高二物理选修3-1

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高中高二物理选修3-1详细公式

选修3-1的详细公式一、关于求库仑力、静电力、电场力的公式 ① 2rQq＝kF 库（求两点电荷Q 、q 之间的库仑力） ②F ＝Eq （适用于任何电场）公式①符号意义：F 库：库仑力；k ：静电力常量，大小为9×109N·m 2/C 2 r ：两点电荷Q 、q 之间的距离；公式②符号意义F ：静电力/电场力；E ：电场强度；q ：检验电荷/试探电荷二、关于求电场强度E 的公式 ①q F E ＝（适用于任何电场）②2rQk E ＝（适用于求点电荷Q 在距其r 处的电场强度） ③dUE ＝（适用于匀强电场）公式③符号意义：U ：某两点（如A 、B 两点）的电势差；d ：沿电场线的距离/两点（如A 、B 两点）所在等势面的垂直距离三、关于求某两点（如A 、B 两点）间的电势差U AB 的公式 ①qW ＝U ABAB ②U AB ＝Ed 或U AB ＝－Ed （当φA ＜φB ，即U AB 为负时） ③U AB ＝φA －φB公式符号意义：W AB ：电荷q 从A 运动到B 静电力/电场力对电荷做的功；d ：沿电场线的距离/A 、B 两点所在等势面的垂直距离； φA 、φB ：A 、B 两点的电势四、关于求静电力做功的公式和方法①AB AB qU W ＝ ②B A P P AB E E W －＝ ③利用动能定理222121A B AB mv mv W －＝或222121A B AB mv mv W W －＝＋其五、带电粒子在加速电场及偏转电场中运动的常用公式①由20121＝mv qU 得飞入偏转电场的初速度m qU v 102＝②在偏转电场中受到的加速度md qUm qE a 2＝＝③由l ＝v 0t 得穿越偏转电场的时间0v lt ＝④由上得出偏移量d U l U v l ·md qU ·at y 122202242121或＝＝＝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ ⑤02＝tan v v l yθy 或＝六、平行板电容器的两类典型问题(判别C 、Q 、U 、E 、F 变化情况) ①连接电源电势差U 不变，πkd S εC r 4＝ Q ＝CU ；dUE ＝(E 与d 有关)F ＝Eq ②切断电源电荷量Q 不变，πkd S εC r 4＝C QU ＝ S επkQ ＝Cd Q ＝d U E r4＝(E 与d 无关) F ＝EqC :电容；S :正对面积；d :极板距离；Q :电容器电荷量；εr :介电常数；U :两极板间的电势差Uθv 0vU 2 d··ql七、电路相关公式 ①电流定义式：t q I ＝（q ：t 时间内通过导体横截面的电荷量）；②欧姆定律RU I ＝ ③串联电路特点：各处电流都相等，即I 总＝I 1＝I 2＝…串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U 总＝U 1＋U 2＋… 串联电路两端的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R 总＝R 1＋R 2＋… ④并联电路特点：干路电流（总电流）I 总＝I 1＋I 2＝＋…并联电路两端的总电压等于各支路电压，即U 总＝U 1＝U 2＝… 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即⋯＝＋＝总21111R R R ⑤纯电阻电路（W 电＝Q ，欧姆定律适用）电功Q Rt I t R U UIt ＝W ＝＝＝电22tQ P R I R U UI P t W ＝＝＝＝＝＝热电电22 ⑥非纯电阻电路（W 电＝Q ＋E 其，欧姆定律不再适用，如电动机，电风扇） UIt W ＝电 Rt I Q 2＝ UI t W P ＝＝电电 R I tQP 2＝＝热电入＝P P r 2I UI P P P－＝－＝热电出 %100⨯入出＝P P η 符号意义：Q ：热量或焦耳热；P 电：电功率；P 热：热功率；P 入：输入功率；P 出：输出功率 r ：电动机或电风扇的内阻；η：电动机的效率 ⑦电阻的决定式 Sl R ρ＝符号意义：ρ：电阻率；l ：导体的长度；S ：导体的横截面积 ⑧闭合欧姆定律 rR EI ＋＝内外＋＝U U E Ir U E ＋＝外 Ir IR E ＋＝符号意义：I ：干路电流；E ：电源电动势；U 外：路端电压；U 内：电源内阻分得的电压 R ：电源外部总电阻；r ：电源内阻八、关于磁场的公式①通电导体在磁场中受到的安培力IBL F ＝安（导体与磁感线垂直）②带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力qvB F ＝洛（电荷以速度v 垂直飞入磁场）符号意义：L ：导体两端连线长度；B ：磁感应强度；q ：带电粒子所带电荷量。

