高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)上课讲义

高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)

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 K Q 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 F

q

=

（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 KQ

r

=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AB

U 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 ＝q

P 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εS

C 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2

2

mVt 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：d

U 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 qU

a 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 。 1．初始条件：带电粒子有水平初速度v 0

2．受力特点：带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力

m

q

d U 3．运动特点：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动。 4．运动时间：若带电粒子与极板不碰撞，则运动时间为0

v L

t =

；若带电粒子与极板碰撞，则运动时间可以从竖直方向求得2212t m q d U d =，故Uq

m

d

t = 二、模型特征 1．特征描述：侧移20

)(21v L m q d U y =

2．能量特点：电场力做正功qy d

U

W =。电场力做多少正功，粒子动能增加多少，电势能减少多少。

+

+ +

+

L

U m ,q

3．重要结论：速度偏向角的正切2

tan dmv UqL

v v y =

=

θ，位移偏向角的正切20

2tan dmv UqL L y ==

φ，即φθtan 2tan =，即带电粒子垂直进入匀强电场，它离开电场时，就好象是从初速度方向的位移中点沿直线射出来的。

电容器

（1）两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。 （2）电容：表示电容器容纳电荷的本领。

a 定义式：C Q U Q

U

==()∆∆，即电容C 等于Q 与U 的比值，不能理解为电容C 与Q 成

正比，与U 成反比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。 b 决定因素式：如平行板电容器C S

k d

=

επ4（不要求应用此式计算） （3）对于平行板电容器有关的Q 、E 、U 、C 的讨论时要注意两种情况： a 保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U 不变 b 充电后断开电源，则带电量Q 不变 （4）电容的定义式：C Q

U

=

（定义式） （5）C 由电容器本身决定。对平行板电容器来说C 取决于：C S

Kd

=

επ4（决定式） （6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况：

第一种情况：若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电量Q 为一定，此时电

容器两极的电势差将随电容的变化而变化。

第二种情况：若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压V 为一定，此时

电容器的电量将随电容的变化而变化。

二、 恒定电流