最新高中物理選修3-1-知識點及經(jīng)典例題

物理選修3-1靜電場恒定電流磁場PAGEPAGE21第一章第1節(jié)電荷及其守恒定律一、起電方法的實驗探究1.物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，就說物體帶了電或有了電荷。2．兩種電荷自然界中的電荷有2種，即正電荷和負(fù)電荷．如：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷；用枯燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負(fù)電荷．同種電荷相斥，異種電荷相吸．〔相互吸引的一定是帶異種電荷的物體嗎？〕不一定，除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)，這里的“輕小物體〞可能不帶電．3．起電的方法使物體起電的方法有三種：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電eq\o\ac(○,1)摩擦起電：兩種不同的物體原子核束縛電子的能力并不相同．兩種物體相互摩擦?xí)r，束縛電子能力強的物體就會得到電子而帶負(fù)電，束縛電子能力弱的物體會失去電子而帶正電．〔正負(fù)電荷的分開與轉(zhuǎn)移〕eq\o\ac(○,2)接觸起電：帶電物體由于缺少(或多余)電子，當(dāng)帶電體與不帶電的物體接觸時，就會使不帶電的物體上失去電子(或得到電子)，從而使不帶電的物體由于缺少(或多余)電子而帶正電(負(fù)電)．〔電荷從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部〕eq\o\ac(○,3)感應(yīng)起電：當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會向靠近或遠(yuǎn)離帶電體的方向移動．〔電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體〕三種起電的方式不同，但實質(zhì)都是發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，使多余電子的物體(局部)帶負(fù)電，使缺少電子的物體(局部)帶正電．在電子轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變．二、電荷守恒定律1、電荷量：電荷的多少。在國際單位制中，它的單位是庫侖，符號是C.2、元電荷：最小的電荷量。用e表示，即電子和質(zhì)子所帶電荷的絕對值1.6×10－19C，所有帶電體的電荷量等于e或e的整數(shù)倍?！苍姾删褪菐щ姾闪孔銐蛐〉膸щ婓w嗎？提示：不是，元電荷是一個抽象的概念，不是指的某一個帶電體，它是指電荷的電荷量．另外任何帶電體所帶電荷量是1.6×10－19C3、比荷：粒子的電荷量與粒子質(zhì)量的比值。4、電荷守恒定律表述1：電荷守恒定律：電荷既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部,在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。表述2：在一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。例1：有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶電荷量為QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，讓兩個絕緣小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？【思路點撥】當(dāng)兩個完全相同的金屬球接觸后，根據(jù)對稱性，兩個球一定帶等量的電荷量．假設(shè)兩個球原先帶同種電荷，電荷量相加后均分；假設(shè)兩個球原先帶異種電荷，那么電荷先中和再均分．第一章第2節(jié)庫侖定律一、電荷間的相互作用1、點電荷：當(dāng)電荷本身的大小比起它到其他帶電體的距離小得多，這樣可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況，把它抽象成一個幾何點。這樣的帶電體就叫做點電荷。點電荷是一種理想化的物理模型。VS質(zhì)點2、帶電體看做點電荷的條件：①兩帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們大??；②兩個電荷均勻分布的絕緣小球。3、影響電荷間相互作用的因素：①距離②電量③帶電體的形狀和大小二、庫侖定律：在真空中兩個靜止點電荷間的作用力跟它們的電荷的乘積成正比，跟它們距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上?！察o電力常量——k=9.0×109N·m2/C2〕注意1.定律成立條件：真空、點電荷2.靜電力常量——k=9.0×109N·m2/C2〔庫侖扭秤〕3.計算庫侖力時，電荷只代入絕對值4.方向在它們的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸5.兩個電荷間的庫侖力是一對相互作用力6.獨立作用原理：兩個電荷之間的作用力，不因第三個點電荷的存在而改變,因此兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個點電荷作用的矢量和。例題2：兩個帶電量分別為+3Q和-Q的點電荷分別固定在相距為2L的A、B兩點，現(xiàn)在AB連線的中點O放一個帶電量為+q的點電荷。求q所受的庫侖力。