高二物理选修3-1知识点
高中物理选修31知识点总结
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高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结第一章电场一基本公式1.库仑定律:F静=KQ1Q2r2(k9.0109Nm2/c2)2.场强(1)定义式:EF电q(2)点电荷:EKQr2(3)匀强电强:EUd3.电场力:F电Eq4.电势差:UABWABABqAWAOq5.电场力做功:与重力做功类同,做正功电势能减少,做负做电势能不断增加(1)W电=Uq(2)W电=F电scos6.电容器:QQ(1)cU{(2)Cs4kd7.电荷以初速度为零先进入加速电场U1再进入偏转电场U2:(1)水平侧移技术水平距离即竖直方向位移:U2y2l4U1d(2):tanU2l2Ud18.带电粒子在电场中的位移:(1)粒子穿过电场的时间:tLv0(2)在磁场中的加速度:aUqmd(3)搬回电场时的侧移距离:y12at2(4)离开电场时的速度偏向角:tanvyatvxv0二.基本规律1.电荷守恒定律a.带同种电荷的相同两球先接触后再分开,则两球各带总电荷量的一半b.带异种电荷的相同两球先之后接触后再分开,则电荷先中和再均分。
2.库仑定律条件:真空中的点电荷3.场强方向:规定:把正电荷受力的方向规定为场强方向4.电场线:(1)不相交、不相切,不闭合(2)密的地方场强大,疏的地方场强弱(3)某点的强场方向与该点的切线方向一致5.等势线:(1)与电场线垂直(2)在等势线上移动电荷,电场力不做功(3)等势线密的地方场强大,疏的地方场强弱6.等量这三类电荷电场分布:7.等量生化电荷电场分布:8.电容器:a.与源断开,电量Q不变;b.与电源接通电压U不变。
9.力做功:(1)电场力:仅仅决定电势能的变化。
正功,电势能减少;负功,电势能增加。
(2)重力:只决定重力势能的变化。
正功,重力势能减少;负功,重力势能增加(3)安培力:做正功电能转化为机械能,做负功机械能转化为电能。
做多少功,就转化多少能量。
(4)洛仑兹力:对运动电荷永远不够做功,始终与速度方向垂直。
高中物理选修3-1知识总结即公式总结
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物理选修3-1知识点即公式总结第一章 电场一.电场基本规律 1.电荷 电荷守恒定律。
自然界中只存在正、负电荷。
(1)三种带电方式:摩擦起电—掠夺式、接触起电—均分式、感应起电—本能式(2)元电荷:最小的带电单元,自然界任何物体的带电荷量都是元电荷(e=1.6×10-19c)的整数倍,电子、质子的电荷量都等于元电荷,但电性不同,前者为负,后者为正。
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:122kQ Q F r=k=9.0×109N ·m 2/C 2——静电力常量。
q 1、q 2是电荷带电量(C) r 是两个电荷的距离(m) (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:FE q=. E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。
E 是电场强度(N/C 或V/m ²均可,1N/C=1V/m ²)F 是电场力(N) q 是电荷量(C)(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:2kQE r =——Q 场源电荷;E 是点电荷电场强度(N/C 或V/m ²均可,1N/C=1V/m ²);k 是静电力常量(=9.0×109N •m²/C ²) ;Q 是点电荷带电量(C) r 是半径(m); ②匀强电场场强公式:UE d=——d 沿电场方向等势面间距离;U AB 是A .B 两点的电势差(V) d 是距离(m);E 是电场强度(N/C 或V/m ²均可,1N/C=1V/m ²) (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。
高二理科物理选修3-1知识点
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高二理科物理选修3-1知识点高二理科物理选修3-1知识点大全在平时的学习中,不管我们学什么,都需要掌握一些知识点,知识点就是学习的重点。
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高二理科物理选修3-1知识点(一)1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住,使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况导体内腔不受外界影响:接地导体空腔外部不受内部电荷影响:3. 静电屏蔽的本质:静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用:电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业,全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋高二理科物理选修3-1知识点(二)1. 电容定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的'电势U 的比值,叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。
②电容的单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
常用单位有微法(μF),皮法(pF) 1μF = 10-6F,1 pF =10-12F2. 平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比。
是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。
3. 电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。
高二理科物理选修3-1知识点(三)1. 电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。
两个导体称为电容器的两极。
2. 电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。
3. 电容器的充电、放电.操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。
高中物理选修3-1光的知识点
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光知识点归纳光的折射知识点一、反射定律和折射定律1.光的反射(1)反射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质的现象。
(2)反射定律:反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。
2.光的折射(1)折射现象:如图所示,当光线入射到两种介质的分界面上时,一部分光被反射回原来介质,即反射光线OB。
另一部分光进入第2种介质,并改变了原来的传播方向,即光线OC,这种现象叫做光的折射现象,光线OC称为折射光线。
(2)折射定律:折射光线跟入射光线与法线在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
即sinθ1sinθ2=n12,式中n12是比例常数。
3.光路可逆性在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的。
如果让光线逆着出射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线出射。
知识点二、折射率1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫这种介质的折射率.定义式:n =sin θ1sin θ2. 2.意义:反映介质的光学性质的物理量.折射率越大,光从真空射入到该介质时偏折越大.3.折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比,即n =c v ,任何介质的折射率都大于1.知识点三、插针法测定玻璃的折射率1.实验原理:如图所示,当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ,从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2,再根据n =sin θ1sin θ2或n =PN QN ′算出玻璃的折射率。
