高中选修3-1,2电与磁物理知识点
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3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向规定:在磁场中任意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向就是那一点的磁场方向。
四、磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极(2)磁感线是闭合曲线(3)磁感线不相交(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强3.几种典型磁场的磁感线(1)条形磁铁(2)通电直导线a.安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;b.其磁感线是内密外疏的同心圆(3)环形电流磁场a.安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。
b.所有磁感线都通过内部,内密外疏(4)通电螺线管a.安培定则:让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺线管内部磁场的磁感线方向;b. 通电螺线管的磁场相当于条形磁铁的磁场五、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线处的磁感应强度。
2.定义式:3.单位:特斯拉(T), 1T=1N/A.m4.磁感应强度是矢量,其方向就是对应处磁场方向。
5.物理意义:磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量,与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
6.磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示,规定:在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
7.匀强磁场(1) 磁感应强度的大小和方向处处相等的磁场叫匀强磁场(2) 匀强磁场的磁感线是均匀且平行的一组直线。
高中物理选修3-1第三章磁感应强度知识点磁感应强度是高中物理电磁学重要并且抽象的概念,也是物理选修3-1第三章重要知识点,下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1第三章磁感应强度知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1第三章磁感应强度知识点定义:当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F 跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
对磁感应强度的理解1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式,是用比值定义的,磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L均无关。
2、定义式B=FIL成立的条件是:通电导线必须垂直于磁场方向放置。
因为磁场中某点通电导线受力的大小,除了与磁场强弱有关外,还与导线的方向有关。
导线放入磁场中的方向不同,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的大小不一定为零,这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。
3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL 称作“电流元”,相当于静电场中的试探电荷。
4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。
5、磁感应强度与电场强度的区别:磁感应强度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,它们都是矢量,现把它们的区别列表如下:(1)磁感应强度是矢量,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,某点的磁感应强度B是各磁感应强度的矢量和。
高中物理选修3-1匀强磁场知识点匀强磁场: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,这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受的安培力F= BIL。
(一)公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=BIL;当B与I平行时,F=0。
(二)弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,如下图相应的电流沿L由始端流向末端。
1、当电流与磁场方向垂直时,F = ILB2、当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ高中物理复习方法一、注重知识形成过程。
高二物理选修3-1知识点
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比。
2.电阻定律:在一定温度下,导体的电阻与导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比。
3.焦耳定律:电流流过导体产生的热量跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
三、磁场1.通电导线在安培力作用下运动方向的判定方法要判定通电导线在安培力作用下的运动,首先必须清楚导线所在位置磁场的分布情况,然后才能结合左右定则准确判定导线的受力情况,进而确定到导线的运动方向。
常用方法(1)电流元法;(2)等效法;(3)结论法;(4)特殊位置法。
2.洛伦兹力作用下力学问题的解决方法涉及洛伦兹力的动力学问题中(相关知识点见高考物理知识点总结),因洛伦兹力的大小和方向与物体的运动状态有关,在分析物体的运动过程时,需将运动对受力的影响、受力对运动的影响综合考虑来确定物体的运动性质及运动过程,此类问题中往往还会出现临界状态,需分析临界状态下满足的条件。
