高中物理选修3-1交流电

2.1电源和电流
两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流.
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。

结论：电源能使电路中产生持续电流。

介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
请你用以上物理量表示电流I。

导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为。

高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点，我们要掌握好这一节的知识点。

下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。

高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。

电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。

(1)计算式(2)单位：伏特(V)(3)电势差是标量。

其正负表示大小。

二、电场力的功电场力做功的特点：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。

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(1)电荷在电场中具有电势能。

(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。

(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。

(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。

(5)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零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。

)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。

(7)电势能是标量。

3. 电势能大小的确定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。

三、电势电势：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。

是描述电场的能的性质的物理量。

其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。

单位：伏特(V)标量1. 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，一般选地面和无穷远为零势能面。

2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。

3. 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.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。

高中物理选修3-1公式高中物理选修3-1公式高中物理选修3-1公式电磁学常用公式库仑定律：F=kQq/r电场强度：E=F/q点电荷电场强度：E=kQ/r匀强电场：E=U/d电势能：E=qφ电势差:U=φ-φ静电力做功:W=qU电容定义式:C=Q/U电容:C=εS/4πkd带电粒子在匀强电场中的运动加速匀强电场:1/2*mv=qUv=2qU/m偏转匀强电场:运动时间:t=x/v垂直加速度:a=qU/md垂直位移:y=1/2*at=1/2*(qU/md)*(x/v)偏转角:θ=v⊥/v=qUx/md(v)微观电流：I=nesv电源非静电力做功：W=εq欧姆定律：I=U/R串联电路电流：I=I=I=……电压：U=U+U+U+……并联电路电压：U=U=U=……电流：I=I+I+I+……电阻串联：R=R+R+R+……电阻并联：1/R=1/R+1/R+1/R+……焦耳定律：Q=IRtP=IRP=U/R电功率：W=UIt电功:P=UI电阻定律：R=ρl/S全电路欧姆定律：ε=I(R+r)ε=U外+U内安培力：F=ILBsinθ磁通量：Φ=BS电磁感应感应电动势：E=nΔΦ/Δt导线切割磁感线：ΔS=lvΔtE=Blv*sinθ感生电动势：E=LΔI/Δt高中物理电磁学公式总整理电子电量为库仑(Coul)，1Coul=电子电量。

一、静电学1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力，，由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。

2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场，导体表面电场方向与表面垂直。

电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。

平行板间的电场3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。

本式以以无限远为零位面。

4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。

导体内部为等电位。

接地之导体电位恒为零。

电位为零之处，电场未必等于零。

电场为零之处，电位未必等于零。

均匀电场内，相距d之两点电位差。

故平行板间的电位差。

第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流〔1课时〕一、教学目标〔一〕知识与技能1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

〔二〕过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

〔三〕情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

四、教学过程〔一〕先对本章的知识体系及意图作简要的概述〔二〕新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1．电源：先分析课本图2。

1-1 说明该装置只能产生瞬间电流〔从电势差入手〕[问题]如何使电路中有持续电流？〔让学生回答—电源〕类比：〔把电源的作用与抽水机进行类比〕如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，假设在A、B之间用一细管连起来，那么水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。

A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。

〔从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置〕2．导线中的电场：结合课本图2。

1-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。

高二物理选修3-1电学知识点总结电学是高二学生学习物理的重点内容，有哪些知识点需要了解?下面是小编给大家带来的高二物理选修3-1电学知识点，希望对你有帮助。

高二物理选修3-1电学知识点一、电场基本规律1、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。

(1)三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

(2)元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.610-19C密立根测得e的值。

2、库仑定律(1)定律内容：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，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

(2)表达式：k=9.0109N?m2/C2静电力常量(3)适用条件：真空中静止的点电荷。

二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。

2、电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。

(2)定义式：单位：伏(V)带正负号计算(3)特点：○1电势具有相对性，相对参考点而言。

但电势之差与参考点的选择无关。

○2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。

○3电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。

○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。

(4)电势高低的判断方法○1根据电场线判断：沿着电场线电势降低。

AB○2根据电势能判断：正电荷：电势能大，电势高;电势能小，电势低。

负电荷：电势能大，电势低;电势能小，电势高。

结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。

3、电势能Ep(1)定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。

电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。

(2)定义式：带正负号计算(3)特点：○1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。

整流电路
（课程标准教科书人教版选修3－2第77页）
实验原理：
R=Ω的电阻做负载，并分别用两个电压传感器将电路按图连接以后，接入一个3000
L
测量输入电压和负载上的输出电压，观察输出的波形，与整流前的交流电做对比。

