人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结
高中物理人教版选修3-1:知识点总结
高中物理选修3-1知识点总结第一章 静电场知识点一:静电场有关概念和规律1.两种电荷(1)正电荷:规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷; (2)负电荷:规定用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。
规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(知道)2.元电荷e :所带电荷的最小基元(也是一个电荷),一个元电荷的电荷量为C e 191060.1-⨯=,是一个电荷或质子所带的电荷量。
【说明】①任何带电体所带的电荷量Q 都等于元电荷所带电荷量e 的整数倍,即ke Q =(*N k ∈)②元电荷e 的数值最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。
(选择题)3.三种起电方式(1)摩擦起电:通过物体间的得失电子(电子转移)来实现起电。
(2)接触起电:完全相同的带电金属球相互接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平均分配。
(理解)(3)感应起电:用带电体去靠近金属导体,会在金属导体中感应出电荷来;导线切割磁感线会在导线中产生感应电动势也属于感应起电现象。
【注】除以上三种情况外,通过光电效应也可以产生电流。
(了解)4.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。
5.点电荷:是一种理想化的物理模型(类似于质点),在实际问题中,当带电体的大小和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,可以把带电体视为点电荷。
(理解)6.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。
电荷间的这种相互作用力叫做静电力,也叫库仑力。
(2)表达式:221r q q kF = (熟记) 比例系数k 叫做静电力常量,其值为229/100.9C m N k ⋅⨯=(3)适用范围:真空中的点电荷。
【注】①两个点电荷之间的作用力是相互的,遵循牛顿第三定律;②运用库仑定律公式计算时,电荷量用绝对值代入,力的方向用“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律判断。
物理选修3-1-知识点归纳(全)
物理选修3-1-知识点归纳(全) 第一章电学基础1.电荷、电场与库仑定律•电荷的本质和性质•电场的概念及特征•库仑定律的表述和应用2.电势、电势差和电势能•电势的概念、性质和单位•电势差的概念、性质和计算•电势能的概念、性质和计算3.电容与电容器•电容的概念、性质和计算•平行板电容器、球形电容器、电容的串、并联组合4.电流、电阻和欧姆定律•电流的概念、性质和单位•电阻的概念、性质、计算和分类•欧姆定律的表述和应用5.磁学基础•磁场的概念和特征•磁感应强度的概念和计算•洛伦兹力的概念、表述和应用第二章电磁感应1.电磁感应现象•感生电动势的概念和计算•导体在磁场中的运动规律2.电磁感应定律•法拉第电磁感应定律的表述和应用•楞次定律的表述和应用3.自感和互感•自感系数和互感系数的概念、性质和计算•互感器的应用4.交流电路•交变电压和交变电流的概念和表示方法•交流电路的基本元件和参数•交流电路的基本特性和计算方法第三章光学基础1.光的本质和性质•光的本质和特征•干涉、衍射、反射、折射的现象和解释2.光的传播•光速、光程、光程差的概念和计算•光的直线传播和折射定律•全反射和光的色散现象3.光的成像和光学仪器•光的成像公式和规律•球面镜的成像特点和应用•复合透镜的成像原理和计算方法第四章物质结构和性质1.物质的结构和组成•原子结构和基本粒子•周期表和元素的性质2.固体物质的结构和性质•晶体的结构和性质•固体材料的物理性质3.材料的热学性能•温度、热能和内能的关系•热力学定律和热学过程的基本属性•热传导、热辐射和热对流的计算和应用以上是对物理选修3-1的全面知识点归纳,希望能对大家的学习有所帮助。
人教版高中物理选修3-1知识点整理及重点题型梳理] 多用电表 基础
人教版高中物理选修3-1知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习多用电表【学习目标】1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2.了解多用电表的基本结构,学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3.会用多用电表测量二极管的正、反向电阻,判断二极管的正、负极。
【要点梳理】要点一、欧姆表1.内部构造:欧姆表是由电流表改装而成的,它的内部主要由表头、电源和调零电阻组成.2.基本原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示,G 是电流表(表头),内阻为g R ,满偏电流g I ,电池的电动势为E ,内阻为r ,电阻R 是可变电阻,也叫调零电阻.(1)当红、黑表笔相接时(如图甲所示),相当于被测电阻0x R =,调节R 的阻值,使g g E I r R R=++,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点,g r R R ++()是欧姆表的内阻.(2)当红、黑表笔不接触时(如图乙所示),相当于被测电阻x R =∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是刻度的“∞”点.(3)当红、黑表笔间接入被测电阻x R 时(如图丙所示),通过表头的电流g xE I r R R R =+++.改变x R ,电流I 随着改变,每个x R 值都对应一个电流表,在刻度盘上直接标出与I 值对应的x R ,就可以从刻度上直接读出被测电阻的阻值.(4)当g R R R r =++时,12g I I =,指针半偏,令欧姆表内阻g R R R r =++内,则当指针半偏时,表盘的中值电阻g R R R R r ==++中内.要点诠释:(1)当欧姆表未接入电阻,处于断路状态,即x R →∞时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为∞处.故当电路接入电阻后如果偏角很小。
表明被测电阻阻值较大.(2)当欧姆表表笔直接相连,即0x R =时,表路中电流最大.指针偏满,故电阻零刻度在最右端满偏电流处.(3)x R 与I 是非线性关系,故电阻挡表盘刻度不均匀.从表盘上看,“左密右疏”,电阻零刻度是电流最大刻度,电阻“∞”刻度是电流零刻度.要点二、多用电表1.功能:多用电表又叫“万用表”,是一种集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器,它们共用一个表头.由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点,在科学实验、生产实践中得到广泛应用.2.外部结构:如图所示是一种多用电表外形图,表的上上半部分为表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通.在不使用时,应把选择开关旋到OFF 挡,或交流电压最高挡.要点诠释:除了机械式多用电表,还有数字式多用电表.数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减到最小,同时还可具有多种其他功能.要点三、实验:练习使用多用电表使用多用电表前应先检查其机械零件.若一开始指针不正对电流的零刻度,应调节多用电表的机械零点调节旋钮,使指针正对零刻度.1.用多用电表测量小灯泡的电压(1)将功能选择开关旋到直流电压挡.(2)根据待测电压的估计值选择量程.如果难以估测待测电压值,应按照从大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量.(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并联,注意使电流从“+”插孔流人多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示.(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数.2.