(完整版)⾼中物理选修3-1笔记磁场第三章磁场3.1磁现象和磁场⼀、磁现象1.磁性:物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。
2.磁体:具有磁性的物质叫磁体。
3.磁极:磁性最强的部分叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极,⼀个叫S极,⼀个叫N极。
4.磁极之间的相互作⽤:同名相斥,异名相吸。
⼆、电流的磁效应1.电流对⼩磁针的作⽤(丹麦物理学家奥斯特)1)现象:通电后,通电导线下⽅的与导线平⾏的⼩磁针发⽣偏转。
2)注意:为排除地磁场的影响,⼩磁针及通电导线均应南北放置。
3)结论:通电导线周围有磁场产⽣。
2.磁铁对通电导线的作⽤结论:磁铁会对通电导线产⽣⼒的作⽤,使导体偏转。
3.定义:通电导体的周围有磁场,电流的磁场使放在导体周围的磁针发⽣偏转,磁场的⽅向跟电流有关,这种现象叫电流的磁效应。
三、磁场1.定义:磁场是磁体或电流周围存在的⼀种特殊物质。
2.性质:对放⼊其中的磁极或电流产⽣⼒的作⽤。
3.产⽣:1)永磁体2)电流4. ⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向即为该点的磁场⽅向。
四、地磁场1.两极1)地理南极是地磁北极2)地理北极是地磁南极2.定义:地球周围存在着的磁场叫做地磁场3.地磁偏⾓地轴与磁轴之间的夹⾓称为地磁偏⾓3.2磁感应强度⼀、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场⽅向的通电导线所受的安培⼒跟电流I和导线长度L的乘积的⽐值叫磁感应强度。
2.物理意义:表⽰磁场强弱和⽅向的物理量3.表⽰:B4.公式B=F电流⽅向与磁场⽅向垂直5.单位:特斯拉,简称特,符号T。
(1T=1N)6.⽅向:⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向规定为该点的磁感应强度的⽅向。
即磁场⽅向。
三、探究影响通电导线受⼒的因素1.电流元:把很短的⼀段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。
2.检验电流:为了间接了解磁场特性⽽垂直放⼊磁场的电流元称为检验电流。
3.⽅法1)保持I不变,改变L2)保持L不变,改变I4.结论F∝IL3.3⼏种常见的磁场⼀、磁感线1.定义:在磁场中画⼀些有⽅向的曲线,曲线上每⼀点的切线⽅向都跟该点的磁场⽅向相同,这样的曲线称为磁感线。
高二物理选修3一1知识点总结
一、电场
电荷与电场:
自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,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,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
库仑定律:描述了点电荷之间的相互作用力。
电场强度与电势:
电场强度:描述电场中某点的电场强弱和方向的物理量。
电势:描述电场中某点电势能的物理量。
等势面:电场中电势相等的各点构成的面。
电势差与电场力做功:
电势差:电场中两点间电势的差值。
电场力做功与电势差的关系。
二、电路
电阻:表示导体对电流的阻碍作用。
欧姆定律:描述了电流、电压和电阻之间的关系。
串联与并联电路:了解串联和并联电路的特点及计算方法。
三、磁场
磁场的基本概念:磁力作用的区域,通过磁感线来描述。
磁感应强度:描述磁场强弱的物理量。
洛伦兹力:带电粒子在磁场中受到的力。
四、电磁感应
电磁感应现象:磁场变化产生电场的现象。
法拉第电磁感应定律:描述了感应电动势与磁通量变化率之间的关系。
此外,高二物理选修3-1还可能涉及光学等其他知识点,如光的反射、折射、干涉和衍射等现象,以及电磁波的基本性质和应用等。
请注意,不同版本的教材和教学大纲可能有所差异,因此在实际学习过程中,建议参考教材和教师提供的教学资料进行详细的复习和总结。
同时,通过多做习题和参加讨论,加深对知识点的理解和应用能力。
高中物理选修知识点汇总一、磁场〖选修3-1〗1.磁体周围有磁场,N极受力定方向;电流周围有磁场,安培定则定方向。
2.F比I l是场强,φ等B S 磁通量,磁通密度φ比S,磁场强度之名异。
3.BIL安培力,相互垂直要注意。
4.洛仑兹力安培力,力往左甩别忘记。
二、电磁感应〖选修3-2〗1.电磁感应磁生电,磁通变化是条件。
回路闭合有电流,回路断开是电源。
感应电动势大小,磁通变化率知晓。
2.楞次定律定方向,阻碍变化是关键。
导体切割磁感线,右手定则更方便。
3.楞次定律是抽象,真正理解从三方,阻碍磁通增和减,相对运动受反抗,自感电流想阻挡,能量守恒理应当。
楞次先看原磁场,感生磁场将何向,全看磁通增或减,安培定则知i 向。
三、交流电〖选修3-2〗1.匀强磁场有线圈,旋转产生交流电。
电流电压电动势,变化规律是弦线。
中性面计时是正弦,平行面计时是余弦。
2.NBSω是最大值,有效值用热量来计算。
3.变压器供交流用,恒定电流不能用。
理想变压器,初级U I值,次级U I值,相等是原理。
电压之比值,正比匝数比;电流之比值,反比匝数比。
运用变压比,若求某匝数,化为匝伏比,方便地算出。
远距输电用,升压降流送,否则耗损大,用户后降压。
四、气态方程〖选修3-3〗研究气体定质量,确定状态找参量。
绝对温度用大T,体积就是容积量。
压强分析封闭物,牛顿定律帮你忙。
状态参量要找准,PV比T是恒量。
五、机械振动〖选修3--4〗1.简谐振动要牢记,O为起点算位移,回复力的方向指,始终向平衡位置,大小正比于位移,平衡位置u大极。
2.O点对称别忘记,振动强弱是振幅,振动快慢是周期,一周期走4A路,单摆周期l比g,再开方根乘2p,秒摆周期为2秒,摆长约等长1米。
到质心摆长行,单摆具有等时性。
3.振动图像描方向,从底往顶是向上,从顶往底是下向;振动图像描位移,顶点底点大位移,正负符号方向指。
六、机械波〖选修3--4〗1.左行左坡上,右行右坡上。
选修3-1物理知识点在高中物理选修 3-1 中,我们将深入探索电磁学的奇妙世界。
这部分知识对于理解日常生活中的许多现象以及现代科技的原理都具有重要意义。
接下来,让我们一起梳理一下其中的关键知识点。
一、电场1、电荷及其守恒定律自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