例題3：〔09年江蘇物理〕兩個分別帶有電荷量和+的相同金屬小球〔均可視為點電荷〕，固定在相距為的兩處，它們間庫侖力的大小為。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，那么兩球間庫侖力的大小為A．B．C．D．解析：此題考查庫侖定律及帶電題電量的轉(zhuǎn)移問題。接觸前兩個點電荷之間的庫侖力大小為，兩個相同的金屬球各自帶電，接觸后再分開，其所帶電量先中和后均分，所以兩球分開后各自帶點為+Q，距離又變?yōu)樵瓉淼模瑤靵隽椋詢汕蜷g庫侖力的大小為，C項正確。如兩球原來帶正電，那么接觸各自帶電均為+2Q。三、自由點電荷共線平衡問題共線平衡的三個自由電荷，電性是“兩側(cè)同，中間異〞，電量是“夾小〞—指中間電荷電量最小，“靠小〞—指中間電荷靠近電量較小的電荷。圖1AB例題4：真空中的兩個自由點電荷A和B,,,圖1AB相距L如圖1所示。假設(shè)在直線AB上放一自由電荷C,讓A、B、C都處于平衡狀態(tài)，那么對C的放置位置、電性、電量有什么要求？解析：此問題屬于力學(xué)的平衡問題，每個點電荷都處于另外兩個點電荷的電場中，LX圖2ABC都符合LX圖2ABC中A、B的電性可知的點必定在A、B外側(cè)，再根據(jù)，結(jié)合A、B的電量得出的點必定在B的外側(cè)靠近電量較小的B。設(shè)C的帶電量,距B的距離為X，如圖2所示對C：因為約去，所以對于C只要放的位置符合它就可以平衡，A、B要平衡就得對C電性、電量有要求。C假設(shè)帶負(fù)電A、B都不能平衡，故C帶正電。對B：ABC此題也可以對A和B或者A和C列出二個力的平衡等式，解答結(jié)果一樣。實質(zhì)是三個物體共受3對相互作用力，根據(jù)平衡條件和牛ABCFCAFBAFABFCAFBAFABFCBFBCFAC圖3即“六力三平衡〞，如圖3所示。圖3第一章第3節(jié)電場強度一、電場——電荷〔帶電體〕周圍存在著的一種物質(zhì)。電場看不見又摸不著，但卻是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的靜電場：靜電荷產(chǎn)生的電場。其根本性質(zhì)就是對置于其中的電荷有力的作用，這種力就叫電場力。電場的檢驗方法：把一個帶電體放入其中，看是否受到力的作用。二、電場強度1、試探電荷〔檢驗電荷〕：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況〔電場性質(zhì)〕的電荷。其電量很小〔不影響原電場〕；體積很小〔可以當(dāng)作質(zhì)點〕的電荷，也稱點電荷場源電荷：產(chǎn)生電場的電荷2、電場強度放入電場中某點的電荷受到的電場力與它所帶電荷量的比值，叫做這一點的電場強度，簡稱場強。國際單位：N/C1V/m=1N/C電場強度是矢量。規(guī)定：正電荷在電場中某一點受到的電場力方向就是那一點的電場強度的方向。即如果Q是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q；如果Q是負(fù)電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q?！病半x+Q而去，向-Q而來〞〕電場強度是描述電場本身的力的性質(zhì)的物理量，反映電場中某一點的電場性質(zhì)，其大小表示電場的強弱，由產(chǎn)生電場的場源電荷和點的位置決定，與檢驗電荷無關(guān)。數(shù)值上等于單位電荷在該點所受的電場力。三、點電荷的場強公式四、電場的疊加在幾個點電荷共同形成的電場中，某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和，這叫做電場的疊加原理。尊從平行四邊形定那么。五、電場線1、電場線：為了形象地描述電場而在電場中畫出的一些曲線，曲線的疏密程度表示場強的大小，曲線上某點的切線方向表示場強的方向。2、電場線的特征1〕、電場線密的地方場強強，電場線疏的地方場強弱2〕、靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷〔或負(fù)電荷〕的電場線止無窮遠(yuǎn)處點〔負(fù)電荷〕3〕、電場線不會相交，也不會相切4〕、電場線是假想的，實際電場中并不存在5〕、電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯(lián)系3、幾種典型電場的電場線1〕正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布特點：a、離點電荷越近，電場線越密，場強越大b、以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同。2〕、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布特點：a、沿點電荷的連線，場強先變小后變大b、兩點電荷連線中垂面〔中垂線〕上，場強方向均相同，且總與中垂面〔中垂線〕垂直c、在中垂面〔中垂線〕上，與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強相等。3〕、等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況特點：a、兩點電荷連線中點O處場強為0b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為0c、兩點電荷連線的中點到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏4〕、勻強電場特點：a、勻強電場是大小和方向都相同的電場，故勻強電場的電場線是平行等距同向的直線b、電場線的疏密反映場強大小，電場方向與電場線平行第一章第4節(jié)電勢能和電勢一、電勢能1、電勢能：電荷處于電場中時所具有的,由其在電場中的位置決定的能量稱為電勢能.