用多用电表测量通过小灯泡的电流(1)多用电表直流电流挡在电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联.(2)红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔.测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔与电源正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔与电源负极相接的一端).如图所示.(3)多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流.(4)测电流时,选择适当的量程,使表针偏转尽量大一些,测量结果比较准确.要点诠释:无论测电流还是测电压,都应使指针偏转尽量大一些,测量结果较准确.3.用多用电表测量定值电阻(1)首先根据估测电阻的大小选合适挡位,通常按大量程挡向小量程挡顺序选择;(2)电阻调零:两表笔短接,调整调零电阻,使指针指到最大电流处或0Ω处;(3)测量读数:读数时要乘倍率.(4)用毕选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上.要点诠释:○1每次换挡后均要重新欧姆调零.○2被测电阻要与电源等其他元件断开.○3要合理选择挡住(即倍率),使指针尽可能指在中值刻度附近,以减少测量误差.4.用多用电表测量二极管的正反向电阻(1)二极管的单向导电性○1晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图:○2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通(如图甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图乙所示).(2)欧姆表中电流的方向多用电表做欧姆表用时,电表内部的电源接通,电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入.(3)测二极管的正、反向电阻○1测正向电阻”的位置上,将红表笔插入“+”插孔,黑表用多用电表的欧姆挡,量程拨到“10Ω笔插入“-”插孔,然后两表笔短接进行电阻挡调零后,将黑表笔接触二极管的正极,红表R(如图甲所示).笔接触二极管的负极,稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻1○2测反向电阻 将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1000Ω ”),变换挡位之后,需再次把两笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如1000)求出反向电阻2R (如图乙所示).要点诠释:(1)当1R 与2R 相差很大时,说明二极管质量较好;当1R 与2R 相差较小时,说明二极管质量不好.如果1R 和2R 均较小,可能二极管短路;如果1R 与2R 均较大,可能二极管断路.(2)实际使用二极管时要辨明它的正、负极.要点四、多用电表的测量原理和使用1.多用电表的测量原理(1)测直流电流和直流电压的原理这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照下图,将其中的转换开关接1或者2时测直流电流,接3或4时测直流电压,转换开关接5时,测电阻。
高中物理选修3-1知识点归纳总结
⾼中物理选修3-1知识点归纳总结 在⼈教版普通⾼中物理课本选修3-1模块中,有很多⾼考物理考试中会出现的知识点需要我们去进⾏针对性的复习。
下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中物理选修3-1知识点,希望对你有帮助。
⾼中物理选修3-1知识点(⼀) ⼀、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)单位:伏(V) (4)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。
⼆、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. ⾼中物理选修3-1知识点(⼆) ⼀、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 ⼆、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/R (3)适应范围:⼀是部分电路,⼆是⾦属导体、电解质溶液。
三、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。
四、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。
人教版高中物理选修3-1知识点总结
人教版高中物理选修3-1知识点总结物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究物体如果具有吸引轻小物体的性质,就说明该物体带了电或有了电荷。
自然界中的电荷有两种:正电荷和负电荷。
例如,丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷,而用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷则是负电荷。
同种电荷相斥,异种电荷相吸。
需要注意的是,带异种电荷的物体相互吸引并不是唯一的情况,因为带电体有吸引轻小物体的性质,这里的“轻小物体”可能不带电。
使物体带电的方法有三种:摩擦起电、接触起电和感应起电。
摩擦起电的原理是两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同。
当两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,而束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电。
接触起电的原理在于带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)。
感应起电的原理是当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动。
三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电。
在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变。
二、电荷守恒定律电荷量指的是电荷的多少,在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C。
元电荷是电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10^-19C,所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
需要注意的是,元电荷不是指的某一个带电体,而是一个抽象的概念,指的是电荷的电荷量。
另外,任何带电体所带电荷量是1.6×10^-19C的整数倍。
比荷指的是粒子的电荷量与粒子质量的比值。
电荷守恒定律表述为:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
换句话说,在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
人教版高中物理选修3-1:《库仑定律》知识要点