电荷守恒定律指出,电荷既不能被创造,也不能被消灭,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,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
2、库仑定律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。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为静电力常量。
3、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
放入电场中某点的电荷所受的电场力$F$跟它的电荷量$q$的比值,叫做该点的电场强度,简称场强,用$E$表示,即$E =\frac{F}{q}$。
其单位是牛/库(N/C)。
4、电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,电场线的疏密程度表示电场的强弱。
二、电势和电势能1、电势电势是描述电场能的性质的物理量。
电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电势的高低与零电势点的选择有关。
2、电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。
3、等势面电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
等势面与电场线垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
三、电容1、电容器电容器是储存电荷和电能的装置。
两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器。
2、电容电容器所带电荷量$Q$与电容器两极板间的电势差$U$的比值,叫做电容器的电容,用$C$表示,即$C =\frac{Q}{U}$。
电容的单位是法拉(F)。
物理高二选修3-1知识点复习物理是一门关乎物质运动和能量变化的科学,它在我们日常生活中起着重要的作用。
高中阶段的物理学习涉及到许多重要的知识点,其中选修3-1是高二学生必须掌握的一门课程。
下面将对物理高二选修3-1的知识点进行复习和总结。
1. 直流电路直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。
其中,常见的元件有电源、导线、电阻、电容等。
在直流电路中,电流的大小可由欧姆定律计算,即I=U/R,其中I代表电流强度,U代表电压,R代表电阻。
2. 交流电路交流电路是指电流方向时刻变化的电路。
交流电源产生的电流呈正弦波形,其特点是振幅、频率和相位差。
在交流电路中,可以通过欧姆定律计算电阻下的电流,但需注意在计算时考虑交流电的有效值。
3. 电磁感应电磁感应是指通过变化的磁场产生感应电动势的现象。
法拉第电磁感应定律描述了电磁感应的基本规律,即当磁通量发生变化时,感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
根据电磁感应现象,我们可以解释发电机、变压器等设备的工作原理。
4. 电磁波电磁波是由电场和磁场交替变化传播的波动现象。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
电磁波的传播速度为光速,约为3.0×10^8米/秒。
电磁波在通信、医学、天文等领域中有广泛的应用。
5. 光的折射与反射光的折射是指光线由一介质传播到另一介质时改变传播方向的现象。
折射的大小与入射角、折射角及介质折射率有关,可由斯涅尔定律计算。
光的反射是指光线遇到界面时发生方向改变的现象,其规律由反射定律描述。
6. 光的成像光的成像是指通过光的反射或折射,在接收面上得到清晰可见的物体形象的过程。
光的成像可以通过凸透镜和凹透镜等光学器件实现。
成像的特性包括实像和虚像、放大和缩小、正立和倒立等。
7. 声音的传播声音是由物体振动引起的机械波,需要介质传播。
声音的传播速度与介质的性质有关,一般在固体中最快、液体中次之、气体中最慢。
声音的强度与振幅的平方成正比,与距离的平方成反比。
最新精选全文完整版(可编辑修改)(完整版)高中物理必修3-1知识点清单(非常详细)第一章 静电场精选全文,可以编辑修改文字!一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷. 2.电荷守恒定律(1)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.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. 二、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.2.公式:F =kq 1q 2r2,式中的k =9.0×109 N ·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空. 三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量. 2.公式(1)定义式:E =F q,是矢量,单位:N/C 或V/m.(2)点电荷的场强:E =k Q r ,Q 为场源电荷,r 为某点到Q 的距离.(3)匀强电场的场强:E =Ud.3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向. 四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处. (2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大. (4)沿电场线方向电势降低.(5)电场线和等势面在相交处互相垂直. 3.几种典型电场的电场线(如图所示)考点一 对库仑定律的理解和应用 1.对库仑定律的理解 (1)F =kq 1q 2r 2,r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分. 考点二 电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:(1)电场线是直线.(2)电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行. 2.