人教版高二物理选修3-1课后习题答案

第一章库仑定律第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。

接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。

2．答：由于A 、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，这是电子由B 移动到A 的结果。

其中，A 得到的电子数为8101910 6.25101.610n --==⨯⨯，与B 失去的电子数相等。

3．答：图1－4是此问题的示意图。

导体B 中的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。

A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。

4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。

因为，在把A 、B 分开的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功。

这是把机械转化为电能的过程。

第二节1．答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。

所以，先把A 球与B 球接触，此时，B 球带电2q ；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电4q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248B q q q q =+÷=。

2．答：192291222152(1.610)9.010230.4(10)q q e F k k N N r r --⨯===⨯⨯=（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生2921.410/m s ⨯的加速度！）3．答：设A 、B 两球的电荷量分别为q 、q -，距离为r ，则22kq F r =-。

当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A q q =，C 的电荷量也是2c q q =；C 再与接触后，B 的电荷量变为224B q q q q -+==-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288A B q q q q q F k k k F r r r ⨯'==-=-=。

高中物理必刷题(选修3-1全册)word版答案解析

高中物理必刷题（选修3-1全册）word 版答案解析第一章静电场第1节电荷及其守恒定律刷基础1.B 【解析】摩擦起电现象的实质是电荷的转移，而不是产生了电子或质子，故A 错误；两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，故B 正确；摩擦起电是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，故C 错误；用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，故D 错误。

2.A 【解析】当她用于触摸一个金属球时，金属球上的电荷会转移到她的身上，因为同种电荷相互排斥，头发就会竖起；无论她带正电荷还是负电荷，只要电荷量足够多，就会出现该现象，选项A 正确，B 、C 、D 错误。

3.A 【解析】带负电的A 球靠近B 球(不接触)，由于静电感应而使B 球带正电，c 球带负电，故A 正确，B 错误；人体是导体，用手摸一下B 球，B 球与人体、地球构成整体，大地是远端，带负电，B 球是近端，带正电，故C 错误；将B 、C 分开，移走A ，B 球带正电，C 球带等量的负电，再将B 、C 接触，C 上的负电荷转移到B 上，从而使B 、C 都不带电，故D 错误。

4.C 【解析】用带正电的带电体A 靠近(不接触)不带电的验电器的上端金属球，验电器发生静电感应，带电体A 带正电，则验电器的上端金属球带负电荷，下部金属箔自带等量的正电荷，金属箔张开。

验电器的金属箔之所以张开，是因为它们带有同种电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小取决于两金属箔自带电荷量的多少，感应起电的实质是电子在物体内部发生了转移。

故A 、B 、D 错误，C 正确。

5.BC 【解析】原来不带电的物体处于电中性，不是内部没有电荷，而是正负电荷的个数相等，整体对外不显电性，故A 错误；摩擦起电过程中转移的是自由电子，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，即摩擦过程中A 失去电子，转移到了B 上，故B 正确；由电荷守恒定律可知，在电子的转移过程中电荷的总量保持不变，A 带1.6×10-10C 的正电荷，则B 一定带1.6×10-10C 的负电荷，故C 正确；摩擦过程中，A 失去1.0×109个电子，故D 错误。

物理选修3-1内容完整归纳

高中物理选修3-1物理选修3-1内容完整归纳第一章电场一、电场基本规律1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C ——密立根测得e 的值。

2、库伦定律：（1）定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（2）表达式：221r Q kQ F = k=9.0×109N ·m2/C2——静电力常量（3）适用条件：真空中静止的点电荷。

二、电场力的性质：1、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E ：（1）定义：电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷的带电量q 的比值，就叫做该点的电场强度。

（2）定义式：q FE =E 与F 、q 无关，只由电场本身决定。

（3）电场强度是矢量：大小：在数值上为单位电荷受到的电场力。

方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E 的方向相反。

（4）单位：N/C,V/m 1N/C=1V/m （5）其他的电场强度公式○1点电荷的场强公式：2r kQ E =——Q 场源电荷 ○2匀强电场场强公式：d U E =——d 沿电场方向两点间距离（6）场强的叠加：遵循平行四边形法则3、电场线：（1）意义：形象直观描述电场强弱和方向的理想模型，实际上是不存在的（2）电场线的特点： ○1电场线起于正电荷（无穷远），止于（无穷远）负电荷 ○2不封闭，不相交，不相切。