库仑定律知识点【知识要点】要点一 点电荷点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、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作带电的点,叫做点电荷.(1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在.(2)一个带电体能否看作点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状确定,例如,一个半径为10 cm 的带电圆盘,如果考虑它和相距10 m 处某个电子的作用力,就完全可以把它看作点电荷,而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm ,那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面.要点二 库仑定律的理解1.适用条件:适用于真空中的点电荷.真空中的电荷若不是点电荷,如图1-2-2所示.同种电荷时,实际距离会增大,如图(a)所示;异种电荷时,实际距离会减小,如图(b)所示.图1-2-22.对公式122q q F k r =的理解:有人根据公式122q q F k r=,设想当r →0时,得出F →∞的结论.从数学角度这是必然的结论,但从物理的角度分析,这一结论是错误的,其原因是,当r→0时,两电荷已失去了点电荷的前提条件,何况实际的电荷都有一定的大小和形状,根本不会出现r=0的情况,也就是说,在r→0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力.3.计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行.即用公式计算库仑力的大小时,不必将电荷q1、q2的正、负号代入公式中,而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小,力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可.4.式中各量的单位要统一用国际单位,与k=9.0×109 N·m2/C2统一.5.如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力,可由静电力叠加的原理求出合力.6.两个点电荷间的库仑力为相互作用力,同样满足牛顿第三定律.【问题探究】1.库仑定律与万有引力定律相比有何异同点?一的一面.规律的表达那么简捷,却揭示了自然界中深奥的道理,这就是自然界和谐多样的美.特别提醒:(1)库仑力和万有引力是不同性质的力.(2)万有引力定律适用时,库仑定律不一定适用.2.三个点电荷如何在一条直线上平衡?当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时.(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边,异性在中间”.如果三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态,则这三个电荷一定有两个是同性电荷,一个是异性电荷,且两个同性电荷分居在异性电荷的两边.(2)三个电荷中,中间电荷的电荷量最小,两边同性电荷谁的电荷量小,中间异性电荷就距离谁近一些.【例题分析】一、库仑定律的理解【例1】对于库仑定律,下面说法正确的是( )A.库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时,对于它们之间的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量答案AC解析由库仑定律的适用条件知,选项A正确;两个小球若距离非常近则不能看作点电荷,库仑定律不成立,B项错误;点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力,符合牛顿第三定律,故大小一定相等,C项正确;D项中两金属球不能看作点电荷,它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关,而且与电性有关,若带同种电荷,则在斥力作用下,电荷分布如图(a)所示;若带异种电荷,则在引力作用下电荷分布如图(b)所示,显然带异种电荷时相互作用力大,故D项错误.综上知,选项A、C正确.二、点电荷的理解【例2】下列关于点电荷的说法中,正确的是( )A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷答案 C解析本题考查点电荷这一理想模型.能否把一个带电体看成点电荷,关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状.能否把一个带电体看作点电荷,不能以它的体积大小而论,应该根据具体情况而定.若它的体积和形状可不予考虑时,就可以将其看成点电荷.故选C.【对点练习】1.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体B .带电体体积很大时不能看成点电荷C .点电荷的所带电荷量可能是2.56×10-20 CD .大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷2.如图1-2-3所示,图1-2-3两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r ,带等量异种电荷,电荷量绝对值均为Q ,两球之间的静电力为( )A .等于k Q 29r 2B .大于k Q 29r 2 C .小于k Q 29r 2 D .等于k Q 2r 2 3.(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较,你能得到什么结论?(2)你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用力?4.关于库仑扭秤图1-2-4问题1:1785年,库仑用自己精心设计的扭秤(如图1-2-4所示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系.通过学习库仑巧妙的探究方法,回答下面的问题.(1)库仑力F与距离r的关系.(2)库仑力F与电荷量的关系.问题2:写出库仑定律的数学表达式,并说明静电力常量k的数值及物理意义.【常见题型】题型一库仑定律的应用如图1所示,两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C,静止于真空中,相距r=2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q,求Q受的静电力.(2)在O点放入负电荷Q,求Q受的静电力.(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3,q3=1 C且AC=1 m,求q3所受的静电力.[思维步步高] 库仑定律的表达式是什么?在这个表达式中各个物理量的物理意义是什么?在直线上的各个点如果放入电荷q,它将受到几个库仑力的作用?这几个力的方向如何?如何将受到的力进行合成?[解析] 在A、B连线的中点上,放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用,这两个力大小相等,方向相反,所以合力为零.如果在O点放入负电荷,仍然受到两个大小相等,方向相反的力,合力仍然为零.在连线上A的左侧放入负电荷,则受到q1和q2向右的吸引力,大小分别为F1=kq3q1x2和F2=kq3q2(r+x)2,其中x为AC之间的距离.C点受力为二力之和,代入数据为3×1010 N,方向向右.[答案] (1)0 (2)0 (3)3×1010 N,方向向右[拓展探究] 在第三问中如果把q3放在B点右侧距离B为1 m处,其他条件不变,求该电荷受到的静电力?[答案] 3×1010 N 方向向左[解析] 求解的方法和第三问相同,只不过电荷在该点受到两个电荷的库仑力的方向都向左,所以合力方向向左,大小仍然是3×1010 N.[方法点拨] 在教学过程中,强调不管在O点放什么性质的电荷,该电荷受到的静电力都为零,为下一节电场强度的叠加做好准备.另外还可以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究.题型二库仑定律和电荷守恒定律的结合甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16 C的正电荷,乙球带有3.2×10-16 C的负电荷,放在真空中相距为10 cm的地方,甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?(2)将两个导体球相互接触一会儿,再放回原处,其作用力能求出吗?是斥力还是引力?[思维步步高]为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm?在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的?当接触后电荷量是否中和?是否平分?[解析] (1)因为两球的半径都远小于10 cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律可求:F=k q1q2r2=9.0×109×4.8×10-16×3.2×10-160.12N=1.38×10-19N两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.