由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:(1)粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切. (2)由电场线的疏密判断加速度大小.(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化. 3.求解这类问题的方法: (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.第二章 电势能和电势差一、电场力做功和电势能 1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关. (2)计算方法①W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为沿电场方向的距离. ②W AB =qU AB ,适用于任何电场. 2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A-E p B =-ΔE p .(3)电势能具有相对性. 二、电势、等势面 1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q.(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同. 2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面. (2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直. ③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密). 三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与移动的电荷的电量q 的比值.2.定义式:U AB =W ABq. 3.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,U AB =-U BA . 4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即U AB =Ed .特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.考点一 电势高低及电势能大小的比较 1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB =φA -φB :若U AB >0,则φA >φB ,若U AB <0,则φA <φB .(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法 (1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关). (2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析 1电场 等势面(实线)图样 重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U=Ed的拓展应用1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d.推论如下:(1)如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=φA+φB2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.四、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义式:C=QU.(2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF.3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两极板间距离成反比.(2)决定式:C =εr S4πkd,k 为静电力常量.特别提醒:C =Q U ⎝ ⎛⎭⎪⎫或C =ΔQ ΔU 适用于任何电容器,但C =εr S4πkd仅适用于平行板电容器.五、带电粒子在电场中的运动 1.加速问题(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12mv 2-12mv 20;(2)在非匀强电场中:W =qU =12mv 2-12mv 20.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场. (2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解. ①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动. 特别提示:带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.六、带电粒子在电场中的偏转 1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd.(2)在电场中的运动时间:t =l v 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧v x t =v 0t =l 12at 2=y ,y =12at 2=qUl22mv 20d . (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y =at,v y =qUtmd, v =v 2x +v 2y ,tan θ=v y v x =qUl mv 20d. 2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul2U 0d.(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差.第三章 恒定电流 第四章 闭合电路的欧姆定律一、电流、欧姆定律 1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动形成电流. (2)方向:规定为正电荷定向移动的方向. (3)三个公式①定义式:I =q /t ;②微观式:I =nqvS ;③I =U R.2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (2)公式:I =U /R .