○3沿电场线电势降低，且电势降低最快。

一条电场线无法判断场强大小，可以判断电势高低。

○4电场线垂直于等势面，静电平衡导体，电场线垂直于导体表面（3）几种特殊电场的电场线三、电场12、电势能Ep ：（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。

(完整版)高二物理选修3-1-电源和电流习题及答案

电源和电流一．选择题1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（）A．有可以自由移动的电荷；B．导体两端有电压；C．导体两端有方向不变的电压；D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。

2．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说（）A．1h电池供给1C的电量B．1000s电池供给8C的电量C．1s电池供给8C的电量D．1min电池供给8C的电量3．关于电流，下列说法中哪些是正确的（）A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率；B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向；D、国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位。

4．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（）A．nvs△t ；B．nv△t ；C．I△t/e ；D．I△t/se 。

5．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是（）A．导体内部的电场强度为零B．导体是个等势体C．导体两端有恒定的电压存在D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等6．关于电流，下列说法中正确的是（）A．通过导线截面的电量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量二．填空题7．电源是把______能转化为______能的装置。

8．在一条通有恒定电流的导线中，电流是I。

如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。

9．导体中的电流是5μA，那么在3.2s内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。

10．在学校实验室的示波器中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中的电流大小为。

高二物理选修3-1 第一章静电场教案

精心整理高二物理选修3-1第一章静电场1、电荷及其守恒定律a、摩擦起电：b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。

c、电荷守恒定律：大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。

d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。

人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。

e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。

2、库仑定律a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

点电荷的理解。

与万有引力的区别。

c、带电金属球接触后等分电量；3、电场强度a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的；b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。

只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。

c、静止电荷产生的电场，称为静电场。

d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。

e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和）f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。

电场线有以下几个特点：①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；②电场线在电场中不相交；③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方较疏。

人教版高二物理选修3-1第一章1电荷及其守恒定律(共34张PPT)

1、一般情况下，为什么物体不带电？ 2、组成物质的原子的微观结构是怎么样的？
原子的构成
质子（正电）
原子核（正电）
中子（中性）
原子（中性）
电子（负电）
2020/7/19
6
一、起电的实质：
3、为什么摩擦能使物体带电？原子的构成
正离子
原子（中性）
负离子
2020/7/19
7
一、起电的实质：
4、摩擦起电有什么微观规律？
1.2起电的实质---接触带电
带同种电荷
带电物体7/19
电荷的转移
带电过程带电实质（宏观）（微观）
接触
转移
带电总量
不变
10
使物体带电的方法：
2020/7/19
11
1.3感应起电
静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。
1.1起电的实质---摩擦起电
电子摩擦
玻璃棒
丝绸
橡胶棒
电子摩擦
毛皮
带正电
带电方式
摩擦带电
2020/7/19
带负电
带电过程（宏观）
摩擦
带负电
带电实质（微观）
转移
带正电
带电总量
不变 8
验电器的作用：
判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少。
验电器的工作原理
2020/7/19
9
一、起电的实质：
（3）元电荷的数值
e=1.60217733X10-19C
计算中取e=1.60X10-19C
2020/7/19
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4、什么是比荷？
3 比荷(荷质比）测电子荷质比装置
• （1）定义： • 粒子的电荷量和质量之比。 • （2）电子的比荷： • 电子的电荷量e和电子的质量me。 • 电子的比荷为e/me=1.76X1011C/kg • 比荷也是一个常用的物理量 .

