物理选修3-1知识点填空

理选修3-1 知识总结
第1节 电荷及其守恒定律

物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。
．两种电荷
种，即 和 ．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 ；用
．同种电荷 ，异种电荷 ．（相互吸
，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有


、电荷量： 。在国际单位制中，它的单位是 ，符号是 .
、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值 C，所有带电体的电荷量等于e或e的 。
，元电荷是一个抽象的概念， 指的某一个
1.6×10－19C的 ．）
、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
、电荷守恒定律
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
,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
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。
第2节 库仑定律

、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离 ，这样可以忽略电荷在带电体上
点。这样的带电体就叫做点电荷。点电荷是一种 的
VS质点
、带电体看做点电荷的条件：
它们大小；
的绝缘小球。
、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小
库仑定律： 。
（静电力常量——k= ）
1.定律成立条件： 、
静电力常量——k= （库仑扭秤）
计算库仑力时，电荷只代入
方向在它们的 上，同种电荷相 ，异种电荷相
两个电荷间的库仑力是一对相互作用力

第3节 电场 电场强度


。

用来检验电场性质的电荷。其电量 ；体积 的电荷，也称点电荷。

、场源电荷
、电场强度
，叫做这一点的电场强度，简称场强。
国际单位：
量。规定： 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

的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表示电场
，由产生电场的 和 决定，与检验电荷 关。数值上等
。


在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于 ，


、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
，曲线上某点的切线方向表示场强的 。
、电场线的特征
）、电场线密的地方场强 ，电场线疏的地方场强
）、静电场的电场线起于 电荷止于 电荷，

孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止 点
）、电场线 相交，也 相切
）、电场线是 ，实际电场中 存在
）、电场线 闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间 必然联系
、几种典型电场的电场线
）正、负点电荷的电场中电场线的分布
a、离点电荷越近，电场线越 ，场强越
、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面 ，
，方向 。
）、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
a、沿点电荷的连线，场强
、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均 ，且

、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离
。
）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况
a、两点电荷连线中点O处场强为
、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强 为0
、两点电荷连线的中点到无限远电场线先
）、匀强电场
a、匀强电场是 的电场，故匀强电场的电场线是 的直线
、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行
第4节 电势能 电势

1）计算式
2）单位：
3）电势差是标量。其正负表示大小。
:
电场力做功的特点：
2）公式：

、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.

、电势能的变化与电场力做功的关系：
）、电荷在电场中具有电势能。2）、电场力对电荷做正功，电荷的电势能 ；电场力对电
。
）、电场力做多少功，电荷电势能就 。
）、电势能是相对的，与零电势能面有关（通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为
）
）、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
）、电势能是标量
、电势能大小的确定：


电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是描述电场
的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均 关，只与电场中该点在电场中的
关，故其可衡量电场的性质。
单位： 量
：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般

：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由 决定的，与放不放电荷及放什
关。
：电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)
：计算时各量

正负号。
顺着电场线的方向，电势越来越 。
与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地
.)

、等势面：电场中电势相等的各点构成的 。
、等势面的特点
等势面一定跟电场线 ，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力 功；
电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都 相交；
等差等势面越密的地方电场强度越 。
第5节 匀强电场中场强与电势差的关系

直接关系！

.
的方向.

第6节 示波器的奥秘

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
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


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v
沿垂直
d，两板间的电势差为U，金属板长度为L，（1）若带电粒子
（2）若带电粒子能从两极板间射出，求粒子


基本粒子
重力(但并不忽
)．
带电微粒
重力．
第7节 了解电容器

、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

．电容器的带电量：电容器 的绝对值
、电容器的充电、放电.
Q ,板间电压U ,板间场强E , 能转化为 能
Q ,板间电压U ,板间场强E , 能转化为 能

、电容：1）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
C= ，式中Q指 的绝对值
的物理量，跟电容器是否带电 关．
F．
μF），皮法（pF） 1μF = F，1 pF = F
、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
C= 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。
不变；电容器充电后断开电源， 不变。
第一节 探究决定导线电阻的因素
1、电荷的定向移动形成电流。
、产生电流的条件
导体中存在着能够 的电荷.金属导体—— 电解液——
2）导体两端存在着
电阻： (1)同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值U
是一个 ．
比值U
反映了 的性质，叫电阻，R＝UI.

