高中物理選修3-1知識(shí)總結(jié)即公式總結(jié).doc

物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)即公式總結(jié)第一章電場(chǎng)一、電場(chǎng)基本規(guī)律1、電荷 電荷守恒定律自然界中只存在正、負(fù)電荷自然界中兩種電荷的總量是守恒的，使物質(zhì)帶電的過(guò)程，就是使電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體（如摩擦起電和接觸帶電）；或者是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分（靜電感應(yīng)），不管何種方式，電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，這就是電荷守恒定律（1）三種帶電方式：摩擦起電-掠奪式、接觸起電-均分式、感應(yīng)起電-本能式（2）元電荷：最小的帶電單元，自然界任何物體的帶電荷量都是元電荷（e=1.610-19c）的整數(shù)倍，電子、質(zhì)子的電荷量都等于元電荷，但電性不同，前者為負(fù)，后者為正。2、庫(kù)倫定律：（1）定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2）表達(dá)式： k=9.0109Nm2/C2靜電力常量F是電場(chǎng)力（N） k是靜電力常量（=9.0109Nm/C）q1、q2是電荷帶電量（C） r是兩個(gè)電荷的距離（m）（3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。二、電場(chǎng) 力的性質(zhì)：1、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用。2、電場(chǎng)強(qiáng)度E：（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。（2）定義式： E與F、q無(wú)關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）F是電場(chǎng)力（N） q是電荷量（C）（3）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場(chǎng)力。 方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。（4）單位：N/C,V/m 1N/C=1V/m（5）其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：Q場(chǎng)源電荷EQ是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）k是靜電力常量（=9.0109Nm/C） Q是點(diǎn)電荷帶電量（C） r是半徑（m）；勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式：d沿電場(chǎng)方向等勢(shì)面間距離UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差（V） d是距離（m）E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）（6）場(chǎng)強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場(chǎng)線：（1）意義：形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的（2）電場(chǎng)線的特點(diǎn)： 電場(chǎng)線起于正電荷（無(wú)窮遠(yuǎn)），止于（無(wú)窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切。沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，可以判斷電勢(shì)高低。電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，靜電平衡導(dǎo)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面（3）幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線：各點(diǎn)的切線方向反映場(chǎng)強(qiáng)的方向，疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小。特點(diǎn)：假想的（不存在）、不相交、不閉合，從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷。E三、電場(chǎng) 能的性質(zhì)1、電場(chǎng) 能的基本性質(zhì)：電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力要對(duì)電荷做功。2、電勢(shì)能Ep：（1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。（2）定義式：帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)能具有相對(duì)性，相對(duì)零勢(shì)能面而言，通常選大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。電勢(shì)能的變化量Ep與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。3、電勢(shì)：（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：?jiǎn)挝唬悍╒）帶正負(fù)號(hào)計(jì)算是電勢(shì)（V） E是電勢(shì)能（J） q是電荷量（C）（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)具有相對(duì)性，相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高，還是低。電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與Ep和q無(wú)關(guān)。電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。（4）電勢(shì)高低的判斷方法 AB根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。AB根據(jù)電勢(shì)能判斷：正電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)高；電勢(shì)能小，電勢(shì)低。負(fù)電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)低；電勢(shì)能小，電勢(shì)高。結(jié)論：只在電場(chǎng)力作用下，靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。4、電勢(shì)差UAB（1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=A-B A是A點(diǎn)電勢(shì)（V） B是B點(diǎn)電勢(shì)（V）；UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差（V）（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。單位：伏（V）電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差是確定的，與零勢(shì)面的選擇無(wú)關(guān)U=Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場(chǎng)力做功WAB ：（1）電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。（2）表達(dá)式：WAB=UABq帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（適用于任何電場(chǎng)）UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差（V） q是電荷量（C）WAB是從A點(diǎn)到B點(diǎn)做的功（J） WAB=Eqdd沿電場(chǎng)方向的距離。勻強(qiáng)電場(chǎng)（3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系 WAB=-Ep=EpA-EPB無(wú)條件結(jié)論結(jié)論：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加6、等勢(shì)面：（1）定義：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。