2.实验器材:玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔。
3.实验步骤(1)将白纸用图钉钉在木板上。
(2)在白纸上画出一条直线aa ′作为界面(线),过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′,并画一条线段AO 作为入射光线,如图。
物理选修3-1》知识点总结
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物理选修3-1》知识点总结物理选修3-1》知识点总结第六章静电场第1课时库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律在自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
例如,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
电荷量的基本单位是元电荷,电荷守恒定律指出电荷不能被创造或消灭,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,电荷的总量保持不变。
考点2.库仑定律库仑定律描述了在真空中静止的两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
这个作用力的大小可以用公式F=kQ1Q2/r^2来计算,其中k是静电力常量,等于9.0×10^9 N·m^2/C^2.考点3.电场强度电场是存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质,对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度是放入电场中的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值,通常用N/C或V/m来表示。
电场强度有三种表达方式:定义式、决定式和关系式。
电场强度是一个向量量,其方向与正电荷在电场中受到的电场力的方向相同,与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的向量和,这种关系叫做电场强度的迭加,电场强度的迭加遵从平行四边形定则。
考点4.电场线、匀强电场电场线是为了形象直观描述电场的强弱和方向,在电场中画出一系列的曲线,曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向,曲线的疏密程度表示场强的大小。
电场线是为了直观形象的描述电场而假想的,实际上是不存在的理想化模型。
匀强电场是指在空间中电场强度大小和方向都相同的电场,可以用平行板电来实现。
1.电场线的性质电场线起始于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远,是不闭合的曲线。
任意两条电场线不会相交。
电场线的疏密程度表示电场的强度,而某点切线的方向表示该点的场强方向,但并不代表电荷在电场中的运动轨迹。
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
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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重要知识点
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高中物理选修3-1重要知识点(一)安培力方向的判断1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。
2.已知I、B的方向,可唯一确定F的方向;已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时,磁感应强度B的方向不能唯一确定。
3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中,还要善于把立体图转换成平面图。
对磁感应强度的理解1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式,是用比值定义的,磁感应强度B 的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L均无关。
2、定义式B=FIL成立的条件是:通电导线必须垂直于磁场方向放置。
因为磁场中某点通电导线受力的大小,除了与磁场强弱有关外,还与导线的方向有关。
导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。
3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称作“电流元”,相当于静电场中的试探电荷。
4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。
高中物理选修3-1重要知识点(二)匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受的安培力F= BIL。
(一)公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=BIL;当B与I平行时,F=0。
(二)弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,如下图相应的电流沿L由始端流向末端。
1、当电流与磁场方向垂直时,F = ILB2、当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ常见磁场的磁感线1、永久性磁体的磁场:条形,蹄形2、直线电流的磁场剖面图(注意“ ”和“×”的意思)箭头从纸里到纸外看到的是点,从纸外到纸里看到的是叉。
高中物理选修31——磁场知识点总结
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高中物理选修3-1——磁场知识点总结高中物理选修3-1——磁场知识点总结一、磁场及其磁感线1、磁场(1)磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质,磁场和电场一样,都是“场形态物质”。
(2)磁场的方向:物理学规定,在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点磁场的方向。
(3)磁场的基本性质:磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。
磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。
2、磁感线(1)磁感线:是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。
在曲线上,每一点切线方向都在该点的磁场方向上,曲线的疏密反映磁场的强弱。
(2)磁感线的特点:a.磁感线是闭合的曲线,磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极,内部由S极到N极。
b.任意两条磁感线不能相交。
3、几种常见磁场的磁感线的分布(1)条形磁铁和碲形磁铁的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体,如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状,其实它们的磁感线分布在整个空间内,而且磁感线是闭合的,它们的内部都有磁感线分布。
(2)通电直导线磁场的磁感线通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示,通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。
需要指出的是,通电直导线产生的磁场是不均匀的,越靠近导线,磁场越强,磁感线越密。
电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断,如图所示。
用右手握住直导线,伸直的大拇指与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
(3)环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形的中心轴上,由对称性可知,磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。
如图甲所示,环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断,如图乙所示,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是圆环轴线上磁感线的方向;如图丙所示,让右手握住部分环形导线,伸直的大拇指与电流方向一致,则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。