、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
、恒定电流: 大小、方向都 的电流称为恒定电流。

、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=
常用单位：毫安（mA）

、微安（μA）
、电流是标量，但有方向规定 电荷定向移动方向为电流方向
:
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 ；
在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相 ，与负离子走向移动方向相 ,
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
。

．伏安法测电阻
伏安法测电阻原理
R＝UI可知，用电

电流表的两种接法
选择内、外接的常用方法
R
、R
、RV的大小大致可以估计，当Rx?RA时，采用 接法，当
?R
时，采用 接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“ ”．

R
＞RARV时，用 接法，
R
＜RARV时，用 接法，
R
＝RARV时，两种接法效果相同．
Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图2－1－1所示，把电
b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说
应选用 接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流
接法．
电表量程选择的原则是：在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的
．
滑动变阻器滑动触头的初始位置：电路接好后合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置

/电路图
（分压电路）


0RRRUURURRRUR0 RRRRRUURRRUbababR＋并并
R>>R
调节效果相当差，一般适用
R与R
相差不多时
调节范围小，在R>>R0时，调节效果
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<
电路结构简单，在R 调节范围大，在R>>R0时，调节效果相当好
．电路的连接
导线长度l是连入电路中导线的有效长度，即两接线柱之间的导线的长度．
由于待测导线电阻较小，约为几欧，一般采用电流表外接法．
测量时，电流不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免因发热使电阻

伏安法测电阻时，应改变滑片的位置，读出几组电压、电流值，分别算出R值，再求平均值.
．误差分析
在探究电阻与导线长度的关系时，接入电路的导线有效长度不满足2∶1的关系而出现误差.
在探究电阻与导线横截面积或材料的关系时,接入电路的导线的有效长度不相等而出现误差.
由于伏安法测电阻时采用电流表外接法，导致R测＜R真．
通电电流太大或通电时间过长，致使电阻丝发热，电阻随之发生变化．
结论：不同导体的电阻存在大小差异，实验结果表明：导体电阻与导体的 和 有关，与
有关．
法，在保持导体的材料和横截面积不变
成正比；在保持导体的材料和长度不变时，实验的结
导体的电阻大小与 成反比；

在保持导体的长度和横截面积不变时，实验的结果是，
成正比．
R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，用公
R
【(1)ρ表示材料的电阻率，与 和 有关．
表示沿 导体的长度．
表示垂直于 导体的横截面积．】

．电阻定律中比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映 的物理量，称为材料的电阻率．ρ值越
.
．电阻率的单位是 ，读作 ，简称 ．
．材料的电阻率随温度的变化而改变，金属的电阻率随温度的升高而 ．锰铜合金和镍铜合金的
，常用来制作 ．
．
金属的电阻率随温度的升高而 ．
半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而 ．
二章 第二节


用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I－U的关系图象叫做导体

金属导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，直线的斜率为金属导体
．具有这种特性的电学元件叫做 ，通常也叫 ，欧姆定律
对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是直线，这种元件叫
，通常也叫做 ．
坐标系标度要合理选取，尽量使描出的图象占据坐标纸的大部分．
小灯泡电压、电流变大时，电阻变 ，伏安特性曲线是曲线．连线时要用 的曲线，不

；反向

．串联电路的基本特点
串联电路中的电流处处 ，即I＝I
＝I2＝I3＝…＝In.
串联电路的总电压等于各部分电路两端电压 ，即U＝ .
．串联电路的重要性质
串联电路的等效总电阻为各电阻阻值之和，即R＝
串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成_____，即：U1
＝U2R2＝…＝UnRn＝__.

．并联电路的基本特点
并联电路中各支路两端电压 ，即：U
＝U2＝U3＝…＝Un.
并联电路中的总电流等于各支路电流 ,I＝ .
．并联电路的重要性质
并联电路的等效总电阻的倒数等于各支路电阻的 ，即：1
＝
并联电路中，通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比，即：I
R1＝I2R2＝…＝InRn＝U.