注意：系統(tǒng)性、相對性2、電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系1〕、電荷在電場中具有電勢能。2〕、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小3〕、電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大4〕、電場力做多少功，電荷電勢能就變化多少。5〕、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)〔通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地外表上電勢能規(guī)定為零?！?〕、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性7〕、電勢能是標(biāo)量3、電勢能大小確實定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場力所做的功4、在同一電場中，同樣從A點到B點，移動正電荷與移動負(fù)電荷，電荷的電勢能變化是相反的。二、電勢電勢：置于電場中某點的試探電荷具有的電勢能與其電量的比叫做該點的電勢。是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。其大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無關(guān)，只與電場中該點在電場中的位置有關(guān)，故其可衡量電場的性質(zhì)。單位：伏特〔V〕標(biāo)量1：電勢的相對性：某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠(yuǎn)為零勢能面。2：電勢的固有性：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。3：電勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.(負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)4：計算時EP,q,都帶正負(fù)號。3.順著電場線的方向，電勢越來越低。4.與電勢能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.)三、等勢面1、等勢面：電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面。2、等勢面的特點a:等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面的兩點間移動電荷，電場力不做功；b:電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交；c:等差等勢面越密的地方電場強度越大。d:幾種常見的等勢面如下：例5.〔09年全國卷Ⅰ〕如下圖，一電場的電場線分布關(guān)于y軸〔沿豎直方向〕對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM=MN，P點在y軸的右側(cè)，MP⊥ON，那么A.M點的電勢比P點的電勢高B.將負(fù)電荷由O點移動到P點，電場力做正功C.M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D.在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運動答案：AD解析：A選項由電場線的彎曲程度與題意中的MP⊥ON可以知道M和P兩點不處在同一等勢線上而且有,A對.B選項由電場線的方向結(jié)合負(fù)電荷，將負(fù)電荷由O點移到P電場力做負(fù)功,B錯.C選項類比勻強電場,O到M的平均電場強度大于M到N的平均電場強度,所以有,C錯.D選項正電子受力沿y軸正方向又靜止釋放且電場線在y軸上又是直線,該粒子將沿y軸做加速直線運動，D對例6.〔08江蘇〕如下圖，實線為電場線，虛線為等勢線，且AB=BC，電場中的A、B、C三點的場強分別為EA、EB、EC，電勢分別為、、，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，那么以下關(guān)系中正確的有〔〕A.＞＞B.EC＞EB＞EAC.UAB＜UBCD.UAB＝UBC解析：A選項依據(jù)沿電場線的方向電勢降低A對.B選項依據(jù)電場線越密，電場強度越大B對.C、D選項類比勻強電場,AB處的平均電場強度小于BC處的平均電場強度，C對D錯.第一章第5節(jié)電勢差一、電勢差：電勢差等于電場中兩點電勢的差值二、電場力的功電場力做功的特點：電場力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān).第一章第6節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系一、場強與電勢的關(guān)系？結(jié)論：電勢與場強沒有直接關(guān)系！二、勻強電場中場強與電勢差的關(guān)系勻強電場中兩點間的電勢差等于場強與這兩點間沿電場方向距離的乘積1.在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上降低的電勢.2.電場強度的方向是電勢降低最快的方向.推論：在勻強電場中，沿任意一個方向上，電勢降落都是均勻的，故在同一直線上間距相同的兩點間的電勢差相等。