高二物理选修3-1_电源和电流习题及答案

4．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（）A．nvs△t ；B．nv△t ；C．I△t/e ；D．I△t/se 。

8．在一条通有恒定电流的导线中，电流是I。

如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。

9．导体中的电流是5μA，那么在3.2s内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。

10．在学校实验室的示波器中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中的电流大小为。

高二物理人教版选修3-1第一章 1 电荷及其守恒定律

探究一
探究二
当堂检测
问题探究
名师精讲
典例剖析
三种起电方式的比较与各自遵循的规律图甲是古老的摩擦起电机,图乙是感应起电机。结合图片,思考:
甲乙 (1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷? (2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么? 要点提示:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷;(2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子不能自由移动。
1
2
3
1. 冬天人穿毛衣时很容易产生静电,这种产生静电的方式属于 ( ) A.感应起电 B.接触起电 C.摩擦起电 D.毛衣本身就带电解析:感应起电的实质是在其他带电体的影响下电荷从物体的一部分转移到另一部分;摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体。毛衣本身不带电,但在与皮肤摩擦时很容易产生静电,这种产生静电的方式属于摩擦起电,选项C正确。答案:C
探究一
探究二
当堂检测
问题探究
名师精讲
典例剖析
【例题2】有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C。问: (1)让两绝缘金属球接触后,A、B所带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移,转移了多少? (2)A、B两球接触前固定好,让第三个与它们相同的不带电小球C 反复与A、B接触,最终A、B两球的电荷量和电性如何? 【思考问题】 (1)两小球所带的总电荷量为多少? 答案:两小球所带电荷量的代数和为3.2×10-9 C。 (2)C小球与A、B小球反复接触,最后三个小球的带电荷量多少有什么特点? 答案:三个小球的带电荷量相等。
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高二物理选修3-1电势能和电势

(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面

一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E
+
F
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试
探电荷的动能增加. 什么能转换为动能的呢?
一、电场力做功的特点把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ B
A WAB = F· |AB|cosθ=qE· |AM|
－ 8 － 8 B错.克服静电力做功6×10 J，则电势能增加6×10 J，
所以C对D错. • 【答案】 C • 【题后反思】静电力做了多少功，电势能就变化了多少，
并不是说，静电力做了多少功，电势能就等于多少，如有这种错误认识，就会误选A.
类型二
电势高低和电势能大小的判断
• 如图1－4－2所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是 ( )
电场中，电场力：电荷之间的作用力有电场力就有相应的能，叫电势能EP
EP由电场和电荷间的相对位置决定
电场力作功，电势能改变电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
课堂训练：
1、下列说法中，正确的是：BC A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
6
点P移至电场中某点A, 电场力做功 W 4 10
点的电势. 解:
从P 场外一点P的电势为 A,电场力做的功
5
5
5
J , 求A
p 0
W E PA
EPA W 4 10 J
EPA 4 10 A V 20V 6 q 2 10
注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.

高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料

高二物理(选修3-1)第一章静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，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，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=．带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2．带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=．（2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =．（3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =．在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==．离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度．顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置．它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。

高中物理选修3-1知识点归纳和测试题(完整版)

物理选修3-1一、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F KQ Q r=122（真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109N •m 2/C 2；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)；作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E Fq=（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝4.真空点（源）电荷形成的电场E KQr =2｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强ABU E d=｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB/q ＝qP E Δ减8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减：带电体由A 到B 时势能的减少量｝9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量)12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εSC 4πkd＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或22mVt qU ＝15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ：类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：dU E ＝垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qUa m m m＝＝＝注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直； (3）常见电场的分布要求熟记；(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；(6)电容单位换算：1F ＝106μF ＝1012PF ；(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV ＝1.60×10-19J ；(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面带电粒子在匀强电场中的类平抛运动一、模型原题一质量为m ，带电量为q 的正粒子从两极板的中部以速度v 0水平射入电压为U 的竖直向下的匀强电场中，如图所示，已知极板长度为L ，极板间距离为d 。