适用条件
U
某段导体 的关系 计算通过某段导体电流
仅适用于 电路
q
电流 式 已知q和t情况下，可
I大小
＝U
导体电阻 式，反映导体对电流
R由 决定，与U、I 关，适用于
＝IR 沿电流方向电势逐渐 ，电压降等
I和R乘积 计算导体两端电压，适用 于
(1)注意公式中三个物理量I、U、R是同一电阻同一时刻值．
欧姆定律I＝U
仅适用于 ．
对R＝U
，R与U、I无关，导体电阻R一定时，U和I成正比，R＝ΔUΔI.
第三节研究闭合电路

:——

电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，R；外电压U外：外电阻两端的电压。
通常也叫路端电压。
:——电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，r；

表征电源把 。
电源的电动势反映了电源的特性，由 的性质决定，与外电路 关。
电源的电动势数值上等于 用电器时电源两极间的电压。
电动势用E表示，SI单位为：伏特，V
.闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流跟 ，跟 。这一结论称为闭合电路

公式及适用范围：
.路端电压跟负载的关系
路端电压——外电路两端的电压叫做路端电压。
路端电压是用电器（负载）的实际工作电压。
E 内阻为r=E / I短
（1）、 U—I图象是一向下倾斜的直线,路端电压随电流的增大而减小。
2）、图象的斜率表示电源的 ,图象与纵轴的交点坐标表示电源 ，与横轴的交点坐标表

3）斜率大，内阻
.测量电源的电动势和内电阻
电路图
实验数据处理方法比较：
）计算法：原理清晰但处理繁杂，偶然误差处理不好。
）作图法：原理清晰、处理简单，偶然误差得到很好处理，可以根据图线外推得出意想不到的

第四节 串联电路和并联电路

满偏电流
刻度时的电流Ig叫满偏电流．
电流表的内阻
G的电阻Rg叫做电流表的内阻。用Rg表示表头线圈的电阻一般为几百到几千


①如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被烧毁．
②每个电流表都有它的Rg值和Ig值．Rg和Ig是电流表的两个重要参数．
满偏电压
G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压，根据欧姆定律可知：

内部结构
”插孔，红表笔插入“ ”插孔，并通过转换开关接入与

．测量原理
(1)测直流电流和直流电压的原理，就是电阻的分流和分压
1 或 2 时测直流电流；接 3 或 4 时测直
5 时，测电阻．
(2)多用电表电阻挡(欧姆挡)原理．


、零刻度在 边，左边为
、刻度 均匀，左边 、右边
.把电流表G改为电压表V
使串联电阻分担一部分电压，就可以用来测量较大电压了．

电压表V刻度盘上的电压值不表示加在电流表G上的电压，而是表示加在电压表上的


R的作用是分担一部分电压，作这种用途的电阻叫分压电阻。
.把小量程的电流表改为大量程的电流表

G的电流也就不致超过满偏电流Ig，并联了
G的电流，而是
A的电流．

、多用电表在使用前，首先进行
、在进行电阻测量前或换用欧姆表另一量程，进行
、测

量前，应把选择开关挡旋转到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘

、欧姆挡的使用需要注意如下几点：
合理选择欧姆挡的另一个量程，使指针尽量指在表盘 附近
读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍数
不能用手接触表笔的金属部分
测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应放置交流电压最高挡或OFF挡，

第五节 电功率

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 .包括 和 电路.


J），常用单位有千瓦时（kW·h）.
J
电功率是描述电流做功快慢的物理量。公式为



.焦耳定律和热功率
焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q=I 2Rt
，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电

热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．
I 的二次方与导体电阻R 的乘积．公式为
．电功率与热功率
1）区别：


2）联系：


、电功和电热的关系
在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热，有：
t
URtIUItW)(22 RURIUIP22
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
化学能等其他形式的能.因而电功 于电热，电功率 于电路的热功率。.
W=UIt=E
+I2Rt或UI=I２R+P其他(P其他指除热功率之外的其他形式能的
)
.闭合电路中的功率
由闭合电路欧姆定律知：E=U
+U内
IE=IU
+IU内此式反映了闭合电路中的能量转化关系。
IE——表示电源 的电功率
——表示外电路 的电功率
——表示内电路 的电功率
电源的功率P
：电源将 的功率，也称为电源的总功率。
P总=IE 普遍适用
的电路。
电源内阻消耗功率P
：电源内阻的热功率，也称为电源的消耗功率。
公式：P
＝I2r
电源的输出功率P
：外电路的消耗功率。
公式：P
＝IU外 普遍适用