（2）特點(diǎn)：等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直兩等勢(shì)面不相交等勢(shì)面的密集程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小：疏弱密強(qiáng)。畫(huà)等勢(shì)面時(shí)，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。（3）判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大小：靠近場(chǎng)源（場(chǎng)強(qiáng)大）的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源（場(chǎng)強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。ABC若AB=BC，則UABUBC7、靜電平衡狀態(tài)：（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)（2）特點(diǎn)：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場(chǎng)都等于外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反。處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。SABLC四、電容器及其應(yīng)用：1、電容器充放電過(guò)程：（電源給電容器充電）充電過(guò)程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能放電過(guò)程S-B：電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容：（1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。（2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。（3）定義式：是定義式不是決定式C是電容（F） Q是電荷量（C） U是電勢(shì)差（V）；是電容的決定式（平行板電容器）7.推導(dǎo)公式：E= =E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）U是電勢(shì)差（V） d是距離（m） Q是帶電量（C） k是靜電力常量（=9.0109N m/C） 是相對(duì)介電常數(shù)；（4）單位：法拉F，微法F，皮法pF 1pF=10-6F=10-12F（5）特點(diǎn)：電容器的電容C與Q和U無(wú)關(guān)，只由電容器本身決定。電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值。電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。 電容器充電完畢，再與電源斷開(kāi)，則電容器的帶電量不變。在有關(guān)電容器問(wèn)題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷 五、應(yīng)用帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（平衡問(wèn)題，加速問(wèn)題，偏轉(zhuǎn)問(wèn)題）Eqmgv01、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子（），電子，粒子（）,氕（），氘（），氚（）帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。2、平衡問(wèn)題：電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。mg=EqUv3、加速問(wèn)題（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），只受電場(chǎng)力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則（2）由動(dòng)能定理解釋，可見(jiàn)加速的末速度與兩板間的距離d無(wú)關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。4、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題類平拋運(yùn)動(dòng)（由兩極板間中點(diǎn)射入） 在垂直電場(chǎng)線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。在平行電場(chǎng)線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場(chǎng)水平距離為L(zhǎng)，若不能飛出電場(chǎng)則水平距離為x帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0Lv0yvv0vy粒子要能飛出電場(chǎng)則：yd/2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：粒子在豎直方向的分速度:粒子出電場(chǎng)的速度偏角：由可得：飛 行 時(shí)間：t=L/vO 豎直分速度：U1Lv0yvv0vyLy側(cè)向偏移量： 偏向角：U1Lv0yvv0vyLy飛 行 時(shí)間：t=L/vO 偏向角：側(cè)向偏移量： 在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過(guò)程相同。5、示波器的原理同書(shū)上結(jié)構(gòu)圖。1 F是電場(chǎng)力（N） k是靜電力常量（=9.0109Nm/C）q1、q2是電荷帶電量（C） r是兩個(gè)電荷的距離（m）；2.E=E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）F是電場(chǎng)力（N） q是電荷量（C）*點(diǎn)電荷：EQ是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）k是靜電力常量（=9.0109Nm/C） Q是點(diǎn)電荷帶電量（C） r是半徑（m）；3. =是電勢(shì)（V） E是電勢(shì)能（J） q是電荷量（C）；4. = UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差（V） q是電荷量（C）WAB是從A點(diǎn)到B點(diǎn)做的功（J）EpA 是A點(diǎn)的電勢(shì)能（J） EpB是B點(diǎn)的電勢(shì)能（J）A是A點(diǎn)電勢(shì)（V） B是B點(diǎn)電勢(shì)（V）；5.UAB=EdUAB是A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差（V） d是距離（m）E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）6.C=C是電容（F） Q是電荷量（C） U是電勢(shì)差（V）；7.推導(dǎo)公式：E= =E是電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）U是電勢(shì)差（V） d是距離（m） Q是帶電量（C） k是靜電力常量（=9.0109N m/C） 是相對(duì)介電常數(shù)；8.q=Itq是電荷量（C） I是電流（A） t是時(shí)間（s）；9.I=（歐姆定律） I=（閉合電路歐姆定律）I是電流（A） U是電勢(shì)差（電壓）（V） R是電阻（）E是電動(dòng)勢(shì)（V） r是內(nèi)電阻（）推導(dǎo)公式：E=U外+U內(nèi)=IR+IrU外是外電路電勢(shì)差（電壓）（V） U內(nèi)是內(nèi)電路電勢(shì)差（電壓）（V）串聯(lián)電路總電阻：R=R1+R2+并聯(lián)電路總電阻： =+=R=*串聯(lián)分壓與電阻成正比，并聯(lián)電流與電阻成反比：“串正并反”！10.P=UI W=UIt=PtP是電功率（W） U是電勢(shì)差（電壓）（V） I是電流（A）W是電功（J） t是時(shí)間（s）推導(dǎo)公式：I=，P=UI R=，P=IRU額是額定電壓（V） U實(shí)是實(shí)際電壓（V） P額是額定功率（W） P實(shí)是實(shí)際功率（W）R是純電阻電路的電阻（）Q=IRt，R=Q是電流產(chǎn)生的熱量（焦耳熱）（J） L是導(dǎo)體長(zhǎng)度（m）是電阻率，由材料本身決定（m） S是導(dǎo)體橫截面積（m）；*歐姆定律中的所有公式要求是在純