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最新精选全文完整版(可编辑修改)(完整版)高中物理必修3-1知识点清单(非常详细)第一章 静电场精选全文,可以编辑修改文字!一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷. 2.电荷守恒定律(1)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.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. 二、库仑定律1.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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.公式:F =kq 1q 2r2,式中的k =9.0×109 N ·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空. 三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量. 2.公式(1)定义式:E =F q,是矢量,单位:N/C 或V/m.(2)点电荷的场强:E =k Q r ,Q 为场源电荷,r 为某点到Q 的距离.(3)匀强电场的场强:E =Ud.3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向. 四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处. (2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大. (4)沿电场线方向电势降低.(5)电场线和等势面在相交处互相垂直. 3.几种典型电场的电场线(如图所示)考点一 对库仑定律的理解和应用 1.对库仑定律的理解 (1)F =kq 1q 2r 2,r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分. 考点二 电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:(1)电场线是直线.(2)电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行. 2.由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:(1)粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切. (2)由电场线的疏密判断加速度大小.(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化. 3.求解这类问题的方法: (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.第二章 电势能和电势差一、电场力做功和电势能 1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关. (2)计算方法①W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为沿电场方向的距离. ②W AB =qU AB ,适用于任何电场. 2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A-E p B =-ΔE p .(3)电势能具有相对性. 二、电势、等势面 1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q.(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同. 2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面. (2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直. ③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密). 三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与移动的电荷的电量q 的比值.2.定义式:U AB =W ABq. 3.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,U AB =-U BA . 4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即U AB =Ed .特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.考点一 电势高低及电势能大小的比较 1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB =φA -φB :若U AB >0,则φA >φB ,若U AB <0,则φA <φB .(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法 (1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关). (2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析 1电场 等势面(实线)图样 重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U=Ed的拓展应用1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d.推论如下:(1)如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=φA+φB2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.四、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义式:C=QU.(2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF.3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两极板间距离成反比.(2)决定式:C =εr S4πkd,k 为静电力常量.特别提醒:C =Q U ⎝ ⎛⎭⎪⎫或C =ΔQ ΔU 适用于任何电容器,但C =εr S4πkd仅适用于平行板电容器.五、带电粒子在电场中的运动 1.加速问题(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12mv 2-12mv 20;(2)在非匀强电场中:W =qU =12mv 2-12mv 20.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场. (2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解. ①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动. 特别提示:带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.六、带电粒子在电场中的偏转 1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd.(2)在电场中的运动时间:t =l v 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧v x t =v 0t =l 12at 2=y ,y =12at 2=qUl22mv 20d . (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y =at,v y =qUtmd, v =v 2x +v 2y ,tan θ=v y v x =qUl mv 20d. 2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul2U 0d.(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差.