(2)将两个导体球相互接触,首先正负电荷相互中和,还剩余(4.8-3.2)×10-16 C 的正电荷,这些正电荷将重新在两导体球间分配,由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样,因此我们无法求出力的大小,但可以肯定两球放回原处后,它们之间的作用力变为斥力.[答案] (1)1.38×10-19 N 引力(2)不能斥力[拓展探究] 如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?[答案] 5.76×10-21 N 斥力[解析] 如果两个导体球完全相同,则电荷中和后平分,每个小球的带电荷量为0.8×10-16 C,代入数据得两个电荷之间的斥力为F=5.76×10-21 N.[方法点拨]两个导体相互接触后,电荷如何分配,跟球的形状有关,只有完全相同的两金属球,电荷才平均分配.【课后作业】一、选择题1.下列说法正确的是( )A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=k q1q2r2可知,当r→0时,有FD.静电力常量的数值是由实验得出的2.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距r,两者相互接触后,再放回原来的位置,则相互作用力可能是原来的( )A.47B.37C.97D.1673.如图2所示,图2在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A .速度变大,加速度变大B .速度变小,加速度变小C .速度变大,加速度变小D .速度变小,加速度变大4.如图3所示,图3两个带电金属小球中心距离为r ,所带电荷量相等为Q ,则关于它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是( )A .若是同种电荷,F <k Q 2r 2 B .若是异种电荷,F >k Q 2r 2 C .若是同种电荷,F >k Q 2r 2D.不论是何种电荷,F=k Q2 r25.如图4所示,图4悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则q2/q1为( ) A.2 B.3C.2 3 D.3 36.如图5所示,图5把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的水平速度v0,B球将( )A.若A、B为异种电性的电荷,B球一定做圆周运动B.若A、B为异种电性的电荷,B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C.若A、B为同种电性的电荷,B球一定做远离A球的变加速曲线运动D.若A、B为同种电性的电荷,B球的动能一定会减小7.如图6所示,图6三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( ) A .F 1 B .F 2 C .F 3 D .F 4 二、计算论述题8.“真空中两个静止点电荷相距10 cm ,它们之间相互作用力大小为9×10-4 N .当它们合在一起时,成为一个带电荷量为3×10-8 C 的点电荷.问原来两电荷的带电荷量各为多少?”某同学求解如下: 根据电荷守恒定律:q 1+q 2=3×10-8 C =a根据库仑定律:q 1q 2=r 2k F =(10×10-2)29×109×9×10-4 C 2 =1×10-15 C 2=b联立两式得:q 21-aq 1+b =0 解得:q 1=12(a ±a 2-4b )=12(3×10-8±9×10-16-4×10-15) C根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的错误并给出正确的解答.9.如图7所示,图7一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离.10.一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O处,由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时位于球心处的点电荷所受到力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)参考答案【对点练习】1.答案AD2.答案 B3.答案(1)微观粒子间的万有引力远小于库仑力,因此在研究微观带电粒子的相互作用力时,可忽略万有引力.(2)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变.因此,两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和.4.答案 问题1:(1)F ∝1r2 (2)F ∝q 1q 2问题2:F =k q 1q 2r2,k =9×109 N ·m 2/C 2.物理意义:两个电荷量为1 C 的点电荷,在真空中相距1 m 时,它们之间的库仑力为1 N. 【课后作业】 一、选择题 1.答案 D解析 当r →0时,电荷不能再被看成点电荷,库仑定律不成立. 2.答案 CD解析 由库仑定律可知,库仑力与电荷量的乘积成正比,设原来两小球分别带电荷量为q 1=q 、q 2=7q .若两小球原来带同种电荷,接触后等分电荷量,则q 1′=4q ,q 2′=4q ,则D 正确.若两小球原来带异种电荷,接触后到q 1″=3q ,q 2″=3q ,则由库仑定律可知,C 正确. 3.答案 C解析 根据同种电荷相斥,每个小球在库仑斥力的作用下运动,由于力的方向与运动方向相同,均做加速直线运动,速度变大;再由库仑定律F =k q 1q 2r 2知随着距离的增大,库仑斥力减小,加速度减小,所以只有选项C 正确. 4.答案 AB 解析净电荷只能分布在金属球的外表面,若是同种电荷则互相排斥,电荷间的距离大于r ,如图所示,根据库仑定律F=kq 1q 2r 2,它们之间的相互作用力小于kQ 2r 2.若是异种电荷则相互吸引,电荷间的距离小于r ,则相互作用力大于k Q 2r 2.故选项A 、B 正确. 5.答案 C解析 A 处于平衡状态,则库仑力F =mg tan θ.当θ1=30°时,有kq 1q r 21=mg tan30°,r 1=l sin 30°;当θ2=45°时,有k q 2qr 22=mg tan 45°,r 2=l sin 45°,联立得q 2q 1=2 3.6.答案 BC解析 (1)若两个小球所带电荷为异种电荷,则B 球受到A 球的库仑引力,方向指向A .因v 0⊥AB ,当B 受到A 的库仑力恰好等于向心力,即k q 1q 2r 2=m v 20r 时,解得初速度满足v 0=kq 1q 2mr,B 球做匀速圆周运动;当v >v 0时,B 球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动;当v <v 0时,B 球将做库仑力、加速度、速度逐渐增大的向心运动.(2)若两个小球所带电荷为同种电荷,B 球受A 球的库仑斥力而做远离A 的变加速曲线运动(因为A 、B 距离增大,故斥力变小,加速度变小,速度增加). 7.答案 B解析 对c 球进行受力分析,如下图所示.由已知条件知:F bc >F ac .根据平行四边形定则表示出F bc 和F ac 的合力F ,由图知c 受到a 和b 的静电力的合力可用F 2来表示,故B 正确.二、计算论述题 8.答案 见解析解析 题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小,并没有给出带电的性质,所以两点电荷可能异号,按电荷异号计算.由q 1-q 2=3×10-8 C =a ,q 1q 2=1×10-15 C 2=b 得q 21-aq 1-b =0由此解得q 1=5×10-8 C ,q 2=2×10-8 C9.答案3kQqmg解析 如下图所示,小球B 受竖直向下的重力mg ,沿绝缘细线的拉力F T ,A 对它的库仑力F C .由力的平衡条件,可知Fc =mgtan θ 根据库仑定律Fc =k2Qq r解得=3kQqmg10.答案kqQr 24R 4由球心指向小孔中心解析 如下图所示,由于球壳上带电均匀,原来每条直径两端相等的一小块圆面上的电荷对球心点电荷的力互相平衡.现在球壳上A 处挖去半径为r 的小圆孔后,其他直径两端电荷对球心点电荷的力仍互相平衡,则点电荷所受合力就是与A 相对的B 处,半径也等于r 的一小块圆面上电荷对它的力F.B 处这一小块圆面上的电荷量为:222244B r r q Q Q R R ππ== 由于半径r ≪R ,可以把它看成点电荷.根据库仑定律,它对中心点电荷的作用力大小为:F=k 2B q qR =k 2224r qQ R R=kqQr 24R 4其方向由球心指向小孔中心.。
