高中物理选修3-1课件

Q不变
C
S
4 kd
E不变
十、带电粒子在电场中的运动 ：
1、匀变速直线运动：
① 牛顿运动定律
Eq ma
mV
2 t
② 动能定理
1 2

1 2
mV
2 0
qU
2、辐射电场中的匀速圆周运动： k
Qq r
2
m
V r
2
3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）
◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）
B
电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动 等效“重力”： G
y L
2
qU
0

1 2
mV
2 0
Y

U U0
tan
L 2d

U U0
4d
④ 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上
Y y L tan
第三四章
电流
一、
电流
I q t
1、电流的形成： 电荷的定向移动 2、电流（强度）定义：
3、电流（微观）决定式：
I n eS V 定
U R
R1 V
R2
R3
R1
R2
R3
V
A
R1
R2 V A
R3
R1 R2 A R3 R2 R3
R1
四、 电功与电功率
1、电功：W qU UIt Pt
◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)
1度=1000W· 3600S=3.6×106J
2、电功率： P
3、效率：


W t
UI
有用 总
并联电路总电阻小于任一支路电阻 ②、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）
▲定量：
------等效电路的化简
㈠:电势分析法：
导体（电阻）中，沿着电流方向电势降低
所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体
某导体（电阻）两端的电势高低
某导体（电阻）中是否有电流以及流向
决定了电路的连接方式

R
2
R 2 Rr r
2
2
R

r
2
2
2r

2
R
讨论: 当R一定，r可变，则r→0，P出最大， P出
电源效率：
R

R外 R外 r
100 % 100 %
当r一定，R可变，因R
电源效率：
r
2
2r
R
P 则当R=r时，P出最大， 出
100 % 50 %
θ1
θ2
m↗，θ↘
摆角θ与带电量无关
m1
c
G总
m2
三、
电场强度（场强）
F q
1、场强E：
①定义式： E 矢量方向：规定正电荷受力方向 ②单位： N/C V/m
r
③决定式： E k Q 2
------适用真空点电荷
2、场强的叠加： ------平行四边形定则
E E1 E2
▲例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）
目录
• • • • • • • 第三章 磁场 3.1 磁现象和磁场（1课时） 3.2 、 磁感应强度（1课时） 3.3 、几种常见的磁场（1.5课时） 3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时） 3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时） 3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时 +1练习）
电 场

S
4 kd
ε ≥1，→介电常数 S→正对面积； d→极板间距
3、单位： 法拉（F） 微法（μ F） 皮法（pF）
1F = 106μ F = 1012pF
4、平行板电容器两种充电方式： ① 电源保持连接状态
若d↘，E↗
d↘，C↗，Q↗
U不变
② 充电后电源切断
若d↘， C↗ ，U↘
Q E U d C Q d Cd
一、
电荷
19
1、基本电荷（元电荷）：1 e 1 . 6 10 2、物体起电方式： 本质：电荷转移 ①摩擦起电；（绝缘体） ②接触起电：（导体）
C e
1 C 6 . 25 10
18
③感应起电：（导体）
二、
库仑定律
Q1 Q 2 r
2
1、公式： F k
k 9 10 Nm

2
4R

R外 R外 r
◆当P出<

2
4R
，对于外阻有两个解R1R2

2
P出
4R
பைடு நூலகம்
P—R图像
R1
2
R 1 r
2

R2
2
R 2 r 2
r R1 R2
O R R1
r
R2
2、含电容器的直流电路：
①、电容器在稳恒电路中处于断路状态 ②、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流， 在稳恒状态下是无用的盲端电阻，处于等势状态 ◆步骤： 摘除电容器及无用电阻，化简及确立等效电路 电容器视为伏特表，盲端电阻看作导线，分析电容器所并联的电阻及 两端的电压
②电流：I ③电阻： R
1
I1 I 2 I 3
= 1 R
1

1 R2

1 R3
R
R1 R 2 R1 R 2
1 : 1 : 1
④电流分配：与电阻反比 ⑤功率分配：与电阻反比
I 1 :I 2 :I 3 = P1 :P 2 :P 3 =
R1 R2 R3
三、 电阻
1、定义式：
R U I
2
全部
热效率η =100%
2
U
t
R
3、非纯电阻电路：（电动机）
电功 其它形式能 热量（内能）
有用机械功 W 机 UIt I Rt
2
电功 W UIt
电热 Q I Rt
2
UIt I Rt
2
U IR
◆对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用
◆当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路
9
2
/C
2
K的测定：库仑扭秤实验 2、适用条件： 真空、静止、点电荷
（或电荷均匀分布的球体）
3、应用： ①两相同球体接触起电
㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分 ㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分
②三点电荷静电平衡
两同夹异，两大夹小，进小远大
③带电摆球的平衡：
整体法：三力共点（c为两球重心）
六、 闭合电路欧姆定律
1、表达式： I （ R r ） U Ir 2、路端电压变化规律：
（非正比） ① 与外阻的关系： R ， U
U

