第一课物理选修31期末总复习

E不变
十、带电粒子在电场中的运动 ：
1、匀变速直线运动：
① 牛顿运动定律 Eq ma
② 动能定理
1 2
m Vt2

1 2
m V02

qU
2、点电荷电场中的匀速圆周运动：k
Qq r2

V2 m
r
3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力） B
◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）
电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动
3、常见电场的电场线：
①正、负点电荷电场
②匀强电场
③一对等量异种电荷的电场
④一对等量同种电荷的电场
五、 静电平衡
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
2、静电平衡导体的特点：
②表面附近的场强垂直于导体表面 ③净电荷只能分布于导体表面 ④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面
八、 电表的改装
灵敏电流计
○G
安培表
○A
伏特表
○V
改装
——
G表并联分流 G表串联分压
低电阻
高电阻
内阻 Rg
<<Rg
>>Rg
结构
通路（磁电式仪表）
用途 检流 测电流
测电压
接法
串联
并联
1、电压表： ◆串联分压电阻
Ug UR U Rg R Rg R
U R Ig Rg
(n 1)Rg Rg
4、闭合电路中的功率：
① 电源的总功率：P总=εI
② 电源内耗功率：P内=U内I=I2r ③ 电源输出功率： P出=UI=εI-I2r
U

R
o
U
A
RA RB
B
o
I

r
短路 电流
七、 欧姆定律综合应用
1、电源的输出功率：
设电源电动势，内阻r，外阻R
P出

I2R

2R
R r 2
S→正对面积； d→极板间距
3、单位：
法拉（F）
微法（μ F）
皮法（pF）
1F = 106μ F = 1012pF
4、平行板电容器两种充电方式：
① 电源保持连接状态 U不变
若d↘，E↗
d↘，C↗，Q↗
② 充电后电源切断 Q不变
若d↘， C↗ ，U↘ Q
EU C Q d d Cd
C S 4kd
U
I
I
U
3、变阻器：
滑动变阻器
电位器
电阻箱
可变电阻
①、限流接法：
R
R0
接线法：1上1下
变阻范围：R0 R R0 调压范围：R0 U U
R R0 阻值应较大→增大调压范围
电路总功率较小（优）
②、分压接法：
R
R0
接线法：1上2下
变阻范围：R R0 R R R0
调压范围0： U
第一部分：基础知识
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）：1e 1.61019C
1C 6.251018 e
2、物体起电方式： 本质：电荷转移
qU0

1 2
m V02
Y
L2 U y
4d U0
tan L U
2d U0
④ 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上
Y y L tan
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）
◆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
R1
R2
ε
a
r
C
b
R3
R4
3、直流电路的动态变化分析：（定性）
①“口诀法”： 串反并同 与变阻器“串”的，UIP变化规律与变阻器相反
“串”——具有完全相同或部分关联的电荷流
与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同 “并”——完全不相关联的不同支路的电荷流

R2
2R
2Rr r 2

R
2
r2 2r
R
讨论 :
2
当R一定，r可变，则r→0，P出最大， P出 R 电源效率： R外 100% 100% R外 r
当r一定，R可变，因R r2 2r R
2
则当R=r时，P出最大，P出 4R
电源效率： R外 100% 50%
W Q UIt I2Rt U2 t R
3、非纯电阻电路：（电动机）
热效率η =100%
电功 其它形式能 热量（内能）
电功W UIt 电热Q I2Rt
有用机械功W机 UIt I2Rt UIt I2Rt U IR
◆对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用
九、伏安法测电阻
Rx A
Rx A
V
◆外接法
R真

U IR

U I IV
R测

U I
V
◆内接法
R真

UR I
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：
F

k
Q1 Q2 r2
k 9109 Nm2 / C 2
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）
3、应用： ①两相同球体接触起电
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
②电压：U=U1+U2+U3+ ③电阻：R=R1+R2+R3+ ④电压分配：与电阻成正比
⑤功率分配：与电阻成正比
2、并联：①各支路电压相等
②电流：I I1 I2 I3
1
③电阻：R
=
1 R1