人教版高中物理选修3-1知识点总结
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E E 电源电动势 R 外电路电阻 r 电源电阻) Rr 推倒:电压形式 E U U内 , E IR Ir , E U Ir 电源电动势在数值上等于内外电压之和。
·闭合电路的欧姆定律(公式: I
能量形式 EIt UIt I 2 rt 功率形式 EI UI I 2 r 图线①:公式 U E Ir U 路端电压 I 干路电流 E 电源电动势(纵截距) E U I 0 外电路短路时的电路(横截距) r tan 电源内阻(斜率的绝对值) r I 图线②:某一定值电阻的 U I 图线。 交点 I , U 表示该电阻接在电源两端时的电流 I 和路端电压 U 。 ·闭合电路的能量转换关系: 2 电路消耗的总功率 P总 EI ;电源的输出功率 P 出 UI ;内电路消耗的功率 P 内 I r; P UI U R 1 R 。 ;当外电路为纯电阻电路时 电源的效率 出 P总 EI E R r 1 r R 输出功率随外电路电阻变化的关系: E2 E2 当 E , r 一定, R 变化时 P UI R 出 R r 2 R r 2 4r R 2 E 当 R r 时,输出功率最大, P 出 max 4r E E ·多用电表:调零方程 I g 测量方程 I 电流进出方向:红进黑出 R内 R内 Rx
高中物理选修3-1详细知识点归纳(新人教版)
第一章 静电场第一节、电荷及其守恒定律(5)自然界中的两种电荷(1) 正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 正 电荷,用正数表示,则丝绸带 负 点;把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为 负 电荷,用负数表示,则毛皮带 正 电。
(2)电荷及其相互作用:同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 .原子核式结构:包括原子核(质子“带正电”)和核外电子(带负电)。
通常说物体不带电是指物体中的质子所带的 正电 与电子所带的 负电 在数量上相等,使整个物体对外不显电性。
(3)电荷守恒定律:电荷既不能 创造,也不能 消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移个人过程中,电荷的总量 保持不变。
2.三种起电方式(1)摩擦起电:两个相互绝缘的物体相互摩擦,使其中容易失去电子的物体由于失去电子而带 正电 ,而另一个得到电子的物体带 负点 。
原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.(2)感应起电:用静电感应的方法使物体带电,叫做感应起电.静电感应: 把一个带电的物体移近一个不带电的异体时,可以使导体带电的现象。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷。
例 :如图所示,导体棒AB 靠近带正电的导体Q 放置.A 端带 _负_ 电荷.B 端带_正_电荷 。
(3)接触起电:一个带电的导体靠近一个不带电的导体而是这个不带电的导体带电的现象。
强调:三种起电方式的实质:电子的转移 ;三种起电方式都不是创造了电荷,也不是使电荷消失,而是使物体中的正负电荷分开,使电荷从物体的一部分转移到另一部分,或从一个物体转移到另一个物体,转移过程中总量不变。
3.元电荷(1)电荷的多少叫做 电荷量 .符号:Q 或q 单位:库仑 符号:C(2)人们把最小的电荷量叫元电荷,用e 表示。
电荷量e 的值:e=1.6×10-19C电子所带的电荷量的大小为e ,为负电;质子所带电荷量大小也为e ,但为正电。
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人教版物理选修3-1全书知识点总结第一章:静电场【要点梳理】要点一、与电场有关的平衡问题1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.库仑力实质上就是电场力,与重力、弹力一样,它也是一种基本力.注意力学规律的应用及受力分析.2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅多了一个电场力而已.3.求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析的基础上,运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系,应用共点力作用下物体的平衡条件、灵活方法(如合成分解法,矢量图示法、相似三角形法、整体法等)去解决.要点诠释:(1)受力分析时只分析性质力,不分析效果力;只分析外力,不分析内力.(2)平衡条件的灵活应用.要点二、与电场有关的力和运动问题带电的物体在电场中受到电场力作用,还可能受到其他力的作用,如重力、弹力、摩擦力等,在诸多力的作用下物体可能处于平衡状态(合力为零),即静止或匀速直线运动状态;物体也可能所受合力不为零,做匀变速运动或变加速运动.处理这类问题,就像处理力学问题一样,首先对物体进行受力分析(包括电场力),再根据合力确定其运动状态,然后应用牛顿运动定律和匀变速运动的规律列等式求解.要点三、与电场有关的功和能问题带电的物体在电场中具有一定的电势能,同时还可能具有动能和重力势能等.因此涉及与电场有关的功和能的问题可用以下两种功和能的方法来快速简捷的处理,因为功与能的关系法既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场,且使同时不须考虑中间过程;而力与运动的关系法不仅只适用于匀强电场,而且还须分析其中间过程的受力情况运动特点等.1.用动能定理处理,应注意:(1)明确研究对象、研究过程.(2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功.(3)弄清所研究过程的初、末状态.2.应用能量守恒定律时,应注意:(1)明确研究对象和研究过程及有哪几种形式的能参与了转化.(2)弄清所研究过程的初、末状态.(3)应用守恒或转化列式求解.要点诠释:(1)电场力做功的特点是只与初末位置有关。
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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_________________。
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______________________,其中比例常数K叫静电力常量,______________________。
(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。
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人教版高中物理选修3-1考点归纳总结【第一章静电场】1、电荷量:电荷的多少叫电荷量,用字母Q 或q 表示。
(元电荷常用符号e 表示,e =1.6×10-19C )。
2、点电荷:当本身线度比电荷间的距离小很多,研究相互作用时,该带电体的形状和大小可忽略,相当于一个带电的点,叫点电荷。
3、库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间9109⨯=k N ﹒m 2/C 2。
4、电场力(静电力):电场对放入其中的电荷的作用力称为电场力。
5、电场强度:放入电场中一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值。
Eq F =③场强的方向:正电荷(负电荷)受的电场力方向与该点场强方向相同(相反)。
67、电场线的性质:①电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷;8、匀强电场:场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
电场线相互平行且均匀分布时表明是匀强电场。
9、电势:电荷在电场中某一点的电势能与它电荷量的比值。
公式:q E p=ϕ,qE P ϕ=1011A B BA U ϕϕ-=(电势差的正负表示两点间电势的高低)12qU W =⇒表示A 、B 两点的电势差在数值上等于单位正电荷从A 点移到B 点,电场力所做的功。