o U
R
②与电流的关系： U r I
◆物理意义： 截距： b
斜率： k r tan

3、常见电场的电场线：
①正、负点电荷电场
②匀强电场
③一对等量异种电荷的电场
④一对等量同种电荷的电场
五、
静电平衡
感应电荷的效果：产生附加（感应）场强， 削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动
2、静电平衡导体的特点：
①内部场强处处为0
②表面附近的场强垂直于导体表面
③净电荷只能分布于导体表面
反证法
------与欧姆定律意义不同
L S
2、决定式： R
◆电阻率ρ
------电阻定律（适用粗细均匀物体）
由材料决定
金属导体电阻率随温度升高而增大：
◆伏安特性曲线：
直线斜率（或斜率倒数）表示电阻
U I
I
U
3、变阻器：
滑动变阻器 电位器 电阻箱 可变电阻
①、限流接法：
R0
②、分压接法：
R R R0
E
B y
E
B
+Q O
X
A
-Q
y
+Q O 2L
X
2L
A
-Q
四、
电场线
一条电场线不能看出疏密
1、应用：
①定性判断场强大小、方向：
②定性判断电势高低
2、特点：
①从正电荷出发，终止于负电荷 ②不闭合、不相交、不中断 ③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间
④电场线条数与电荷量成正比
⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合
④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面
导体中没有电流通过，导体两端没有电压
▲例：求感应电荷产生的场强 A
d
C
d
A
接地
六、
电势φ

q
1、定义：
（标量） 三个量都有正负号
◆正电荷电势能与电势同号
负电荷电势能与电势反号
2、单位：伏
1V=1J/C
3、决定因素：生场电荷、位置 4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。 5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低
Eq ma
L V0t
侧移： y 1 2
U Ed
飞行时间由L决定
at
2

L qU 2 dmV
2 0
2
电场力做功：
W Eq y
速度偏角： tan
位移偏角： tan
Vy Vx
y x

at V0
at
2V 0
θ
O
2 tan tan
③ 粒子先经过加速电场再进入偏转电场
③场强相等，电势不一定相等； 电势相等，场强不一定相等
5、场强与电势差关系： U Ed
-----适用于匀强电场
八、电场力的功
1、电场力做功特点：（同重力）
①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关 ②正功→电势能减少，负功→电势能增加
W电 E p
③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况） 正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高
A
RA RB
4、闭合电路中的功率：
① 电源的总功率：P总=εI ② 电源内耗功率：P内=U内 I=I2r ③ 电源输出功率： P出=UI=εI-I2r
o
B


r
I
短路 电流
七、 欧姆定律综合应用
1、电源的输出功率：
设电源电动势
，内阻 r，外阻 R
2
P出 I R
2
R
2
R r
不论正负电荷：均从电势能大→电势能小
2、电场力做功的计算：
①W=Fd=Eqd--------匀强 ②W=qu---------------通用
W AB q U
AB
◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差
九、电容器 ：
1、定义式：
C Q U Q U
——普适通用 ——平行板
2、决定式： C

得到 付出
100 %
电源效率：

W 输出 W总

P输 出 P总

U


R外 R外 r
100 %
用电器效率：

W 有用 W 输入
100 %
五、 电功与电热
2 1、焦耳定律： Q I Rt 2、纯电阻电路：
电功 热量（内能）
W Q UIt I Rt
V定数量级 10-4m/S ------部分电路欧姆定律
4、电流（宏观）决定式： I
------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电
二、串并联电路基本特点：
1、串联：①电流处处相等
②电压：U=U1+U2+U3+
③电阻：R=R1+R2+R3+
④电压分配：与电阻成正比 ⑤功率分配：与电阻成正比
2、并联：①各支路电压相等
A B A B
φA＞φB＞O
正电荷周围空间电势恒为正。
φA＜φB＜O
负电荷周围空间电势恒为负。
七、电势差：（电压）
1、定义：
U ab W q
2、决定式：uab=φa-φb 3、绝对性：与零势点无关
◆单下标或无下标时取绝对值
有下脚标时应注意正负号 uab=－uba
4、场强与电势无必然联系：
①场强为0，电势不一定为0； 电势为0，场强不一定为0 ②场强大，电势不一定高； 电势高，场强不一定大
人教版物理选 修三
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目录
• • • • • • • • • • 第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律 1.2库仑定律 1.3.1电场强度 1.3.2专题：静电平衡 1.4电势能 电势 1.5电势差 1.6电势差与电势强度的关系 1.7电容器与电容 1.8带电粒子在电场中的运动
目录
• • • • • • 第二章、恒定电流 2.1、导体中的电场和电流（1课时） 2.2、电动势（1课时） 2.3、欧姆定律（2课时） 2.4、串联电路和并联电路（2课时） 2.5、焦耳定律（1课时）
接线法：1上1下
变阻范围： R 0 R R 0
调压范围： R0 U R R0 U
接线法：1上2下
变阻范围： R R0 R R0 R
调压范围： 0 U
阻值应较大→增大调压范围
阻值应较小→增强调压均匀性
电路总功率较小（优）
电路总功率较大（缺）
4、复杂电路的电阻： ▲定性： ①、串联电路总电阻大于任一部分电阻
R1 R2 a
ε r
C b
R3 R4
3、直流电路的动态变化分析： （定性）
①“口诀法”： 串反并同
与变阻器“串”的，UIP变化规律与变阻器相反
“串”——具有完全相同或部分关联的电荷流
与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同 “并”——完全不相关联的不同支路的电荷流 R5变小 “串”——R1、R3 ↗ “并”——V、A、R2、R4 ↘
m g E q
2 2 2 2
o
A
Eq
“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断
“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲
mg
4、匀强电场中的类平抛运动
——F合与V0垂直 ① 粒子落在极板上 （不计重力或重力与电场力共线）
Eq ma
y 1 2 at
2
U Ed
飞行时间由y决定
② 粒子穿出极板
R3 R1 R2 a V R5 b R4 A
ε r
4、电路故障问题：
◆现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常 ◆重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势
①、断路：表现为电流为0，而电压不为0
除了电源两端，其它位置有电压者即为断路嫌疑处
②、短路：表现为电压为0，而电流不为0
八、 电表的改装
灵敏电流计 安培表 伏特表