高二物理选修3-1(理科生)_《电势能和电势》知识要点和常见题型

第四节电势能和电势【知识要点】要点一判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．1．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．2．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．3．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．要点二理解等势面及其与电场线的关系1．电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功．2．在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱．3．已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面．4．电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的．要点三等势面的特点和应用1．特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．2．应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别．(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.【问题探究】1.重力做功和静电力做功的异同点如何？相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系φ＝E pqE p＝qφ3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图1－4－5所示．图1－4－5(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图1－4－6所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA>φA′；在中垂线上φB＝φB′.图1－4－6(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7所示，在AA′线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．图1－4－7【例题分析】一、电势能【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案 D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确．二、判断电势的高低【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势高低关系是________．答案φN>φM>φP解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.【对点练习】1.有一电场的电场线如图1－4－9所示，图1－4－9电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则() A．E A>E B，φA>φBB．E A>E B，φA<φBC．E A<E B，φA>φBD．E A<E B，φA<φB2．有关电场，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零3．将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8 J，则M点电势φM＝________ V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8 J，则N点电势φN＝________ V，MN两点间的电势差U MN ＝________ V.4．如图1－4－10所示．图1－4－10(1)在图甲中，若规定E p A＝0，则E p B________0(填“>”“＝”或“<”)．(2)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．【常见题型】题型一静电力做功和电势能变化之间的关系如图1所示，图1把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.[思维步步高] 电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？[解析]将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为E p A＝qU A，B点的电势能为E p B＝qU B，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即W＝E p A－E p B＝－2.5×10－8 J.[答案]增加－2.5×10－8 J[拓展探究]如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？[答案]减少 2.5×10－8 J增加－2.5×10－8 J[解析]如果把该电荷从B点移动到A点，静电力做正功，电势能减少．静电力做功为2.5×10－8 J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A点，静电力做负功，电势能增加了，静电力做负功，数值为－2.5×10－8 J.[方法点拨]电场中的功能关系：①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．②电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒．③电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒.题型二电场中的功能关系质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为F ＝⎩⎨⎧ 0，0<r <r 1，－F 0，r 1≤r ≤r 2，0，r >r 2.式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2－r 1)，取无穷远为零势能点．下列U －r 图示中正确的是( )[思维步步高] 零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和r ＝r 2处的势能是否相同？当r <r 1之后势能怎么变化？[解析] 从无穷远处电势为零开始到r ＝r 2位置，势能恒定为零，在r ＝r 2到r ＝r 1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为A 、B 选项中所示；r <r 1之后势能不变，恒定为－U 0，由引力做功等于势能减少量，故U 0＝F 0(r 2－r 1)．[答案] B[拓展探究]空间存在竖直向上的匀强电场，图2质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内( )A．重力做的功相等B．静电力做的功相等C．静电力做的功大于重力做的功D．静电力做的功小于重力做的功[答案] C[解析]根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力，故选项C正确．由于微粒做曲线运动，故在相等时间间隔内，微粒的位移不相等，故选项A、B错误．[方法点拨]电势能大小的判断方法：①利用E p＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.【课后作业】一、选择题1．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B、E C表示，则E A、E B 和E C间的关系可能是()A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E B2．如图3所示电场中A、B两点，图3则下列说法正确的是()A．电势φA>φB，场强E A>E BB．电势φA>φB，场强E A<E BC．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B3．如图4所示，图4某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是()A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，静电力做正功4．两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A．静电力做正功，电势能增加B．静电力做负功，电势能增加C．静电力做负功，电势能减少D．静电力做正功，电势能减少5．如图5所示，图5O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P 两点的电势和场强大小()A．φO＝φP，E O>E PB．φO＝φP，E O＝E PC．φO>φP，E O＝E PD．φO＝φP，E O<E P6．在图6中虚线表示某一电场的等势面，图6现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b，图中cd为O点等势面的切线，则当电荷通过O点时外力的方向()A．平行于abB．平行于cdC．垂直于abD．垂直于cd7．如图7所示，图7固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变二、计算论述题8．如图8所示，图8平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放．(1)求该粒子在x0处的电势能E p x0.(2)试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．9.图9一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内，管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为＋q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动，且与管壁的动摩擦因数为μ，管AB长为l，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，如图9所示．求从A开始，小球运动的总路程是多少？10．如图10所示，图10一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量＋q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度v A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．(1)求小环运动到A点的速度v A是多少？(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力F B 是多少？参考答案【对点练习】1.答案 D2.答案 D3.答案－2 5 －7解析本题可以根据电势差和电势的定义式解决．由W SM ＝qU SM 得U SM ＝W SM q ＝－4×10－8－2×10－8V ＝2 V而U SM ＝φS －φM ，所以φM ＝φS －U SM ＝(0－2) V ＝－2 V 由W MN ＝qU MN 得U MN ＝W MN q ＝14×10－8－2×10－8 V ＝－7 V而U MN ＝φM －φN ，所以φN ＝φM －U MN ＝[－2－(－7)] V ＝5 V4.答案 (1)< (2)见解析解析(1)A→B 移动正电荷，W AB >0，故E p A >E p B ，若E p A ＝0，则E p B <0. (2)甲中从A→B 移动负电荷，W AB <0，E p A <E p B 乙中从B→A 移动负电荷，W AB >0，E p A <E p B . 【课后作业】一、选择题1.答案 AD解析点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故E A ≥E B ，E A ≥E C ，A 、D 正确．2.答案 BC解析场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系．场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式E p ＝φq 知，负电荷在电势低的地方电势能反而大．3.答案 AC解析由图示电场线的分布示意图可知，MN 所在直线的电场线方向由M 指向N ，则M 点电势一定高于N 点电势；由于N 点所在处电场线分布密，所以N 点场强大于M 点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M 点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功．综上所述，A、C选项正确．4.答案 B解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加．5.答案 A6.答案 D7.答案AD解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减少，故A对，B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对．二、计算论述题8.答案(1)－qEx0(2)见解析解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为：W电＝－qEx0①W电＝－(0－E p x0)②联立①②得：E p x0＝－qEx0(2)在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2.F＝qE＝mav22－v21＝2a(x2－x1)联立得12mv 22－12mv21＝qE(x2－x1)所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)即E k2＋E p2＝E k1＋E p1故在其运动过程中，其动能和势能之和保持不变．9.答案l tan θμ解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，即qE sin θ>mg sin θ＋F f ，小球所受管壁弹力垂直管壁向下，作出受力分析如右图所示．小球最终静止在“∧”形顶端，设小球运动的总路程为x ，由动能定理知：qEl sin θ－mgl sin θ－μ(qE cos θ－mg cos θ)x ＝0，解得x ＝l tan θμ.10.答案 (1)qErm (2)6qE解析 (1)小球在A 点时所受的静电力充当向心力，由牛顿第二定律得：qE ＝mv 2A r解得v A ＝ qEr m(2)在B 点小球受力如右图所示，小球由A 运动到B 的过程中，根据动能定理qE·2r=221122B A mu mu -在B 点，FB 、qE 的合力充当向心力：2B B u F qE m r-=,得6B F qE =。

