人教版高中物理选修3-1知识框图

第一章静电场【本章知识框架】
【本章概念和方法梳理】
1.库仑定律与力学综合问题
解题策略：①确定研究对象，明确其所处的状态；②进行受力分析，注意不要漏掉库仑力；
③依据牛顿第二定律或力的平衡问题列方程求解。

2.三个自由点电荷在只受库仑力作用下平衡
①三个点电荷一定在一条直线上，同种电荷放两边，异种电荷放中间，且靠近电荷量小的一边。

②“两同夹一异、近小远大”
①利用定义式E=F/q求解
适用于任何电场，关键是要找出所求出电荷受到的电场力F与该电荷的电荷量q。

②利用决定式E=k Q
r2
求解
适用于真空中的点电荷。

③利用场的叠加原理求解
多个点电荷：如果在空间中同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的电场强度等于各个电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和。

不能看成点电荷的带电体产生的场强→微元法
④利用对称法求解
⑤利用电场强度与电势差的关系
在匀强电场中，E=U/d
4.两个等量电荷的电场特点
(1)等量异种电荷
①两点电荷连线上的各点场强的方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大。

②两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直。

③在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点O等距离的各点的场强相同。

（2）等量同种电荷
①两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。

②两点电荷连线中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。

③从两点电荷连线中点O沿中垂面（中垂线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小。

5.等势面特点
①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。

②电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交
③相邻两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，相邻两个等势面间的距离并不恒定。

场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大。

④在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。

④处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。

8.电势能大小的比较方法
（1）场源电荷判断法
①场源电荷为正，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越大，负检验电荷电势能越小。

②场源电荷为负，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越小，负检验电荷电势能越大。

(2)电场线法
①正电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐减小，逆着电场线方向移动，电势能逐渐增大。

②负电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐增大，逆着电场线方向移动，电势能逐渐减小。

(3)做功正负判断法
无论正负电荷在什么样的电场中，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小，电场力做负功，即电荷克服电场力做功，电荷的电势能一定增加
（4）由公式E p=qφ判断
正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小
(5)能量守恒法
只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，由此可由动能的变化确定电势能变化，即只有电场力做功时，动能减小多少，电势能救增加多少，反之，动能增加多少，电势能就减小多少。

9.依据带电粒子的运动轨迹和电场线（或等势面）来判断有关问题
①带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向
②带电粒子所受合力（往往仅为电场力）应指向轨迹曲线的凹侧，再依电场线与等势线处处垂直以及电场力与场强同向或反向，即可确定准确的力的方向。

③在一段运动过程中，若合力与速度方向的夹角小于90度，则合力做正功，动能增加；若合力与速度方向的夹角大于90度，则合力做负功，动能减小；若夹角总等于90度，则动能不变。

电势能变化与动能变化相反。

10.电场力做功的计算方法
①功的定义法
由公式W AB=FS cosθ计算，此公式只适用于匀强电场，又可变形为W AB=EqS，式中E为匀强电场的电场强度，s为电荷初、末位置的电场方向上的位移。

②电势差法W AB=qU AB
③电势能变化法W AB=−∆E AB=E PA−E PB
④动能定理法W
电场力+W
其他力
=∆E K，若其他力不做功，则动能和电势能相互转化，其动
能和电势能总量保持不变。

第二章恒定电流【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】 1.对电动势的理解
①电源电动势在数值上等于非静电力（如化学电源中的化学力、发电机内由于电磁感应而出现的电磁力）把1c 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，也可认为是在数值上等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能。

②电源电动势在数值上等于电源开路时电源两极间的电压。

③电源电动势在数值上等于内外电路电压之和。

2.动态直流电路的分析方法
(1)确定电路的外电阻，外电阻如何变化
①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）
②若开关的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若开关的通断使并联的支路增多时，总电阻减小。

(2)根据闭合电路欧姆定律I 总=
E R 总+r
，确定电路的总电流如何变化
(3)由U 内=I 内r ，确定电源的内电压如何变化
(4)由U 外=E −U 内，确定电源的外电压（路端电压）如何变化 (5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化 (6)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化
第三章磁场【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】
2.带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）在带电粒子只受洛伦兹力作用、重力可以忽略的情况下，其在匀强磁场中有两种典型的运动：①若带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，做匀速直线运动。

②若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动，其运动所需的向心力即洛伦兹力。

（2）几个重要的关系式：
①向心力公式：qvB=m v2
r
②轨道半径公式：r=mv
Bq
③周期公式：T=2πm
Bq ，频率f=1
T
=Bq
2πm
，角频率ω=2π
T
=qB
m
可见T与v及r无关，只与B及粒子的比荷有关。

荷质比q/m相同的粒子在同样的匀强磁场中，T、f、ω相同。

4.带电粒子在匀强磁场中的运动分析方法
【在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时，关键是“定圆心”“求半径”“算周期或时间”】
（1）圆心的确定：因为洛伦兹力F指向圆心，根据F垂直v，画出粒子轨迹运动中的任意两点（一般是射入和射出磁场中的两点）处F的方向，然后沿两个洛伦兹力F画其延长方向，两延长线的交点即为圆心。

或利用圆心位置必在圆中一条弦的中垂线上，做出圆心位置。

确定圆心位置常用的四种方法如下：
（2）半径的确定和计算：利用平面几何的关系，求出该圆的可能半径（或圆心角），并注意以下两个重要的几何特点：①粒子速度的偏向角φ等于回旋角α，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的两倍，即φ=α=2θ=ωt；
②相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ，互补，即θ+θ，=π
2
（3）运动时间的确定：利用回旋角（即圆心角α）与弦切角的关系，或利用四边形内角和，
T,可求出粒子在磁场中运动的时间。

计算出圆心角α的大小，由公式t=α
2π
此外还要灵活应用圆周运动中有关的对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。

4.带电粒子在有界磁场中的运动分析方法
（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切
（2）当速度v一定时，弧长或弦长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长
（3）当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长
（4）带电粒子在磁场中运动的多解问题：
①带电粒子的电性不确定形成多解
受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度下，正负粒子在磁场中的运动轨迹不同，导致形成双解，
②磁场方向不确定形成多解
未告知磁感应强度的方向，必须考虑因为磁感应强度方向不确定而形成的双解
③临界强度方向不确定而形成的双解
带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子的运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180度从入射界面这边反向飞出形成多解。

④运动的重复性形成多解
带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间中运动时，运动往往具有往复性形成多解。