1314、电势差与电场强度的关系:在匀强电场中,沿电场线方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的15电容的单位是法拉(F)决定平行板电容器电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质。
②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:16、带电粒子在电场中运动①带电粒子在电场中平衡问题:根据二力平衡,一般是重力等于电场力,即mgqE =③带电粒子的偏转:动力学分析:带电粒子以速度V 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中,受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)。
人教版高中物理选修3-1考点总结高中物理20考点
人教版高中物理选修3-1考点总结高中物理20考点高中物理教学中,知识的发生过程应当受到教师的重视,那么选修3-1课本中要掌握哪些考点?下面是WTT给大家带来的人教版高中物理选修3-1考点,希望对你有帮助。
人教版高中物理选修3-1考点(一)一、电场电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷(带电体)周围存在着的一种物质。
电场看不见又摸不着,但却是客观存在的一种特殊物质形态。
其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用,这种力就叫电场力。
电场的检验方法:把一个带电体放入其中,看是否受到力的作用。
试探电荷:用来检验电场性质的电荷。
其电量很小(不影响原电场);体积很小(可以当作质点)的电荷,也称点电荷。
二、电场强度1.场源电荷2.电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。
(国际单位:N/C)电场强度是矢量。
规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。
即如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。
(“离+Q而去,向-Q而来”)电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量,反映电场中某一点的电场性质,其大小表示电场的强弱,由产生电场的场源电荷和点的位置决定,与检验电荷无关。
数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。
1V/m=1N/C人教版高中物理选修3-1考点(二)库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(静电力常量k=9.0-109N·m2/C2)注意:1.定律成立条:真空、点电荷2.静电力常量k=9.0-109N·m2/C2(库仑扭秤)3.计算库仑力时,电荷只代入绝对值4.方向在它们的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸5.两个电荷间的库仑力是一对相互作用力库仑扭秤实验、控制变量法例题:两个带电量分别为+3Q和-Q的点电荷分别固定在相距为2L的A、B两点,现在AB连线的中点O放一个带电量为+q的点电荷。
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全第一章 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。
同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引;电荷的基本性质:能吸引轻小物体1. 元电荷:电荷量c e 191060.1-⨯=的电荷,叫元电荷。
说明:任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2.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。
3电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,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,电荷的总量保持不变。
考点2.库仑定律1. 内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
2. 公式:叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k rQ Q kF ⋅⨯== 3. 适用条件:真空、点电荷。
4. 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
考点3.电场强度 1.电场⑴ 定义:存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
⑵ 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
⑶ 静电场:静止的电荷产生的电场 2.电场强度⑴ 定义: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,叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式:q FE =E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。
⑶ 单位:N/C 或V/m 。
⑷ 电场强度的三种表达方式的比较(5)矢量性:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
(6)叠加性: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矢量和,这种关系叫做电场强度的矢量叠加,电场强度的叠加遵从平行四边形定则。
人教版高中物理选修3-1知识点整理及重点题型梳理] 多用电表 提高
人教版高中物理选修3-1知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习多用电表【学习目标】1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2.了解多用电表的基本结构,学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3.会用多用电表测量二极管的正、反向电阻,判断二极管的正、负极,会用多用电表探索简单黑箱中的电学元件。
【要点梳理】要点一、欧姆表1.内部构造:欧姆表是由电流表改装而成的,它的内部主要由表头、电源和调零电阻组成.2.基本原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示,G 是电流表(表头),内阻为g R ,满偏电流g I ,电池的电动势为E ,内阻为r ,电阻R 是可变电阻,也叫调零电阻.(1)当红、黑表笔相接时(如图甲所示),相当于被测电阻0x R =,调节R 的阻值,使g g E I r R R=++,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点,g r R R ++()是欧姆表的内阻.(2)当红、黑表笔不接触时(如图乙所示),相当于被测电阻x R =∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是刻度的“∞”点.(3)当红、黑表笔间接入被测电阻x R 时(如图丙所示),通过表头的电流g xE I r R R R =+++.改变x R ,电流I 随着改变,每个x R 值都对应一个电流表,在刻度盘上直接标出与I 值对应的x R ,就可以从刻度上直接读出被测电阻的阻值.(4)当g R R R r =++时,12g I I =,指针半偏,令欧姆表内阻g R R R r =++内,则当指针半偏时,表盘的中值电阻g R R R R r ==++中内.要点诠释:(1)当欧姆表未接入电阻,处于断路状态,即x R →∞时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为∞处.故当电路接入电阻后如果偏角很小。