高二物理选修3-1欧姆定律

成R＝UI 和U＝IR，从数学上讲，这三个式子只是用于求不同
的物理量，没有什么本质上的差别．但从物理角度讲，这三
个式子有着不同的物理意义，要在学习的过程中注意加深理
解和学会不同情况下正确使用它们．
12
三、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻． 2．定义式：R＝UI . 3．单位：欧姆(Ω)，常用的还有 kΩ、MΩ，且有 1 Ω ＝10－3kΩ ＝10－6M Ω.
21
3．非线性元件．伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，如下图，是二极管的伏安特性曲线．二极管具有单向导电性．加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小．
22
二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线．
17
三、导体的伏安特性曲线 1．定义．建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的导体的I－U图线叫做导体的伏安特性曲线．
18
2．线性元件．
伏安特性是通过坐标原点的直线，表示电流与电压成正
比，如图所示，其斜率等于电阻的倒数，即tanα＝
I U
＝
1 R
.所
以曲线的斜率越大，表示电阻越小．
13
I＝
U R
是定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电
压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一
定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解液导电(纯电
阻电路)．
14
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R＝
U I
是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻
碍作用，常利用
U I

(完整版)高中物理选修3-1公式总结

2、库仑定律：F k一厂（不带正负号）r（k=9.0 W9N-m2/C2, r为点电荷球心间的距离）3、电场强度定义式：E Fq场强的方向：正检验电荷受力的方向.4、点电荷的场强：E A k-Q2 （Q为场源电「A量）5、电场力做功：W AB qU AB（带正负号）6、电场力做功与电势能变化的关系：W电E p7、电势差的定义式：U AB W AB（带正负q号）8电势的定义式： A W AP（带正负号）q（P代表零势点或无穷远处）9、电势差与电势的关系：U AB A BE丄d（d为沿场强方向的距离）11、初速度为零的带电粒子在电场中加速:v第二章、电路1、电阻定律：R g （I叫电阻率）S2、串联电路电压的分配：与电阻成正比U1 R[ R.1—-—- u 1 1—U总U2 R2，R1 R2 总3、并联电路电流的分配：与电阻成反比I 1 R2 . R2 .丨2 R1 1R R2 干4、串联电路的总电阻：R串R1 R2（ nR）5、并联电路的总电阻：R并了字（旦）R1 R2 n6、I-U伏安特性曲线的斜率：k tan 丄R12、带电粒子在电场中的偏转：加速度一一a理mdqU丨22md v]偏转角--- tan qU丨2md v013、初速度为零的带电粒子在电场中加速并偏转：&闭合电路欧姆定律：I —R r9、闭合电路的路端电压与输出电流的关系:U E I r10、电源输出特性曲线：电动势E:等于U轴上的截距内阻r :直线的斜率r tan E I短选修3-1公式第一章、电场qU2 I2yc * 2qU12md -mU2I24dU；1、电荷先中和后均分：q qi2q2（带正负号）14、电容的定义：C单位：法拉15、平行板电容器的电容:10、匀强电场的电场强度与电势差的关系:偏转量R12安培力的方向判断：左手定则 5、磁通量：BSsin 单位：韦伯 Wb（B 为B 和S 的夹角，即线和面的夹角） * 6、力矩：M FL （L 为力F 的力臂） * 7、通电矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转的磁力矩：15、热功率：P 热l 2R17、电源输出的最大电功率:第三章、磁场1、磁场的方向：小磁针静止时 N 极的指向2、安培定则：判断直线电流、环形电流、通电螺线管的方向。