(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路. 二、电阻、电阻率、电阻定律 1.电阻(1)定义式:R =U I.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用越大. 2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.(2)表达式:R =ρl S . 3.电阻率(1)计算式:ρ=R S l.(2)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. (3)电阻率与温度的关系①金属:电阻率随温度的升高而增大. ②半导体:电阻率随温度的升高而减小. ③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体. 三、电功、电功率、焦耳定律 1.电功 (1)实质:电流做功的实质是电场力对电荷做正功,电势能转化为其他形式的能的过程. (2)公式:W =qU =UIt ,这是计算电功普遍适用的公式. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功叫电功率.(2)公式:P =W t=UI ,这是计算电功率普遍适用的公式.3.焦耳定律电流通过电阻时产生的热量Q =I 2Rt ,这是计算电热普遍适用的公式. 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量. (2)表达式:P =Q t=I 2R .四、串、并联电路的特点 1.特点对比串联并联电流 I =I 1=I 2=…=I n I =I 1+I 2+…+I n 电压 U =U 1+U 2+…+U nU =U 1=U 2=…=U n 电阻R =R 1+R 2+…+R n1R =1R 1+1R 2+…+1R n2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大. 五、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(2)表达式:E =W q.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. 六、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.2.公式⎩⎪⎨⎪⎧I =E R +r只适用于纯电阻电路E =U 外+U 内适用于任何电路3.路端电压U 与电流I 的关系(1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. 七、测量电路的选择对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.1.阻值判断法:当R V ≫R x 时,采用电流表“外接法”; 当R x ≫R A 时,采用电流表“内接法”. 2.倍率比较法:(1)当R V R x =R x R A ,即R x =R V ·R A 时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”;(2)当R V R x >R xR A即R x <R V ·R A 时,采用电流表外接法;(3)当R V R x <R x R A即R x >R V ·R A 时,采用电流表内接法. 3.试触法:ΔU U 与ΔII 比较大小:(1)若ΔU U >ΔII ,则选择电压表分流的外接法;(2)若ΔI I>ΔUU,则选择电流表的内接法.八、实验器材的选择 1.安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流. 2.误差因素选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的13~23);使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近. 3.便于操作选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的. 4.关注实验的实际要求.第五章 磁场一、磁场、磁感应强度 1.磁场(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用. (2)方向:小磁针的N 极所受磁场力的方向. 2.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场强弱和方向.(2)定义式:B =F IL(通电导线垂直于磁场).(3)方向:小磁针静止时N 极的指向. (4)单位:特斯拉,符号T. 二、磁感线及特点 1.磁感线在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致. 2.磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱.(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点.在磁体外部,从N 极指向S 极;在磁体内部,由S 极指向N 极.(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切. (5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在. 3.电流周围的磁场直线电流通电螺线管环形电流非匀强磁场三、安培力的大小和方向1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时,F=BIL.(2)磁场和电流平行时:F=0.2.安培力的方向(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面.(注意:B和I可以有任意夹角)四、洛伦兹力1.定义:运动电荷在磁场中所受的力.2.大小(1) v∥B时,F=0.(2) v⊥B时,F=qvB.(3) v与B夹角为θ时,F=qvB sin_θ.3.方向(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向.(2)方向特点:F⊥B,F⊥v.即F垂直于B、v决定的平面.(注意B和v可以有任意夹角).由于F始终垂直于v的方向,故洛伦兹力永不做功.五、洛伦兹力和电场力的比较1.洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面.