第三章 恒定电流 第四章 闭合电路的欧姆定律一、电流、欧姆定律 1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动形成电流. (2)方向:规定为正电荷定向移动的方向. (3)三个公式①定义式:I =q /t ;②微观式:I =nqvS ;③I =U R.2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (2)公式:I =U /R .(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路. 二、电阻、电阻率、电阻定律 1.电阻(1)定义式:R =U I.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用越大. 2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.(2)表达式:R =ρl S . 3.电阻率(1)计算式:ρ=R S l.(2)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. (3)电阻率与温度的关系①金属:电阻率随温度的升高而增大. ②半导体:电阻率随温度的升高而减小. ③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体. 三、电功、电功率、焦耳定律 1.电功 (1)实质:电流做功的实质是电场力对电荷做正功,电势能转化为其他形式的能的过程. (2)公式:W =qU =UIt ,这是计算电功普遍适用的公式. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功叫电功率.(2)公式:P =W t=UI ,这是计算电功率普遍适用的公式.3.焦耳定律电流通过电阻时产生的热量Q =I 2Rt ,这是计算电热普遍适用的公式. 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量. (2)表达式:P =Q t=I 2R .四、串、并联电路的特点 1.特点对比串联并联电流 I =I 1=I 2=…=I n I =I 1+I 2+…+I n 电压 U =U 1+U 2+…+U nU =U 1=U 2=…=U n 电阻R =R 1+R 2+…+R n1R =1R 1+1R 2+…+1R n2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大. 五、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(2)表达式:E =W q.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. 六、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.2.公式⎩⎪⎨⎪⎧I =E R +r只适用于纯电阻电路E =U 外+U 内适用于任何电路3.路端电压U 与电流I 的关系(1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. 七、测量电路的选择对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.1.阻值判断法:当R V ≫R x 时,采用电流表“外接法”; 当R x ≫R A 时,采用电流表“内接法”. 2.倍率比较法:(1)当R V R x =R x R A ,即R x =R V ·R A 时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”;(2)当R V R x >R xR A即R x <R V ·R A 时,采用电流表外接法;(3)当R V R x <R x R A即R x >R V ·R A 时,采用电流表内接法. 3.试触法:ΔU U 与ΔII 比较大小:(1)若ΔU U >ΔII ,则选择电压表分流的外接法;(2)若ΔI I>ΔUU,则选择电流表的内接法.八、实验器材的选择 1.安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流. 2.误差因素选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的13~23);使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近. 3.便于操作选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的. 4.关注实验的实际要求.第五章 磁场一、磁场、磁感应强度 1.磁场(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用. (2)方向:小磁针的N 极所受磁场力的方向. 2.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场强弱和方向.(2)定义式:B =F IL(通电导线垂直于磁场).(3)方向:小磁针静止时N 极的指向. (4)单位:特斯拉,符号T. 二、磁感线及特点 1.磁感线在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致. 2.磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱.(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点.在磁体外部,从N 极指向S 极;在磁体内部,由S 极指向N 极.(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切. (5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在. 3.电流周围的磁场直线电流通电螺线管环形电流非匀强磁场三、安培力的大小和方向1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时,F=BIL.(2)磁场和电流平行时:F=0.2.安培力的方向(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面.(注意:B和I可以有任意夹角)四、洛伦兹力1.定义:运动电荷在磁场中所受的力.2.大小(1) v∥B时,F=0.(2) v⊥B时,F=qvB.(3) v与B夹角为θ时,F=qvB sin_θ.3.方向(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向.(2)方向特点:F⊥B,F⊥v.即F垂直于B、v决定的平面.(注意B和v可以有任意夹角).由于F始终垂直于v的方向,故洛伦兹力永不做功.五、洛伦兹力和电场力的比较1.洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面.(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化.(3)左手判断洛伦兹力方向,但一定分正、负电荷.六、带电粒子在匀强磁场中的运动1.圆心的确定(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图甲所示,图中P 为入射点,M为出射点).(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示,P 为入射点,M为出射点).2.半径的确定可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小.3.运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时,其运动时间表示为:t=θ2πT⎝⎛⎭⎪⎫或t=θRv.4.求解粒子在匀强磁场中运动问题的步骤:(1)画轨迹:即确定圆心,画出运动轨迹.(2)找联系:轨迹半径与磁感应强度、运动速度的联系,偏转角度与圆心角、运动时间的联系,在磁场中的运动时间与周期的联系.(3)用规律:即牛顿运动定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式.总之,在这一学年中,我不仅在业务能力上,还是在教育教学上都有了一定的提高。
高中物理选修3-1知识点汇总
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物理选修3-1知识点总结一、静电力1.电荷电荷守恒定律点电荷Ⅰ⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷e 161019.C 。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne )⑵使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电。
⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。