表明被测电阻阻值较大.(2)当欧姆表表笔直接相连,即0x R =时,表路中电流最大.指针偏满,故电阻零刻度在最右端满偏电流处.(3)x R 与I 是非线性关系,故电阻挡表盘刻度不均匀.从表盘上看,“左密右疏”,电阻零刻度是电流最大刻度,电阻“∞”刻度是电流零刻度.要点二、多用电表1.功能:多用电表又叫“万用表”,是一种集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器,它们共用一个表头.由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点,在科学实验、生产实践中得到广泛应用.2.外部结构:如图所示是一种多用电表外形图,表的上上半部分为表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通.在不使用时,应把选择开关旋到OFF 挡,或交流电压最高挡.要点诠释:除了机械式多用电表,还有数字式多用电表.数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减到最小,同时还可具有多种其他功能.要点三、实验:练习使用多用电表使用多用电表前应先检查其机械零件.若一开始指针不正对电流的零刻度,应调节多用电表的机械零点调节旋钮,使指针正对零刻度.1.用多用电表测量小灯泡的电压(1)将功能选择开关旋到直流电压挡.(2)根据待测电压的估计值选择量程.如果难以估测待测电压值,应按照从大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量.(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并联,注意使电流从“+”插孔流人多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示.(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数.2.用多用电表测量通过小灯泡的电流(1)多用电表直流电流挡在电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联.(2)红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔.测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔与电源正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔与电源负极相接的一端).如图所示.(3)多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流.(4)测电流时,选择适当的量程,使表针偏转尽量大一些,测量结果比较准确.要点诠释:无论测电流还是测电压,都应使指针偏转尽量大一些,测量结果较准确.3.用多用电表测量定值电阻(1)首先根据估测电阻的大小选合适挡位,通常按大量程挡向小量程挡顺序选择;(2)电阻调零:两表笔短接,调整调零电阻,使指针指到最大电流处或0Ω处;(3)测量读数:读数时要乘倍率.(4)用毕选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上.要点诠释:○1每次换挡后均要重新欧姆调零.○2被测电阻要与电源等其他元件断开.○3要合理选择挡住(即倍率),使指针尽可能指在中值刻度附近,以减少测量误差.4.用多用电表测量二极管的正反向电阻(1)二极管的单向导电性○1晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图:○2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通(如图甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图乙所示).(2)欧姆表中电流的方向多用电表做欧姆表用时,电表内部的电源接通,电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入.(3)测二极管的正、反向电阻○1测正向电阻”的位置上,将红表笔插入“+”插孔,黑表用多用电表的欧姆挡,量程拨到“10Ω笔插入“-”插孔,然后两表笔短接进行电阻挡调零后,将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极,稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻1R (如图甲所示).○2测反向电阻 将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1000Ω ”),变换挡位之后,需再次把两笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如1000)求出反向电阻2R (如图乙所示).要点诠释:(1)当1R 与2R 相差很大时,说明二极管质量较好;当1R 与2R 相差较小时,说明二极管质量不好.如果1R 和2R 均较小,可能二极管短路;如果1R 与2R 均较大,可能二极管断路.(2)实际使用二极管时要辨明它的正、负极.要点四、多用电表的测量原理和使用1.多用电表的测量原理(1)测直流电流和直流电压的原理这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照下图,将其中的转换开关接1或者2时测直流电流,接3或4时测直流电压,转换开关接5时,测电阻。
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 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 。
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物理选修3- 1 知识总结 第一章第1节电荷及其守恒定律、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
、电荷量1、 电荷量:电荷的多少。
2、 元电荷:电子所带电荷的绝对值1.6 X 10 19C3、 比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
第一章第2节库仑定律一、 电荷间的相互作用1、 点电荷:带电体的大小比带电体之间的距离小得多。
2、 影响电荷间相互作用的因素 二、 库仑定律: 适用条件为真空中静止点电荷计算时各量带入绝对值,力的方向利用电性来判断第一章第3节电场电场强度、电场电荷(带电体)周围存在着的一种物质,其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。
二、 电场强度1、 检验电荷与场源电荷2、 电场强度检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷 q 的比值。
E F国际单位:NCq电场强度是矢量。
规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。
三、 点电荷的场强公式F . Q E — k —2 q r四、 电场的叠加 五、 电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比, 成反比,作用力的方向在它们的连线上。
跟它们距离的平方注意(1) (2)3、电场线的特点(1)假想的(2)起----正电荷;无穷远处止----负电荷;无穷远处(3)不闭合(4)不相交(5)疏密----强弱切线方向---场强方向第一章第4节电势能电势、电势能1、电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能注意:系统性、相对性2、电势能的变化与电场力做功的关系W AB= E电A_ E电B=— ( E电B_ E&) =—E电3、电势能大小的确定£电入=W A点(电势能为零的点)电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功、电势1.电势:置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势E电单位:伏特(V标量q2.电势的相对性3.顺着电场线的方向,电势越来越低。
、等势面1、等势面:电场中电势相等的各点构成的面。
2、等势面的特点a:在同一等势面的两点间移动电荷,电场力不做功。
b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