(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化.(3)左手判断洛伦兹力方向,但一定分正、负电荷.六、带电粒子在匀强磁场中的运动1.圆心的确定(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图甲所示,图中P 为入射点,M为出射点).(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示,P 为入射点,M为出射点).2.半径的确定可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小.3.运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时,其运动时间表示为:t=θ2πT⎝⎛⎭⎪⎫或t=θRv.4.求解粒子在匀强磁场中运动问题的步骤:(1)画轨迹:即确定圆心,画出运动轨迹.(2)找联系:轨迹半径与磁感应强度、运动速度的联系,偏转角度与圆心角、运动时间的联系,在磁场中的运动时间与周期的联系.(3)用规律:即牛顿运动定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式.总之,在这一学年中,我不仅在业务能力上,还是在教育教学上都有了一定的提高。
第一章、电 场一、电荷 :1、自然界中有且只有两种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、电荷守恒定律:电荷既不会创造,也不会消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一个部分。
“起电”的三种方法:摩擦起电,接触起电,感应起电。
实质都是电子的转移引起:失去电子带正电,得到电子带等量负电。
3、电荷量Q :电荷的多少元电荷:带最小电荷量的电荷。
自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。
密立根油滴实验测出:e=1.6×10—19C 。
点电荷:与所研究的空间相比,不计大小与形状的带电体。
库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的静电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
公式: k = 9×109 N ·m 2/C 2二、电场:1、电荷间的作用通过电场产生。
电场是一种客观存在的一种物质。
电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E :放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q 的比。
E=F/q 单位:N/C 或V/mE 是电场的一种特性,只取决于电场本身,与F 、q 等无关。
普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式 E=F/qE=U/d 方向 与正电荷受电场力方向相同 与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q 沿半径方向指向—Q由“+Q ”指向 “—Q ” 大小电场线越密,场强越大各处场强一样大3、电场线:形象描述场强大小与方向的线,实际上不存在。
疏密表示场强大小,切线方向表示场强方向。
一率从“+Q ”指向“—Q ”。
正试探电荷在电场中受电场力顺电场线,负电荷在电场中受电场力逆电场线。
电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。
只有电场线为直线,带电粒子初速度为零时,两条轨迹才重合。
任意两根电场线都不相交。
4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上,内部合场强处处为零。
导体是一个等势体。
三、电势与电势能:1、电势差U :将电荷q 从电场中的一点A 移至B 点时,电场力对电荷所做的功W AB 与电荷q 的比。
U= W AB /q 。
电势差是一个标量。
公式中的三个物理量计算时要注意“+,—”符号。
U= W AB /q 只取决于电场两点位置,与W 、q 等无关。
单位:V2r Qqk F =2rQ k E =电势φ:将电荷q 从电场中的一点A 移至无穷远时,电场力对电荷所做的功W 与电荷q 的比。
通常取大地与无穷远处为零电势点。
单位:V电势差的大小与零电势点的选取无关,只与电场中的两点位置有关;电势的大小与零电势点的选取有关。
U AB =φA —φB2、沿着电场线的方向,电势越来越低。
电场线方向为电势降低最快的方向。
顺电场线方向算电势差为“+”,逆电场线方向算电势差为“—”。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
3、电子伏(eV )是电功、电势能的单位。
1 eV = 1.6×10—19J 。
4、在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。
等势面一定电场线垂直。
电场线的方向由高等势面指向低等势面。
等势面越密,场强越大。
例:作出上面几个图中的等势面。
四、电容C :1、电容C :任何两个彼此绝缘的又相隔很近的物体组成电容。
2、计算方法:电容器所带电荷量Q 与电容器两极板电压的比。
电容表示电容器容纳电荷的本领,与Q 、U 等无关。
额定电压:电容器长期工作时所能承受的最大电压。
击穿电压:击穿电容器的电介质使电容器损坏的电压。
U 额定<U 击穿 3、单位:法拉(F )。
1F=106μF=1012pF 4、平行板电容器的电容计算公式:例:一个两个极板分别带±1.6×10—10C 的电容,电容量为5pF ,两极板电压U 是 ,将两极板用导线连接后,带电量是 ,两极板电压U 是 ,电容量是 ,拿走导线后带电量是 ,两极板电压U 是 ,电容量是 。
例:电容量改变后各个物理量的更变。
改变情况电容 电荷量 Q=CU 电压U=Q/C 场强E=U/dd 变 大d 变 大五、带电粒子在电场中的运动:UQU Q C ∆∆==kd SC πε4=kdSC πε4=dmqU m qE m F a 2===122202224221dU L U mdv qL U at y ===12202002dU L U mdv qL U v at v v tg y ====φφtg L y 2=电荷飞出偏转电场时,好象是从偏转电场中点沿直线飞出似的。
