高中物理必修3公式定理定律概念大全
- 格式：doc
- 大小：125.05 KB
- 文档页数：24
- 1 -
高中物理必修3公式定理定律概念大全
第一章电场
1、电荷、元电荷、电荷守恒(A
(1自然界中只存在两种电荷:用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷,用_毛皮__摩擦过的__带负电荷。同种电荷相互_,异种电荷相互_。电荷的多少叫做_,用_
(2用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。无论那种方法都不能_创造_电荷,也不能_消灭_电荷,只能使电荷在物体上或物体间发生_转移_,在此过程中,电荷的总量_不变_,这就是电荷守恒定律。
2、库仑定律(A
(1内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们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:1
22Q Q F k r
其中9 N﹒m 2/C23、电场、电场强度、电场线(A
(1带电体周围存在着一种物质,这种物质叫_电场_,电荷间的相互作用就是通过_电场_发生的。
(2电场强度(场强①定义:放在电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的比值②公式:E=F/q_由公式可知,场强的单位为牛每库
③场强既有大小_,又有方向,是矢量。方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
(3电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的疏密程度反映电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,即电场方向。匀强电场的电场线特点:距离相等的平行直线。(几种特殊电场的电场线线分布
4、静电的应用及防止(A
(1静电的防止:
放电现象:火花放电、接地放电、尖端放电等。 - 2 - 避雷针利用_尖端放电_原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
(2静电的应用:
静电除尘、静电复印、静电喷漆等。
5、电容器、电容、电阻器、电感器。(A
(1两个正对的靠得很近的平行金属板间夹有一层绝缘材料,就构成了平行板电容器。这层绝缘材料称为电介质。电容器是容纳电荷的装置。
(2电容器储存电荷的本领大小用电容表示,其国际单位是法拉(F。平行板电容器的电
容与正对面积、两板间距离和电介质的性质有关,正对面积越大,电容越大,板间距离越大,电容越小。
(3若把电容器接在交流电路中,则它能起到隔直流和通交流作用。
(4电阻器对电流有阻碍作用,用电阻R来表示。工作时满足欧姆定律,电能全转化为内能。
(5电感器“通直流、阻交流,通低频、阻高频。”其原理为“自感作用”。
6、匀强电场
场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域称为匀强电场,匀强电场中的电场线是等距的平行线,平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在两极之间除边缘外就是匀强电场。
7、电势能
由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。
电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能和零点。
由于电势能具有相对性,所以实际的应用意义并不大。而经常应用的是电势能的变化。电场力对电荷做功,电荷的电势能减速少,电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值,这常是判断电荷电势能如何变化的依据。
8、电势、电势差
⑴电势是描述电场的能的性质的物理量
在电场中某位置放一个检验电荷q,若它具有的电势能为ε,则比值ε叫做该位置的
电势。 - 3 - 电势也具有相对性,通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势(对同一电场,电势能及电势的零点选取是一致的这样选取零电势点之后,可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值,负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。
⑵电场中两点的电势之差叫电势差,依教材要求,电势差都取绝对值,知道了电势差的绝对值,要比较哪个点的电势高,需根据电场力对电荷做功的正负判断,或者是由这两点在电场线上的位置判断。
⑶电势相等的点组成的面叫等势面。等势面的特点:
(a等势面上各点的电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。
(b等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(c规定:画等势面(或线时,相邻的两等势面(或线间的电势差相等。这样,在等势面(线密处场强较大,等势面(线疏处场强小。
⑷电场力对电荷做功的计算公式:W qU
=,此公式适用于任何电场。电场力做功与路径无关,由起始和终了位置的电势差决定。
⑸在匀强电场中电势差与场强之间的关系是U Ed
=,公式中的d是沿场强方向上的距离。
9、电场中的导体
⑴静电感应:把金属导体放在外电场E中,由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动,使导体的两个端面出现等量的异种电荷,这种现象叫静电感应。