rRRERI


＝P出＋P内 即：EI＝UI＋I2r

电源的效率
rrRREUIEIUPP1 1

输出功率与外电阻之间的关系
P输：
P= =
、由上式可以知道，当R r时，输出功率
大，Pmax＝ ，此时电源的效率
；2、当R>r时，随着R的增大输出

，当R、当P
R
×R2＝
电源的输出功率和效率的讨论
E=3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5 Ω ，变阻器的最大值是
Ω，讨论：
、在R等于多少时，R消耗的功率才最大？
、当R等于多少时，R0消耗的功率才最大呢？

第一节认识磁场

磁体的周围有磁场
奥斯特实验的启示：—— ，运动电荷周围空间有磁场
安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场







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


磁感线——在磁场中 出的一系列曲线
（小磁针静止时N极所指的方向）

常见磁场的磁感线


”和“×”的意思）


）
）

、磁感线的疏密表示磁场的
、磁感线上的切线方向为该点的磁场
、在磁体外部，磁感线从 极指向 极；在磁体内部，磁感线从 极指向 极
、磁感线是 的曲线（与电场线不同）
、任意两条磁感线 相交
、常见磁感线是立体空间分布的
、磁场在 存在的，磁感线是人为画出的，实际 存在。

分子电流假说
任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微

安培分子环流假说对一些磁现象的解释：

.

磁现象的电本质
第二节探究安培力



。

．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

．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，
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．
．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


．实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向 时，导线所
当导线方向与磁场方向 时，导线所受到的安培力等于零；当导
之间．
．磁感应强度
定义：当通电导线与磁场方向 时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长
L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．

．公式B＝F/IL是磁感应强度的 式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决
，与F、I、L均 关．
．定义式B＝FIL成立的条件是：通电导线必须 于磁场方向放置．因为磁场中某点
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 为
B的方向在一条直线上的原因造成的．
．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应 ，IL称作“电流元”，相

．通电导线受力的方向 磁场磁感应强度的方向．
．磁感应强度与电场强度的区别
B是描述磁场的性质的物理量，电场强度E是描述电场的性质的物理量，它

遵循平行四边形定则．如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时，
B是各磁感应强度的矢量和．
．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
F＝ BIL.
）．公式F＝BIL中L指的是“有效长度”．当B与I 时，F最大，F＝BIL；当B
I 时，F＝0.
）．弯曲导线的有效长度L，等于 的长度，如图3－3－4；相应的电流沿L

当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
当电流与磁场方向夹θ角时，F =

．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向 的平面S，B和S的乘积，

．公式：Φ＝ .
．单位：1 Wb＝1 .
．当平面和磁场方向不垂直时，穿过它的磁通量就比垂直时小；此时：Φ＝ .当平
．
．从Φ＝ 可得B＝ ，因此磁感应强度B，又叫做磁通密度。

．磁通量表示 某一面积磁感线条数(这是在人为规定画磁感线时要使穿过单位面积
)．对于匀强磁场Φ＝BS，其中
是 于磁场方向上的面积．若平面与磁场不垂直，则要求出它在 于磁场方向

．磁通量是标量，其正负 表示大小，只表示与规定的正方向相同或相反．若磁感线
且正向磁感线条数为Φ
，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等
(磁通量的代数和)即Φ＝ .
．磁通量的变化量ΔΦ＝ .
当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝ .
当B变化，S不变时，ΔΦ＝ .
和S同时变化，则ΔΦ＝ .但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.
＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|
.
洛伦兹力应用

不加磁场时，观察到电子束的径迹是一条直线
加上磁场时，电子束的径迹是一个圆
．当带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用时，由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，故带
q的带电粒子，以速度大小为v垂直于磁场方向
B的匀强磁场中，其运动轨道半径为：r＝ ；周期为T＝
做变速直线运动．


．找圆心、求半径
圆心的确定
如何确定圆心是解决
一个最基本的思路是：圆心一定在


．
运动半径的确定
求解出半径的大小，并与半径公式r＝mvqB

．时间和角度的分析
运动时间的确定：
几个有关的角及其关系
(或圆心角)，AB弦与切线的夹角θ
2θ.
．常见带电粒子在磁场中运动的轨迹