三、電場強度、電勢、電勢差、電勢能的總結(jié)電場強度電勢電勢差電勢能意義描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)描述電場的做功的本領(lǐng)描述電荷在電場中的能量，電荷做功的本領(lǐng)定義矢標(biāo)性矢量：為放在電場中的正電荷的受力方向標(biāo)量，有正負(fù)，正負(fù)只表示大小標(biāo)量，有正負(fù)，正負(fù)只表示電勢的上下正電荷在正電勢位置有正電勢能，簡化為：正正得正，正負(fù)的負(fù)，負(fù)負(fù)的正決定因素場強由本身決定，與試探電荷無關(guān)場強由本身決定，與試探電荷無關(guān)，其大小與參考點的選取有關(guān)，有相對性由電場本身的兩點間差異決定，與試探電荷無關(guān)，與參考點的選取無關(guān)由電荷量與該點電勢二者決定，與參考點選取有關(guān)關(guān)系場強為零的地方電勢不一定為零電勢為零的地方場強不一定為零零場強區(qū)域兩點間電勢一定為零，電勢差為零的區(qū)域場強不一定為零場強為零，電勢能不一定為零，電勢為零，電勢能一定為零聯(lián)系勻強電場中〔d為AB間沿場強方向上的距離〕；電勢沿著場強方向降低最快；第一章第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、靜電平衡狀態(tài)〔1〕1．內(nèi)部場強處處訪為02.體是等勢體，面是等勢面?！?〕導(dǎo)體上的電荷分布1.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷分布在導(dǎo)體外表2.導(dǎo)體外表越尖的位置電荷密度越大二、靜電屏蔽、尖端放電第一章第8節(jié)電容器的電容一、電容器1、電容器：任何兩個彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個電容器，貯藏電量和能量。兩個導(dǎo)體稱為電容器的兩極。2．電容器的帶電量：電容器一個極板所帶電量的絕對值3、電容器的充電、放電.操作：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負(fù)極相連，兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電。現(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個極板間有電場存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中,稱為電場能.操作：把充電后的電容器的兩個極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個過程叫放電.充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強E增加,電能轉(zhuǎn)化為電場能放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場強E減少,電場能轉(zhuǎn)化為電能二、電容1、電容：1〕定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢U的比值，叫做電容器的電容C=Q/U，式中Q指每一個極板帶電量的絕對值①電容是反映電容器本身容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，跟電容器是否帶電無關(guān)．②電容的單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F．常用單位有微法〔μF〕，皮法〔pF〕1μF=10-6F，1pF=10-12F2、平行板電容器的電容C：跟介電常數(shù)成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比．是電介質(zhì)的介電常數(shù)，k是靜電力常量；空氣的介電常數(shù)最小。電容器始終接在電源上，電壓不變；電容器充電后斷開電源，帶電量不變。第一章第9節(jié)帶電粒子在電場中的運動研究帶電粒子在電場中的運動要注意以下三點：1.帶電粒子受力特點2.結(jié)合帶電粒子的受力和初速度分析其運動性質(zhì)3.注意選取適宜的方法解決帶電粒子的運動問題一、帶電粒子在電場中的加速例7、在真空中有一對帶電平行金屬板，板間電勢差為U，假設(shè)一個質(zhì)量為m，帶正電電荷量為q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，計算它到達(dá)負(fù)極板時的速度。二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)例8、如下圖，一個質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點以初速度v0沿垂直場強方向射入，兩平行板的間距為d，兩板間的電勢差為U，金屬板長度為L，〔1〕假設(shè)帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場時的側(cè)移量?！?〕假設(shè)帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場時的偏轉(zhuǎn)角度。注意：帶電粒子的分類(1)根本粒子如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．(2)帶電微粒如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．靜電場測試題1．