(相關(guān)資料圖)
1、電場 1.兩種電荷 -----(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷. (2)電荷守恒定律: 2. ★庫侖定律 (1)內(nèi)容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.(2)公式: (3)適用條件:真空中的點電荷. 點電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時,這種帶電體就可以看成點電荷,但點電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少. 3.電場強度、電場線 (1)電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì),是電荷間相互作用的媒體.電場是客觀存在的,電場具有力的特性和能的特性. (2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值,叫做這一點的電場強度.定義式:E=F/q 方向:正電荷在該點受力方向. (3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致,這些曲線叫做電場線.電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷(或無窮遠處),終止于負電荷(或無窮遠處);②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡. (4)勻強電場:在電場中,如果各點的場強的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強電場.勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線. (5)電場強度的疊加:電場強度是矢量,當空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候,空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和. 4.電勢差U:電荷在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功W AB 與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點間的電勢差.公式:U AB =W AB /q 電勢差有正負:U AB =-U BA ,一般常取絕對值,寫成U. 5.電勢φ:電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差. (1)電勢是個相對的量,某點的電勢與零電勢點的選取有關(guān)(通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢).因此電勢有正、負,電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低. (2)沿著電場線的方向,電勢越來越低. 6.電勢能:電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功 ε=qU 7.等勢面:電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面. (1)等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功. (2)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面. (3)畫等勢面(線)時,一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等.這樣,在等勢面(線)密處場強大,等勢面(線)疏處場強小. 8.電場中的功能關(guān)系 (1)電場力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置有關(guān). 計算方法有:由公式W=qEcosθ計算(此公式只適合于勻強電場中),或由動能定理計算. (2)只有電場力做功,電勢能和電荷的動能之和保持不變. (3)只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變. 9.靜電屏蔽:處于電場中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩,其空腔部分的場強處處為零,即能把外電場遮住,使內(nèi)部不受外電場的影響,這就是靜電屏蔽. 10. ★★★★帶電粒子在電場中的運動 (1)帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速,若不計粒子的重力,則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量. (2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后,做類平拋運動.垂直于場強方向做勻速直線運動:Vx =V0 ,L=V0 t.平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動: (3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定.一般說來: ①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量). ②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力. (4)帶電粒子在勻強電場與重力場的復(fù)合場中運動 由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法. 11.示波管的原理:示波管由電子槍,偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓,同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓,其周期與掃描電壓的周期相同,在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線. 12.電容 -----(1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值(2)定義式: [注意]電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。
2、(3)單位:法拉(F),1F=10 6 μF,1μF=10 6 pF. (4)平行板電容器的電容: .在分析平行板電容器有關(guān)物理量變化情況時,往往需將 結(jié)合在一起加以考慮,其中C= 反映了電容器本身的屬性,是定義式,適用于各種電容器; ,表明了平行板電容器的電容決定于哪些因素,僅適用于平行板電容器;若電容器始終連接在電池上,兩極板的電壓不變.若電容器充電后,切斷與電池的連接,電容器的帶電荷量不變. 穩(wěn)恒電流 1.電流---(1)定義:電荷的定向移動形成電流. (2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向. 在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點,在電源的內(nèi)部電流由低電勢點流向高電勢點(由負極流向正極). 2.電流強度: ------(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值,I=q/t (2)在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A (3)電流強度的定義式中,如果是正、負離子同時定向移動,q應(yīng)為正負離子的電荷量和. 2.電阻--(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻. (2)定義式:R=U/I,單位:Ω (3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性,跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān). 3★★.電阻定律 (1)內(nèi)容:在溫度不變時,導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比. (2)公式:R=ρL/S. (3)適用條件:①粗細均勻的導(dǎo)線;②濃度均勻的電解液. 4.電阻率:反映了材料對電流的阻礙作用. (1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅). (2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,而且電阻隨溫度的增加而減小,這種材料稱為半導(dǎo)體,半導(dǎo)體有熱敏特性,光敏特性,摻入微量雜質(zhì)特性. (3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體. 5.電功和電熱 (1)電功和電功率: 電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計算電功普遍適用的公式. 單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計算電功率普遍適用的公式. (2)★焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的. (3)電功和電熱的關(guān)系 ①純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功和電熱是相等的.所以有W=Q,UIt=I 2 Rt,U=IR(歐姆定律成立), ②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I 2 Rt,U>IR(歐姆定律不成立). ★ 6.串并聯(lián)電路 電路 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3=功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+7.電動勢 --(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動勢E=15V,物理意義是指:電路閉合后,電流通過電源,每通過1C的電荷,干電池就把15J的化學能轉(zhuǎn)化為電能. (2)大小:等于電路中通過1C電荷量時電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和E=U 外 +U 內(nèi) . ★★ 8.閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容:閉合電路的電流強度跟電源的電動勢成正比,跟閉合電路總電阻成反比. (2)表達式:I=E/(R+r) (3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律 當R增大時,I變小,又據(jù)U=E-Ir知,U變大.當R增大到∞時,I=0,U=E(斷路). 當R減小時,I變大,又據(jù)U=E-Ir知,U變小.當R減小到零時,I=E r ,U=0(短路). 9.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像 U 端 =E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標軸上的截距等于電動勢的大小;橫坐標軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小. 10.閉合電路中的三個功率 (1)電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率,也叫電源消耗的功率 P 總 =EI. (2)電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.對于純電阻電路,電源的輸出功率. P 出 =I 2 R=[E/(R+r)] 2 R ,當R=r時,電源輸出功率最大,其最大輸出功率為Pmax=E 2/ 4r (3)電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率 P 內(nèi) =U 內(nèi) I=I 2 r (4)電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即 η=P 出 /P總 =IU /IE =U /E . 11.電阻的測量 原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出通過電流,用R=U/ I 即可得到阻值. ①內(nèi)、外接的判斷方法:若R x 大大大于R A ,采用內(nèi)接法;R x 小小小于R V ,采用外接法.②滑動變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便,附加功率損耗小.當兩種接法均能滿足實驗要求時,一般選限流接法.當負載R L 較小、變阻器總阻值較大時(RL的幾倍),一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法: a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié),只有分壓電路才能滿足.b.如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流接法時,無論怎樣調(diào)節(jié),電路中實際電流(壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓),為了保護電表或電阻元件免受損壞,必須要采用分壓接法電路. c.伏安法測電阻實驗中,若所用的變阻器阻值遠小于待測電阻阻值,采用限流接法時,即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測電阻上的電流(壓)變化也很小,這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法. 磁場 1.磁場 (1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場.變化的電場也能產(chǎn)生磁場. (2)磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用. (3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷(或電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用. (4)安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流即分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體. (5)磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向. 2.磁感線 (1)在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強,這一系列曲線稱為磁感線. (2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進入S極,在內(nèi)部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交. (3)幾種典型磁場的磁感線的分布: ①直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導(dǎo)線越遠處磁場越弱. ②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內(nèi)可看作勻強磁場,管外是非勻強磁場. ③環(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠,磁場越弱. ④勻強磁場:磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同.勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線. 3.磁感應(yīng)強度 (1)定義:磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量,在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度,定義式B=F/IL.單位T,1T=1N/(A?m). (2)磁感應(yīng)強度是矢量,磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向,即通過該點的磁感線的切線方向. (3)磁場中某位置的磁感應(yīng)強度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān),與電流受到的力也無關(guān),即使不放入載流導(dǎo)體,它的磁感應(yīng)強度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比. (4)磁感應(yīng)強度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應(yīng)強度的方向就是該處的磁場方向,并不是在該處的電流的受力方向. 4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點有三個: (1)地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近. (2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下. (3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向北. 5★.安培力 (1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線,且導(dǎo)線所在平面與磁感強度方向垂直,則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度. (2)安培力的方向由左手定則判定. (3)安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零. 6. ★洛倫茲力 (1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:v⊥B.當v∥B時,f=0. (2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功. (3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定. (4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用. 7. ★★★帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律 在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計), (1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動. (2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi),以入射速率v做勻速圓周運動.①軌道半徑公式:r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB 8.帶電粒子在復(fù)合場中運動 (1)帶電粒子在復(fù)合場中做直線運動 ①帶電粒子所受合外力為零時,做勻速直線運動,處理這類問題,應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解. ②帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運動,處理這類問題,根據(jù)洛倫茲力不做功的特點,選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解. (2)帶電粒子在復(fù)合場中做曲線運動 ①當帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動.處理這類問題,往往同時應(yīng)用牛頓第二定律、動能定理列方程求解. ②當帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時,粒子做非勻變速曲線運動,這時粒子的運動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動能定理或能量守恒列方程求解. ③由于帶電粒子在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運動情況多變,往往出現(xiàn)臨界問題,這時應(yīng)以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯(lián)立求解.。
相信通過物理選修31知識點總結(jié)這篇文章能幫到你,在和好朋友分享的時候,也歡迎感興趣小伙伴們一起來探討。
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