：摘除电容器及无用电阻，化简及确立等效电路电容器视为伏特表，分析电容器所并联的电阻及两端的电压R3R2R1R4Cabεr①“口诀法”：串反并同与变阻器“串”的，UIP变化规律与变阻器相反与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同“串”——具有完全相同或部分关联的电荷流“并”——完全不相关联的不同支路的电荷流R3R2R1AVR4R5abεr“串”——R1、R3“并”——V、A、R2、R4R5变小↗↘3、直流电路的动态变化分析：（定性）4、电路故障问题：①断路：表现为电流为0，而电压不为0②短路：表现为电压为0，而电流不为0◆现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常◆重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势电压表，欧姆表GAV并联串联接法测电压测电流检流用途通路（磁电式仪表）结构RgRgRg内阻G表串联分压高电阻G表并联分流低电阻——改装伏特表○安培表○灵敏电流计○八、电表的改装1、电压表：◆串联分压电阻GRgRVGRgRAgRggUUURRRRggURRI(1)gnR电压表内阻：R内=R+Rg→∞2、电流表：◆并联分流电阻gggIRIIR(1)ggRRRnn电流表内阻：R内→0ggRRRRgRgR◆电表的串并联：设两改装的表头相同，量程不同①、两电压表V1、V2并联②、两电压表V1、V2串联③、两电流表A1、A2串联④、两电流表A1、A2并联读数相同，指针偏角不同指针偏角相同，读数不同指针偏角相同，读数不同读数相同，指针偏角不同九、伏安法测电阻◆外接法RxAVRxAV◆内接法IUR测VRIIUIUR真IU-UIURAR真真测RR真测RR误差原因：伏特表分流→安培表读数偏大安培表分压→伏特表读数偏大解决方案：适宜测低阻适宜测高阻外内十、实物电路连接1、特点及注意事项：①、注意量程，及正负极性②、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接2、实例：③、导线必须接于接线柱，且不能相交（铅笔草稿）◆伏安法测电阻V0123051015A012300.20.40.6练习用多用电表测电阻操作内容一、测几百欧姆的电阻R11．会正确选档。2．会调零。3．记下电阻数值。二、测几千欧姆的电阻R25.实验完毕：测量完毕，表笔从测试笔插孔拔出，并不要把选择开关置于欧姆档，可置选择开关于交流250V或OFF档。器材要排列整齐。4．会换档，会重新调零，正确记下电阻数值。练习用多用电表测电阻测量结果记录（1）、R1=；选择开关倍率：。（如：×100）（2）、R2=；选择开关倍率：。练习用多用电表测电阻•选择适当的量程•表笔短接，调节“调零电阻”•测量——双手不可碰到表笔的金属部分•尽量使指针指向表盘刻度的中间。如果不满足，应换量程！•读数：表盘示数×倍率•实验结束后，把多用表调到“OFF”档第三章磁场1、磁场的产生2、磁感线3、磁感应强度4、安培力5、洛伦兹力6、带电粒子在匀强磁场中的运动7、应用实例8、复合场一、磁场的产生1、产生：磁体（磁极）、电流（运动电荷