如下圖，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體處于場強按E=E0–kt〔E0、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向〕變化的電場中，物體與豎直墻壁間動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)t＝0時刻物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且電場空間和墻面均足夠大，以下說法正確的是〔〕A．物體開始運動后加速度先增加、后保持不變B．物體開始運動后加速度不斷增加C．經(jīng)過時間t=，物體在豎直墻壁上的位移達(dá)最大值D．經(jīng)過時間t=，物體運動速度達(dá)最大值2．如下圖，在方向豎直向下的勻強電場中，用絕緣細(xì)線拴著帶負(fù)電的小球〔視為質(zhì)點〕在豎直平面內(nèi)繞O點做圓周運動，那么以下判斷正確的是()A．小球運動到最低點時，細(xì)線的拉力一定最大B．小球運動到最低點時，小球的速度一定最大C．小球運動到最低點時，小球的電勢能一定最大D．小球運動到最高點時，小球的機械能一定最大3．如下圖，長為L，傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，以初速度V0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為V0，那么()A．小球在B點的電勢能一定小于小球在A點的電勢能ABCθB．A、B兩點的電ABCθC．假設(shè)電場是勻強電場，那么該電場的場強的最小值一定是D．假設(shè)電場是勻強電場，那么該電場的場強的最大值一定是4．如下圖的圖象能正確反映下面哪兩個量的變化規(guī)律〔〕A．初速度為零的勻加速直線運動的速度與時間，y表示速度，x表示時間B．路端電壓與外電阻，y表示路端電壓，x表示外電阻C．帶電粒子在某處所受電場力與帶電量，y表示電場力，x表示帶電量D．電容器的帶電量與電壓，y表示帶電量，x表示電壓MN5．MN確的是()A．M點電勢一定高于N點電勢B．M點場強一定大于N點場強C．正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．將電子從M點移動到N點，電場力做正功6．如圖甲所示，是電場中的一條直線．電子以某一初速度從點出發(fā)，僅在電場力作用下沿從A運動到點，其v-t圖象如圖乙所示，關(guān)于、兩點的電場強度EA、EB和電勢φA、φB的關(guān)系，以下判斷正確的是()A．>B．<C．D．BAabcd7．如下圖，一帶電粒子在電場中沿曲線AB運動，從B點穿出電場，a、b、cBAabcdA．該粒子一定帶負(fù)電B．此電場不一定是勻強電場C．該電場的電場線方向一定水平向左D．粒子在電場中運動過程動能不斷減少圖28.如圖2所示，+Q為固定的正電荷，在它的電場中，一電荷量為+q的粒子，從a點以沿ab方向的初速度開始運動。假設(shè)粒子只受電場力作用，那么它的運動軌跡可能是圖中的()圖2A．a(chǎn)b直線B．a(chǎn)c曲線C．a(chǎn)d曲線D．a(chǎn)e曲線9．如下圖，地面上某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，剛好通過豎直平面中的P點，連線OP與初速度方向的夾角為450，那么此帶電小球通過P點時的動能為〔〕ov0Pov0P450B．m/2；C．2m；D．5m/210．如下圖，圓O在勻強電場中，場強方向與圓O所在平面平行，帶正電的微粒以相同的初動能沿著各個方向從A點進(jìn)入圓形區(qū)域中，只在電場力作用下運動，從圓周上不同點離開圓形區(qū)域，其中從C點離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動能最大，圖中O是圓心，AB是圓的直徑，AC是與AB成α角的弦，那么勻強電場的方向為〔〕BCBCOαAB．沿AC方向；C．沿BC方向；D．沿OC方向。11．如圖7－23所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Q，在M點無初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點靜止，那么從M點運動到N點的過程中不正確的是()A.小物塊所受電場力逐漸減小B.小物塊具有的電勢能逐漸減小C.M點的電勢一定高于N點的電勢D.小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功MNS12．如下圖，相距為d的兩塊平行金屬板M、N與電源相連，電鍵S閉合后，MN間有勻強電場，一個帶電粒子，垂直于電場方向從M板邊緣射入電場，恰好打在NMNSA．假設(shè)將N板向下移動d，可使粒子剛好飛出電場，B．假設(shè)將N板向下移動2d，可使粒子剛好飛出電場，C．假設(shè)S翻開，為使粒子剛好飛出電場，可將N板向下移動dD．假設(shè)S翻開，為使粒子剛好飛出電場，可將N板向下移動3d13．如下圖，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力，那么固定于圓心處的點電荷在AB弧中點處的電場強度大小為〔〕ABCOA．3mg/q B．mgABCOC．2mg/q D．4mg/q14．一個動能為Ｅk的帶電粒子，垂直于電力線方向飛入平行板電容器，飛出電容器時動能為2Ｅk，如果使這個帶電粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，那么它飛出電容器時的動能變?yōu)椋骸病?A．8Ｅk； B．4．25Ｅk； C．5Ｅk； D．4Ｅk．15.如下圖，在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點M和N各放一個點電荷，它們分別帶等量的正、負(fù)電荷．