c:电场线总是与等势面垂直。
第一章第5节电势差电场力的功、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值U AB A B、电场力的功W AB qU AB电场力做功的特点:电场力做功与重力做功一样,只与始末位置有关,与路径无关第一章 第6节 匀强电场中场强与电势差的关系一、 场强与电势的关系?结论:电势与场强没有直接关系!二、 匀强电场中场强与电势差的关系U Ed匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向距离的乘积U Ed E Ud在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势^推论:在匀强电场中,沿任意一个方向上,电势降落都是均匀的,故在同一直线上间距相同的两点间 的电势差相等。
第一章第7节静电现象的应用一、 静电平衡1、 静电感应:导体内的自由电子受电场力作用而定向移动,使导体表面出现净剩电荷的现象叫静电感应2、 静电平衡:导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态,叫做静电平衡状态3、 处于静电平衡状态导体的特点(1) 导体内部的场强处处为零(2) 整个导体是一个等势体,表面是一个等势面(3) 导体外部电场线与导体表面垂直,表面场强不一定为零二、 静电屏蔽三、尖端放电和避雷针四、导体上电荷的分布1、 处于静电平衡状态的带电导体,电荷分布在导体的外表面2、 处于静电平衡状态的带电导体,越尖锐的位置,电荷的面密度越大第一章第8节电容器、电容、电容器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。
1、电容:C=Q/U,式中Q 指每一个极板带电量的绝对值 常用单位有微法(F ),皮法(pF )2、电容器的充电、放电、电容单位:法拉(F )2、平行板电容器的电容:C4 kd第一章第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点:1.带电粒子受力特点2.结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质3.注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题一、带电粒子在电场中的加速例1、在真空中有一对带电平行金属板,板间电势差为U,若一个质量为m带正电电荷量为q的粒子,在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动,计算它到达负极板时的速度。
二、带电粒子在电场中的偏转例2、如图所示,一个质量为m电荷量为+q的粒子,从两平行板左侧中点以初速度V0沿垂直场强方向射入,两平行板的间距为d,两板间的电势差为U,金属板长度为L, (1)若带电粒子能从两极板间射出,求粒子射出电场时的侧移量。
(2)若带电粒子能从两极板间射出,求粒子射出电场时的偏转角度。
第二章第一节电流和电源、电流1、电流:电荷的定向移动形成电流。
2、产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差、恒定电场和恒定电流1、恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场2、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
.电流(强度)1、 电流:通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用时间 t 的比值叫做电流,即:I 凸t单位:安培(A常用单位:毫安(mA 、微安(A )2、 电流是标量,但有方向规定正电荷定向移动方向为电流方向 注意:1. 在金属导体中,电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;2, 在电解液中,电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子走向移动方向相反 ,导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流, 电量q 表示通过截面的正、 负离子电量绝对值之和。
四、金属导体中电流的微观表达式已知n 为导体单位体积内的自由电荷的个数, S 为导线的横截面积,v 为自由电荷的定向移动速率,求通过导体的电流,I neSv第二章第三节电功电功率焦耳定律_、电功电功率 1,导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。
适用于一切电路 ,包括纯电阻和非纯电阻电路,2. 电功率是描述电流做功快慢的物理量。
P — UI t是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率。
是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
电流流过导体时,导体上产生的热量 Q=I 2Rtb.在非纯电阻电路中,电流做功,电能除了一部分转化为内能外,还要转化为机械能、化学能等 其他形式的能,因而电功大于电热,电功率大于电路的热功率。
,即有:W=J It =E 机、化+I 2Rt 或 UI =I 2R +P 其他(P 其他指除热功率之外的其他形式能的功率)第二章 第四节 串联电路和并联电路一、 串联电路1, 串联电路的基本特点:I I 1 12 u U 1 U 2 2. 串联电路的性质:等效电阻:R R 1 R 2电压分配: U± 旦功率分配: 旦 旦U 2R 2P 2 R 2二、 并联电路额定功率: 实际功率: 二、焦耳定律1. 焦耳定律:此式也适用于任何电路,包括电动机等非纯电阻发热的计算电能转化为内能的过程 2、 电功和电热的关系a.在纯电阻电路中,电流做功,电能完全转化为电路的内能W UIt I 2Rt (―)tP UIR,产生电热的过程,是电流做功,把.因而电功等于电热,有:I 2R 顷R1. 并联电路的基本特点:I I 1 I 2 U U 1 U 22. 并联电路的性质:第二章第五节串并联电路的应用一、限流与分压1、限流电路2、分压电路3、限流电路和分压电路的比较、电表的改装 1、电流讨a. 作用:测量微小电流和电压b. 三个主要参数① 内阻:电流计内阻Rg ② 量程:满偏电流Ig ③ 满偏电压Ug c. 电路图符号:2、将电流计改装成电流表 3 、将电流计改装成电压表等效电阻:11 R 2电流分配:- 212 R 1功率分配:P 1P2R 2 R名称/电路图电流调节范围电压调节范围-------- U U R U R R o0 U R U效果比较------- U R ------------ U R R o R R oRU --------- U R 并 + R bR a R bR bRaRa当R>>R 调节效果相当差,一般适用于R 与R o 相差不多时缺点优点调节范围小,在 R>>R 时,调节效果 差电路结构简单,在 R<R 时,调节效果 较好,在用电器正常工作时,电路消 耗的功率较小电路结构较复杂,在用电器正常工作时, 电路消耗的功率较大,在R<<R 时,调节效 果差调节范围大,在>>R 时,调节效果相当好第二章 第六节 闭合电路的欧姆定律一、电源1、 电源是一种把其他形式能转化为电能的一种装置,能使其两极间有电势差2、 电源的电动势E a. 定义式:E 凯E/qb. 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能的本领的物理量, 只由电源本身结构特性决定,与电路无关c. 数值上等于电源未接入电路 (即断路)时两极间电压,E =U 断,单位:伏. 二、 电路1. 内电路:电源两极(不含两极)以内,电流从电源内部通过时形成的通路, 该通路上也有电阻被称为内电阻r2.外电路:接在电源两极(包括两极)之间的所有元件线路总体,这部分的总电阻称为外电阻 R 这部分两端即电源两极间的电压称为外电压也叫路端电压 ^三. 闭合电路欧姆定律 1.电路中电动势与电压的关系E =U内+U 夕卜(普适)2.闭合电路欧姆定律:闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比.I = E/(R+r ) 或 E =IR+Ir3. 适用条件:纯电阻电路通过非静电 做功把其他形式的 能转化为电势能的在电源内部的电路里’自由有、 荷移动的方向与受到的部电力方向 相反,移送电荷的不再是器电力, 叫做•■非静电力七非隔电力做功将 电荷**移送,,到电势能高的电极,JS 加电势能(消耗其他形式的能七■。