⑵静电平衡:发生静电感应的导体两端面感应的等量异种电荷形成一附加电场'E,当
附加电场与外电场完全抵消时,自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电平衡状态。⑶处于静电平衡状态导体的特点:
(a导体内部的电场强处处为零,电场线在导体的内部中断。
(b导体是一个等势体,表面是一个等势面。
(c导体表面上任意一点的场强方向跟该点的表面垂直。
(d导体断带的净电荷全部分布在导体的外表面上。
10、电容
(1两个彼此绝缘,而又互相靠近的导体,就组成了一个电容器。 - 4 - (2电容:表示电容器容纳电荷的本领。
a定义式:C
Q
U
Q
U
==(
∆
∆
,即电容C等于Q与U的比值,不能理解为电容C与Q
成正比,与U成反比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关。
b决定因素式:如平行板电容器C
S
kd
=
ε
π4
(不要求应用此式计算
(3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:
a保持两板与电源相连,则电容器两极板间的电压U不变
b充电后断开电源,则带电量Q不变
(4电容的定义式:C
Q
U
=(定义式
(5 C由电容器本身决定。对平行板电容器来说C取决于:C - 5 - S
Kd
=
ε
π4
(决定式
(6电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况:
第一种情况:若电容器充电后再将电源断开,则表示电容器的电量Q为一定,此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。
第二种情况:若电容器始终和电源接通,则表示电容器两极板的电压V为一定,此时电容器的电量将随电容的变化而变化。
11、带电粒子在电场中的运动
(1带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,是直线还是曲线,然后选用恰当的规律解题。
(2在对带电粒子进行受力分析时,要注意两点:
a要掌握电场力的特点。如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还与带电粒子的电量和电性有关;在匀强电场中,带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。
b是否考虑重力要依据具体情况而定:基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有要说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量。带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力。
12、带电粒子的加速(含偏转过程中速度大小的变化过程是其他形式的能和功能之间的转化过程。解决这类问题,可以用动能定理,也可以用能量守恒定律。
如选用动能定理,则要分清哪些力做功?做正功还是负功?是恒力功还是变力功?若电
场力是变力,则电场力的功必须表达成W qU ab ab=,还要确定初态动能和末态动能(或初、末态间的动能增量
如选用能量守恒定律,则要分清有哪些形式的能在变化?怎样变化(是增加还是减少?能量守恒的表达形式有: - 6 - a初态和末态的总能量(代数和相等,即E E初末=;
b某种形式的能量减少一定等于其它形式能量的增加,即∆∆E E减增=c各种形式的能量的增量的代数和∆∆E E 120++=„„;
13、带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题
如果带电粒子以初速度v 0垂直于场强方向射入匀强电场,不计重力,电场力使带电粒子产生加速度,作类平抛运动,分析时,仍采用力学中分析平抛运动的方法:把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动——匀速直线运动:v v x=0,x v t=0;另一个是平行于场强方向上的分运动——匀加速运动,v at a qU md y==,,y qU md x v=120
2(,粒子的偏转角为tg v v qU mv d y xϕ=
=002。经一定加速电压(U 1加速后的带电粒子,垂直于场强方向射入确定的平行板偏转电场中,粒子对入射方向的偏移y qU L mdv U L dU==124220222
1
,它只跟加在偏转电极上的电压U 2有关。当偏转电压的大小极性发生变化时,粒子的偏移也随之变化。如果偏转电压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间(T>>L v 0
,则在粒子穿越电场的过程中,仍可当作匀强电场处理。
应注意的问题:
1、电场强度E和电势U仅仅由场本身决定,与是否在场中放入电荷,以及放入什么样的检验电荷无关。
而电场力F和电势能ε两个量,不仅与电场有关,还与放入场中的检验电荷有关。所以E和U属于电场,而F电和ε属于场和场中的电荷。
2、一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重合,运动轨迹上的一点的切线方向表示速度方向,电场线上一点的切线方向反映正电荷的受力方向。物体的受力方向和运动方向是有区别的。
如图所示:
只有在电场线为直线的电场中,且电荷由静止开始或初速度方向和电场方向一致并只受电场力作用下运动,在这种特殊情况下粒子的运动轨迹才是沿电力线的。
3、点电荷的电场强度和电势
(1点电荷在真空中形成的电场的电场强度E Q E r∝∝源,12/,当源电荷Q>0时,场强方向背离源电荷,当源电荷为负时,场强方向指向源电荷。但不论源电荷正负,距源电荷越近场强越大。