2.库仑定律Ⅱ在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,数学表达式为FKQQ r122,其中比例常数K 叫静电力常量,K 90109.N mC22·。
(F:点电荷间的作用力(N),Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引)库仑定律的适用条件是(a)真空,(b)点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。
3.静电场电场线Ⅰ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,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点:(a)始于正电荷(或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(b)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4.电场强度点电荷的电场Ⅱ⑴电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场的这种性质用电场强度来描述。
高中物理选修3-1:静电场知识点归纳
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⾼中物理选修3-1:静电场知识点归纳⾼中知识搜索⼩程序⼀、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质⼦、正电⼦的电荷量与元电荷相同。
(2) 点电荷:当带电体本⾝的⼤⼩和形状对研究的问题影响很⼩时,可以将带电体视为点电荷。
2. 静电场(1) 定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作⽤的⼀种特殊物质。
(2) 基本性质:对放⼊其中的电荷有⼒的作⽤。
3. 电荷守恒定律(1) 内容: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。
(2) 起电⽅式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质:物体带电的实质是得失电⼦。
⼆、库仑定律内容: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1. 内容:距离的⼆次⽅成反⽐。
作⽤⼒的⽅向在它们的连线上。
2. 表达式:,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫静电⼒常量。
适⽤条件:真空中的点电荷。
3. 适⽤条件:三、电场强度、点电荷的场强定义:放⼊电场中某点的电荷受到的电场⼒F与它的电荷量q的⽐值。
1. 定义:2. 定义式:点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:3. 点电荷的电场强度:⽅向:规定正电荷在电场中某点所受电场⼒的⽅向为该点的电场强度⽅向。
4. ⽅向: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5. 电场强度的叠加:和,遵从平⾏四边形定则。
四、电场线1. 定义:定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及⽅向,在电场中画出⼀些曲线,曲线上每⼀点的切线⽅向都跟该点的电场强度⽅向⼀致,曲线的疏密表⽰电场的强弱。
2. 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电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.③同⼀幅图中,场强⼤的地⽅电场线较密,场强⼩的地⽅电场线较疏.匀强电场五、匀强电场五、电场中各点场强⼤⼩处处相等,⽅向相同,匀强电场的电场线是⼀些平⾏的等间距的平⾏线.六、电势能、电势1. 电势能(1) 电场⼒做功的特点:电场⼒做功与路径⽆关,只与初、末位置有关。
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)
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物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结(详细)一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电:带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:221 r QQkF k=9.0×109N·m2/C2极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
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第一章恒定电流一、电源和电流1、电流产生的条件:(1)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子)(2)导体两端存在电势差(电压)(3)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
2电流的方向电流可以由正电荷的定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。
习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
(2)电流有方向但电流强度不是矢量。
(3)方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
通常所说的直流常常指的是恒定电流。
二、电动势1.电源(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
2.电动势(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q(3)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是:A·h,mA·h. 【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
三、欧姆定律1、导体的电阻①定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
②公式:R=U/I(定义式)说明:A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成反比的关系,R只跟导体本身的性质有关B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法——伏安法。
C、电阻反映导体对电流的阻碍作用2、欧姆定律①定律内容:导体中电流强度跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比。
②公式:I=U/R③适应范围:一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液3、导体的伏安特性曲线(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
(2)线性元件和非线性元件线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件4、导体中的电流与导体两端电压的关系(1)对同一导体,导体中的电流跟它两端的电压成正比。
(2)在相同电压下,U/I大的导体中电流小,U/I小的导体中电流大。
所以U/I反映了导体阻碍电流的性质,叫做电阻(R)(3)在相同电压下,对电阻不同的导体,导体的电流跟它的电阻成反比。
四、串联电路和并联电路1、串联电路①电路中各处的电流强度相等。
I=I1=I2=I3=…②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1+U2+U3+…③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。
R=R1+R2+R3+…④电压分配:U1/R1=U2/R2 U1/R1=U/R⑤n个相同电池(E、r)串联:E n = nE r n = nr⑥串联电路的功率分配:P=I2RP1/R1=P2/R2=P3/R3=…=Pn/Rn2、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相等。
U=U1=U2=U3=…②电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。