1 R2

1 R3
பைடு நூலகம்
④电流分配：与电阻反比
⑤功率分配：与电阻反比
R R1 R2 R1 R2
正电荷周围空间电势恒为正。
负电荷周围空间电势恒为负。
七、电势差：（电压）
1、定义：
W Uab q
2、决定式：uab=φa-φb
◆单下标或无下标时取绝对值
3、绝对性：与零势点无关
有下脚标时应注意正负号 uab=－uba
4、场强与电势无必然联系：
①场强为0，电势不一定为0； 电势为0，场强不一定为0 ②场强大，电势不一定高； 电势高，场强不一定大
阻值应较小→增强调压均匀性 电路总功率较大（缺）
4、复杂电路的电阻： ▲定性： 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
所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体
R5变小
“串”——R1、R3 ↗
“并”——V、A、R2、R4 ↘
R1
R2
ε r
a V R5
A
b
R3
R4
4、电路故障问题：
◆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
①断路：表现为电流为0，而电压不为0 电压表，欧姆表
②短路：表现为电压为0，而电流不为0
③场强相等，电势不一定相等； 电势相等，场强不一定相等
5、场强与电势差关系： U Ed
-----适用于匀强电场
八、电场力的功
1、电场力做功特点：（同重力）
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 W电 Ep
③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况） 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
W q U AB
AB ◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差
九、电容器 ：
1、定义式： C Q Q
U U
——普适通用
2、决定式： C S
——平行板
4kd
ε ≥1，→介电常数
◆当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路
六、 闭合电路欧姆定律
1、表达式： I（R r） U Ir
2、路端电压变化规律：
① 与外阻的关系： R ，U （非正比）
②与电流的关系： U r I
◆物理意义：截距：b 斜率：k r tan
E
y y
B
E
+Q
A -Q
O
X
2L
B
+Q
A -Q
O
X
2L
四、 电场线
1、应用：
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
2、特点：
①从正电荷出发，终止于负电荷 ②不闭合、不相交、不中断 ③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间 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
等效“重力”：G m2 g2 E 2q2
“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断
o A Eq
“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲
mg
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）
① 粒子落在极板上
Eq ma
y 1 at 2 2
U Ed
飞行时间由y决定
六、 电势φ
1、定义：
q
（标量） 三个量都有正负号
◆正电荷电势能与电势同号 负电荷电势能与电势反号
2、单位：伏 1V=1J/C
3、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。
5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低
AB
AB
φA＞φB＞O
φA＜φB＜O
2、电功率： P W UI
t
3、效率：
有用
总 100%
电源效率： W输出 P输出 U R外 100%
W总
P总 R外 r
用电器效率： W有用 100%
W输 入
五、 电功与电热
1、焦耳定律： Q I2Rt
2、纯电阻电路：
电功 全部 热量（内能）
某导体（电阻）两端的电势高低 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
R1
R2
R3
V
R1
R2
R3
V
A
R1
R2
R3
V
A R1
R1
R2
R3
R2
A R3
四、 电功与电功率
1、电功：W qU UIt Pt
◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)
1度=1000W·3600S=3.6×106J
111 I1:I2:I3 =P1:P2:P3 = R1 : R2 : R3
三、 电阻
1、定义式： R U
I
------与欧姆定律意义不同
2、决定式： R L ------电阻定律（适用粗细均匀物体）
S
◆电阻率ρ 由材料决定
金属导体电阻率随温度升高而增大：
◆伏安特性曲线： 直线斜率（或斜率倒数）表示电阻
② 粒子穿出极板
Eq ma U Ed
L V0t
飞行时间由L决定
侧 移 ：y

1 at 2 2

L2qU 2dm V02
电场力做功：W Eq y
速度偏角： tan Vy at
Vx V0
位移偏角：tan y at
x 2V0
θ
O
2tan tan
③ 粒子先经过加速电场再进入偏转电场
电压表内阻：R内=R+Rg →∞
2、电流表： ◆并联分流电阻
Ig R I Ig Rg
R Rg Rg (n 1) n
Rg
电流表内阻：
R内

R Rg R Rg
→0
G
Rg
R
V
G Rg
R
A
◆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 读数相同，指针偏角不同 ②、两电压表V1、V2串联 指针偏角相同，读数不同 ③、两电流表A1、A2串联 读数相同，指针偏角不同 ④、两电流表A1、A2并联 指针偏角相同，读数不同
②三点电荷静电平衡
两同夹异，两大夹小，近小远大
三、 电场强度（场强）
1、场强E：
①定义式： E F
q
矢量方向：规定正电荷受力方向
②单位： N/C V/m
③决定式：
E

k
Q r2
------适用真空点电荷
2、场强的叠加： ------平行四边形定则
E E1 E2
▲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）
R外 r
◆当P出<
2 4R
，对于外阻有两个解R1R2
2R1
R1 r2

2R2
R2 r2
r R1 R2
P出
2
4R
P—R图像
O
r R1
R2
R
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
一、 电流
1、电流的形成： 电荷的定向移动 2、电流（强度）定义： I q
t
3、电流（微观）决定式： I neSV定
V定数量级 10-4m/S
4、电流（宏观）决定式： I U
R
------部分电路欧姆定律
------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电
二、串并联电路基本特点：
1、串联：①电流处处相等