E、F是AB邊和CD邊的中點，P、Q兩點在MN的連線上，MP=QN.對于E、F、P、Q四點，其中電場強度相同、電勢相等的兩點是()A．E和FB．P和QC．A和BD．C和D16．圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個粒子的運動軌跡。粒子從a經(jīng)過b運動到c的過程中()A．動能先增大，后減小 B．電勢能先較小，后增大C．電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零D．加速度先變小，后變大17.如下圖，在y=0和y=2m之間有沿著x軸方向的勻強電場，MN為電場區(qū)域的上邊界，在x軸方向范圍足夠大。電場強度的變化如下圖，取x軸正方向為電場正方向?，F(xiàn)有一個帶負(fù)電的粒子，粒子的比荷為，在t=0時刻以速度從O點沿y軸正方向進(jìn)入電場區(qū)域，不計粒子重力。求：〔1〕粒子通過電場區(qū)域的時間；〔2〕粒子離開電場時的位置坐標(biāo)；〔3〕粒子通過電場區(qū)域后沿x方向的速度大小。18.如下圖，在水平向左的勻強電場中，一帶電小球用絕緣輕繩〔不伸縮〕懸于O點，平衡時小球位于A點，此時繩于豎直方向的夾角θ=53°，繩長為L，B、C、D到O點的距離為L，BD水平，OC豎直.〔1〕將小球移到B點，給小球一豎直向下的初速度vB，小球到達(dá)懸點正下方時繩中拉力恰等于小球重力，求vB．〔2〕當(dāng)小球移到D點后，讓小球由靜止自由釋放，求：小球經(jīng)懸點O正下方時的速率.〔計算結(jié)果可保存根號，取sin53°=0.8〕靜電場測試題答案12345678910111213141516BCCDACACDACACDBDACCADABAC17.解：〔1〕因粒子初速度方向垂直勻強電場，在電場中做類平拋運動，所以粒子通過電場區(qū)域的時間〔2〕粒子在x方向先加速后減速，加速時的加速度減速時的加速度x方向上的位移為因此粒子離開電場時的位置坐標(biāo)為〔－2×10—5m，2m〔3〕粒子在x方向的速度18.〔1〕小球由B點運動到C點過程，由動能定理有，在C點，設(shè)繩中張力為FC，那么有因FC=mg，故vC=0又由小球能平衡于A點得，〔2〕小球由D點靜止釋放后將沿與豎直方向夾θ=53°的方向作勻加速直線運動，直至運動到O點正下方的P點，OP距離h=Lcot53°=在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程的加速度a和位移s分別為：，第二章第1節(jié)電源和電流一、電源電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置?！矎哪芰康慕嵌瓤矗娫词且环N能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置〕二、電流1、電流：電荷的定向移動形成電流。2、產(chǎn)生電流的條件(1)導(dǎo)體中存在著能夠自由移動的電荷金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子〔2〕導(dǎo)體兩端存在著電勢差三、恒定電場和恒定電流1、恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場2、恒定電流:大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。四、電流〔強度〕1、電流：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流，即：單位：安培(A)常用單位：毫安〔mA〕、微安〔μA〕2、電流是標(biāo)量，但有方向規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向注意:1.在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷〔電子〕的定向移動方向相反；2.在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負(fù)離子走向移動方向相反,導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。第二章第2節(jié)電動勢一．電動勢〔1〕定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢?！?〕定義式：E=W/q〔3〕單位：伏〔V〕〔4〕物理意義：表示電源把其它形式的能〔非靜電力做功〕轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。二．電源〔池〕的幾個重要參數(shù)①電動勢：它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，(非靜電力特性決定)與電池的大小無關(guān)。②內(nèi)阻〔r〕:電源內(nèi)部的電阻。同一種電池體積越大，容量越大，內(nèi)阻越小。③容量：電池放電時能輸出的總電荷量。其單位是：A·h，mA·h.三、電動勢與電壓的區(qū)別與聯(lián)系〔1〕電動勢：表示電源特征的一個物理量電壓：稱作電勢差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量〔2〕代表能量轉(zhuǎn)化方向不同電壓：電能→其化形式的能電動勢：其化形式的能→電能〔3〕單位相同。電源電動勢數(shù)值上等于電池未接入電阻時兩極間的電壓E=U+Ir(內(nèi))第二章第3節(jié)歐姆定律一、閉合電路外電路:——電源的外部叫做外電路，其電阻稱為外電阻，R；外電壓U外：外電阻兩端的電壓。通常也叫路端電壓。內(nèi)電路:——電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，r；二、電動勢1.