图
实验目的：
了解整流电路。

实验装置：
计算机，数据采集器，两个电压传感器，电阻箱，4个二极管，交流信号源，导线若干。

实验步骤：
1．将电阻箱的阻值选择为3000Ω，将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，然后将数据采集器与计算机连接，进入“TriE iLab”数字化信息系统；
2．把两个电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电压传感器进行校零，然后把
R 连接1通道的电压传感器接到输入端，然后把连接2通道的电压传感器接到负载电阻
L 两端；
3．将正弦信号发生器经过简单放大后，对电路进行供电，打开模板“整流前后的电压波形”，在采集间隔和采集时间窗口输入合适的数值，选择合适的信号频率，点击开始按钮，观察输入波形和整流后的输出波形。

实验数据记录与分析：
可以看出，实验结果和前面的分析很一致。

电势能和电势知识集结知识元电场力做功与电势能的关系知识讲解电势能1．定义：电荷在电场中由于受到电场力作用而具有的势能叫做电势能．用字母E P表示,单位是焦耳2．电势能大小：若规定电荷在B点的电势能为零，E PB=0,则E PA=W AB。

即电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

与重力势能表达式E P=mgh类似，电势能表达式为E P=φq。

φ是电荷q所在位置处的电势。

电势类似于高度，详见后文。

3．零点的选择：在电场中选取哪点作为电势能的零点，原则上是任意的。

但通常会把离场源电荷无穷远处电势规定为零电势，因此电荷在离场源电荷无穷远处的电势能也为零，或者把电荷在大地表面的电势能规定为零。

4．电势能的相对性：电荷在电场中某点的电势能的大小与零势能点的选取有关，但电荷在两点间的电势能之差和零势能点的选取无关。

5．电势能的标矢性：电势能是标量，但有正负，正负号的意义在于电荷在电场中该点所具有的电势能比在电势能零点的电势能多了还是少了。

因此电势能正值一定比负值大。

6．功能关系：电荷在电场中A点具有的电势能是E PA，它在B点具有的电势能是E PB，电荷从A点到B点静电力做的功就等于电势能的减少量。

即W AB=E PA-E PB,即静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加。

因此电场力做功是电势能变化的量度，与电荷的正负无关。

电势1．定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。

有符号φ表示，单位伏特V。

2．公式：3．物理意义：反映电场能的性质，数值越大，表明正电荷在该点具有的电势能越大，4．电势的决定因素：电场中各点的电势由电场本身和零电势位置的选取有关，也就是说与场源电荷有关。

若去无穷远处电势为零，则正场源电荷周围电势处处为正，负场源电荷周围电势处处为负。

5．电势是标量，但有正负。

类比高度，正电势一定比负电势高。

电场中某点电势高低与规定的零电势点的位置有关。

简单的逻辑电路知识集结知识元简单的逻辑电路知识讲解一､数字电路中最基本的逻辑电路--门电路1．数字信号变化的两个状态：“有”或“没有”．2．数字电路（1）概念：处理数字信号的电路．（2）功能：研究电路的逻辑功能．二､“与”门1．逻辑关系：一个事件的几个条件同时满足时事件才能发生．2．符号其中“&”具有与的意思，象征A､B两个输入端都是1时，输出才是1．3．真值表，“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示．输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1三､“或”门1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要一个条件满足事件就能发生．2．符号：，“≥1”象征1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1．3．真值表输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1四､“非”门1．逻辑关系：输出状态与输入状态相反．2．符号：其中矩形右侧小圆圈表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端为0．3．真值表输入输出A Y0 11 0五､集成电路1．构成：将组成电路的元件（如电阻､电容､晶体管等）和连线集成在一块硅片上．2．优点：体积小､方便､可靠，适用于系列化､标准化生产．二、对三种基本逻辑电路的理解门电路是用来实现基本逻辑功能的电子电路，可以由二极管､三极管的元件构成，也可制成集成电路，基本的门电路有三种类型，“与”门电路，“或”门电路和“非”门电路，较复杂的门电路由上述三种基本门电路混和而成．1．对“与”门的理解如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门．如上图所示，如果把开关A闭合作为条件A满足，把开关B闭合作为条件B满足，把电灯L亮作为结果Y成立，则“与”逻辑关系可以示意为：2．对“或”门的理解如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件中有一个满足，事件就会发生，这种关系叫“或”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足．把开关B闭合当作条件B满足，把电灯L亮当作结果Y成立，则“或”逻辑关系可以示意为：3．对“非”门的理解设正常逻辑关系为：当条件A满足时，结果Y发生；当条件A不满足时，结果Y不发生．与正常逻辑关系相反，如果条件A满足时，结果Y不发生；条件A不满足时，结果Y却发生，这种关系叫“非”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路，简称“非”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足，把电灯L亮当作结果Y成立，把电灯L灭当作结果-Y成立，则“非”逻辑关系表现为A⇒-Y．例题精讲简单的逻辑电路例1.如图的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”，B端也输入电信号“1”时，则C和D端输出的电信号分别为（）A．1和1 B．0和1 C．1和0 D．0和0例2.现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。

第二章恒定电流全章教学内容分析本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。

首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。

其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。

从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。

本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。

本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原理。

通过实际操作学会使用多用电表。

例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电源的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的基本作用。

初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。