(完整版)人教版高中物理选修3-1目录

人教版高中物理选修3-1目录第1章静电场1.电荷及其守恒定律电荷电荷守恒定律元电荷2.库仑定律库仑定律库仑的实验3.电场强度电场电场强度点电荷的电场电场强度的叠加电场线匀强电场4.电势能和电势静电力做功的特点电势能电势等势面5.电势差6.电势差与电场强度的关系7.静电现象的应用静电平衡状态下导体的电场导体上电荷的分布尖端放电静电屏蔽8.电容器的电容电容器电容平行板电容器的电容常用电容器9.带电粒子在电场中的运动带电粒子的加速带电粒子的偏转示波器的管理第2章恒定电流1.电源和电流电源恒定电流2.电动势3.欧姆定律欧姆定律导体的伏安特性曲线4.串联电路和并联电路串联电路和并联电路的电流串联电路和并联电路的电压串联电路和并联电路的电阻电压表和电流表5.焦耳定律电功和电功率焦耳定律6.导体的电阻影响导体电阻的因素导体的电阻7.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律路端电压与负载的关系8.多用电表的原理欧姆表多用电表9.实验：练习使用多用电表测量小灯泡的电压测量通过小灯泡的电流测量定制电阻测量二极管的正反向电阻10.实验：测定电池的电动势和内阻实验原理实验方法数据处理11.简单的逻辑电路“与”门“或”门“非”门第3章磁场1.磁现象和磁场磁现象电流的磁效应磁场地球的磁场2.磁感应强度磁感应强度的方向磁感应强度的大小3.几种常见的磁场磁感线几种常见的磁场安培分子电流假说匀强磁场磁通量4.通电导线在磁场中受到的力安培力的方向安培力的大小磁电式电流表5.运动电荷在磁场中受到的力洛仑兹力的方向和大小电视显像管的工作原理6.带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动回旋加速器。

高中物理选修3-1电动势欧姆定律(有答案)

高中物理学习讲义
的自由电荷全部通过了截面D.
S·q.
表示线性元件，b、c表示非线性元件．
12 Ω
的电流为灯泡L2的电流的2倍
．由图乙看出，灯泡的电阻率随着所加电压U的增加而变小
消耗的电功率为0.30 W
两端的电压为3 V，由图乙知，通过L1的电流为0.25 A，所以
串联，每个灯泡的电压为1.5 V，由图乙可知，通过L2、
消耗的电功率为0.30 W，故D选项正确；L1与L2的电流不是两倍关系，所以图线的斜率逐渐变小，表示灯泡的电阻变大，电阻率也是变大的，
通过某一金属氧化物制成的导体棒P中的电流遵循I＝KU
与一个遵从欧姆定律的电阻器Q串联在一起后，接在一个两端电压为的电源上，电路中的电流为0.16 A，所串联的电阻器Q的阻值是多少？
上的电压分别为U P、U Q，对导体棒P，由I＝KU3得：U
．d
U1
I1－I2
本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对
5 Ω
1.4 Ω
．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
1.2 J其他形式的能转化为电能其他形式的能转化为电能
的干电池做功少
．通过该导体的电流与其两端的电压成正比
图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝cot 45°＝1.0 Ω
电压时，每秒通过导体截面的电荷量是
1 Ω
§课后作业§（多选）关于电流，下列叙述正确的是()
U、I的变化而改变，但电压U与电流I成正比，C、
．小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变
D．6 Ω。