I=I1+I2+I3+…③并联电路总电阻的倒数,等于各个电阻的倒数之和。
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ 对两个电阻并联有:R=R1R2/(R1+R2)④电流分配:I1/I2=R1/R2 I1/I=R1/R⑤n个相同电池(E、r)并联:E n = E r n =r/n⑥并联电路的功率分配:P1R1=P2R2=P3R3=…=PnRn=U23、几点注意事项:①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一;②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻;③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大;④若并联的支路增多时,总电阻将减小;⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。
4、分压作用和电压表:说明: 如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较大的电压了.加了分压电阻并在刻度板上标出电压值,就把电流表改装成了电压表.电压表的量程越大,串联的电阻R越大。
因为电流一定。
5、分流作用和电流表(安培表):说明: 并联电阻可以分担一部分电流,并联电阻的这种作用叫做分流作用,作这种用途的电阻又叫做分流电阻.为了使电流表能够测量几个安培甚至更大的电流,可能给它并联个分流电阻,分掉一部分电流,这样在测量大电流时,通过电流表的电流也不致超过满偏电流Ig.电流表的量程越大,并联的电阻越小。
因为电压一定。
五、焦耳定律1、电功定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
用W表示。
实质:是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
【注意】功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键表达式:W = Iut【说明】:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流2、电功率①定义:单位时间内电流所做的功②表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用)上式表明:电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
③额定功率和实际功率额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。
实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
3、焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方,导体的电阻和通电时间成正比公式:Q=I2Rt说明:a.(1)式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的。
b.(1)式中各量的单位.4、电功和电热的关系:设问: 电流通过电路时要做功,同时,一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?(1)、纯电阻电路.如图所示,电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.电功即电流所做的功: W=UIt.电热即电流通过电阻所产生的热量: Q=I2Rt由部分电路欧姆定律: U=IRW=UIt=I2Rt=Q表明: 在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能电功表达式: W=UIt=I 2Rt=(U 2/R)/t电功率的表达式: P=UI=I 2R=U 2/R(2)非纯电阻电路.如图所示,电灯L 和电动机M 的串联电路中,电能各转化成什么能? 电流通过电灯L 时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能.电流通过电动机M 时电功即电流所做的功(电动消耗的电能): W=UIt电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量: Q=I 2RtW(=UIt)=机械能+Q(=I 2Rt)表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt,电热仍等于I 2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了. UIt >I 2Rt电功表达式: W=UIt ≠Q=I 2Rt电功率表达式: P=UI ≠I 2R发热功率表达式: P=I 2R ≠UI5、应用欧姆定律须注意对应性。
(1)选定研究对象电阻R 后,I 必须是通过这只电阻R 的电流,U 必须是这只电阻R 两端的电压。
该公式只能直接用于纯电阻电路,不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。
(2)公式选取的灵活性。
①计算电流,除了用R U I 外,还经常用并联电路总电流和分电流的关系:I=I1+I2②计算电压,除了用U=IR外,还经常用串联电路总电压和分电压的关系:U=U1+U2③计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和:P=P1+P2U2对纯电阻,电功率的计算有多种方法:P=UI=I2R=R以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于纯电阻电路,也可用于非纯电阻电路。
既可以用于恒定电流,也可以用于交变电流。
六、电阻定律1、电阻定律R=ΡL/S2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变;某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料);某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等);而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料)3、式中ρ是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。
(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。
(2)单位:欧·米(Ω·m)4、纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大电阻率小用作导电材料,电阻率大的用作绝缘材料.改变电阻可以通过改变导体的长度,改变导体横截面积或是更换导体材料等途径。
5、材料的电阻率跟温度有关系:各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增大,用这一特点可制成电阻温度计(金属铂).b,康铜,锰铜等合金的电阻率随温度变化很小,故常用来制成标准电阻.c,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体七、闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律ε=U+U ′,I=εR r +或ε=IR+Ir ,都称为闭合电路欧姆定律。
式中:ε:若电源是几个电池组成的电池组,应为整个电池组的总电动势,r 为总内阻,R 为外电路总电阻,I 为电路总电流强度。
应注意:ε=U+U ′和ε=IR+Ir ,两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和,ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。
IR 、Ir 理解为在内外电路上电势降落。
(也称为电压降)2.讨论路端电压,电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律 根据:ε=U+U ′、U ′=Ir 、I=εR r +,ε、r 不变R ↑→I ↓,U ↑、U ′↓,当R →∞时,I=0、U=ε、U ′=0(也称为断路时)R ↓→I ↑,U ↓、U ′↑,当R=0时,I=E/r (短路电流强度)U=0、U ′=ε3.在闭合电路中的能量转化关系从功率角度讨论能量转化更有实际价值电源消耗功率(有时也称为电路消耗总功率):P 总=εI外电路消耗功率(有时也称为电源输出功率):P 出=UI内电路消耗功率(一定是发热功率):P 内=I 2rεI=UI+I 2r4.电源输出功率随外电路电阻变化关系ε、r 为定值,R 为自变量,P 出为因变量。