讨论: 当v 0一样时,只要q/m 相同时,y,tg φ相同 当1/2mv 02一样时,只要q 相同时,y,tg φ相同 当mv 0一样时,只要q/ v 0相同时,y,tg φ相同 无论带电粒子q 、m 如何,只要U 1、U 2不变,y,tg φ相同1、带电粒子在U (U 1)的加速:W=ΔE k 1/2 mv 2 = qU式中,U 是两极电压,电场不一定是匀强电场。
2、带电粒子在U 2中的偏转:类似平抛m qUv 2=0v L t =第二章、恒 定 电 流一、电荷定向移动形成电流。
1、形成电流的条件:要有自由电荷,导体两端存在电压。
即:自由电荷在电场力的作用下定向移动。
2、电流方向:正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的反方向。
3、电流(I ):单位时间内流过导体横截面积的电荷量。
I=q/t q 表示电荷量,t 表示通电时间I=nqvS n :单位体积内的自由电荷数 q :自由电荷的电荷量v :电荷定向移动的速率(非常小,数量级10—5m/s ) S :导体横截面积 国际单位:安培(A ) 1AmA 1mA=103μA 4、电流I 是标量,不是矢量。
二、欧姆定律:1、部分电路欧姆定律:导体中的电流与这段导体的两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。
公式:I=U/R 适用条件:金属、电解液、纯电阻,对气态导体、晶体管等不适用。
2、闭合电路的欧姆定律:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
I=E/(R+r ) 当外电阻增大,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小,电流增大,路端电压减小。
当电路开路时,根据U=E-Ir ,此时,U=E ;当电路短路时,E=Ir 。
3、电阻(R ):导体对电流阻碍作用的大小。
公式: 。
R 与U 、I 无关,是导体的一种特性 决定导体电阻大小的因素——导体的电阻定律: ρ:导体的电阻率,ρ越大表示导体导电能力越差。
ρ的国际单位:Ω·ml 表示导体的长度,S 表示导体的横截面积。
相同条件下,温度越高导体的ρ越大。
超导现象:当温度足够低(有的接近于绝对零度), 导体的ρ变为零。
半导体:相同条件下,温度越高导体的ρ越小。
三、串、并联电路基本关系式:电流关系电压关系 电阻关系 n 个相同的电阻比例关系串联I=I 1=I 2U=U 1+U 2用电器分电压,电阻越大,分压越多。
R=R 1+R 2R 总=nR 0相当于增加导体长度 总电阻大于分电阻并联I=I 1+I 2用电器分电流,电阻越大,分流越少。
U=U 1=U 2相当于增加导体横截面积 总电阻小于分电阻四、电功与热功,电功率与热功率:电功W :电场力对自由电荷所做的功,俗称电流做功。
国际单位:焦耳(J ) 电功率P :电流在单位时间内所做的功。
国际单位:瓦特(W )用电器正常工作时的电功率为额定功率,此时的电压为额定电压,电流为额定电流。
功能转换 电功、电功率 电热、热功率纯电阻电路电功全部转化为内能Q=W P 热=PS l R ρ=21212121R RU U P P W W ===21111R R R +=2121R R R R R +•=12212121R R I I P P W W ===nR R 0=总tR U Rt I UIt Pt W 22====U R I Ut W P 22====I UI U R∆∆==非纯电阻电路W 机=W-Q=UIt-I 2Rt P 机=P-P 热=UI-I 2R电功部分转化为内能,其余为机械能。
Q=I 2Rt P 热=I 2R注意:线性电路,欧姆定律成立;非线性电路,欧姆定律不成立。
W=UIt 用于求任何电路中的总电功,Q=I 2Rt 用于求任何电路中的焦耳热。
五、电流表与电压表:1、小量程电流表G 原理:磁场对其中的电流有力的作用。
表头内阻:电流表G 的电阻r 。
满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流I g 。
满偏电压:指针偏转到最大刻度时的电压U g 。
U g = I g r 2、大量程的电流表与电压表:类型 R x 的作用计算方法电流表 分流电压表分压3、伏安法测量电阻:原理:R=U/I电流表外接法电流表内接法R X <<R VR X >>R A实际测量,R X 偏小,I X 偏大实际测量,R X 偏大,U X 偏大4、欧姆表:直接测量电阻值的电表。
原理图:如图。
注意:黑笔接内电源的正极。
使用注意点:每次测量前先使红、黑表笔相碰,调节调零电阻R P ,使指针指在零刻度。
第三章、磁 场UItPt W ==Ut tWP ==Xg g X I I R R =gXg X U U R R =一、磁场:1、基本性质:对放入其中的磁极、电流有力的作用。
磁极间、电流间的作用通过磁场产生,磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。
2、方向:放入其中小磁针N 极的受力方向(静止时N 极的指向)放入其中小磁针S 极的受力的反方向(静止时S 极的反指向) 3、磁感线:形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。
磁体外部:N极到S极;磁体内部:S极到N极。
磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向;磁感线的疏密表示磁场的强弱。
4、安培定则:(右手四指为环绕方向,大拇指为单独走向)导体的种类磁场形状判断方法通电直导线以导线为中心的各簇互相平行的同心圆。
右手握住导线,大拇指指向与电流方向一致,四指绕向为磁感线的方向。
矩形、环形电流各簇围绕环形导线的闭合曲线,中心轴上,磁感垂直环形平面。
右手绕向与环形电流方向一致,大拇指方向为环形电流内部的磁场方向。
通电螺线管外部类似于条形磁体的磁场,内部为匀强磁场。
右手握住螺线管,四指绕向与电流绕向一致,大拇指指向为磁场的N极。
二、安培力:1、定义:磁场对电流的作用力。
2、计算公式:F=ILBsinθ=I⊥LB 式中:θ是I与B的夹角。
电流与磁场平行时,电流在磁场中不受安培力;电流与磁场垂直时,电流在磁场中受安培力最大:F=ILB 0≤F ≤ILB3、安培力的方向:左手定则——左手掌放入磁场中,磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。