表征電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。2.電源的電動勢反映了電源的特性，由電源本身的性質(zhì)決定，與外電路無關(guān)。3.電源的電動勢數(shù)值上等于不接用電器時電源兩極間的電壓。4.電動勢用E表示，單位為：伏特，V三.閉合電路歐姆定律閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。這一結(jié)論稱為閉合電路歐姆定律。四.導(dǎo)體的伏安特性曲線縱坐標(biāo)：電流橫坐標(biāo)：電壓I—U圖像第二章第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路一、串聯(lián)電路1.串聯(lián)電路的根本特點：2.串聯(lián)電路的性質(zhì)：等效電阻：電壓分配：功率分配：二、并聯(lián)電路1.并聯(lián)電路的根本特點：2.并聯(lián)電路的性質(zhì)：等效電阻：電流分配：功率分配：第二章第5節(jié)焦耳定律一、電功和電功率1.導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動，電場力所做的功稱為電功。適用于一切電路.包括純電阻和非純電阻電路.純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機也是純電阻器件．非純電阻電路：電路中含有電動機在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反響的電路．在國際單位制中電功的單位是焦〔J〕，常用單位有千瓦時〔kW·h〕.1kW·h＝3.6×106J2.電功率是描述電流做功快慢的物理量。額定功率：是指用電器在額定電壓下工作時消耗的功率。銘牌上所標(biāo)稱的功率實際功率：是指用電器在實際電壓下工作時消耗的功率。用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率．二.焦耳定律和熱功率1.焦耳定律：電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt此式也適用于任何電路，包括電動機等非純電阻發(fā)熱的計算.產(chǎn)生電熱的過程，是電流做功，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程2.熱功率：單位時間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．3．電功率與熱功率〔1〕區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積．〔2〕聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．4、電功和電熱的關(guān)系a.在純電阻電路中，電流做功，電能完全轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能.因而電功等于電熱，有：b.在非純電阻電路中，電流做功，電能除了一局部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等其他形式的能.因而電功大于電熱，電功率大于電路的熱功率。.即有：W=UIt=E機、化+I2Rt或UI=I２R+P其他(P其他指除熱功率之外的其他形式能的功率)第二章第6節(jié)導(dǎo)體的電阻一、電阻定律電阻定律：實驗說明，均勻?qū)w的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比，用公式表示為R＝ρeq\f(l,S)(1)ρ表示材料的電阻率，與材料和溫度有關(guān)．(2)l表示沿電流方向?qū)w的長度．(3)S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積二、電阻率1．電阻定律中比例常量ρ跟導(dǎo)體的材料有關(guān),是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率．ρ值越大，材料的導(dǎo)電性能越差.2．電阻率的單位是Ω·m，讀作歐姆米，簡稱歐米．3．材料的電阻率隨溫度的變化而改變，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大．錳銅合金和鎳銅合金的電阻率受溫度影響很小，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻．各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化．(1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大．(2)半導(dǎo)體(熱敏電阻)的電阻率隨溫度的升高而減小．第二章第7閉合電路歐姆定律一、閉合電路外電路:——電源的外部叫做外電路，其電阻稱為外電阻，R；外電壓U外：外電阻兩端的電壓。通常也叫路端電壓。內(nèi)電路:——電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，r；二、閉合電路歐姆定律閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。這一結(jié)論稱為閉合電路歐姆定律。三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系1.路端電壓——外電路兩端的電壓叫做路端電壓。2.路端電壓是用電器〔負(fù)載〕的實際工作電壓。電動勢為E內(nèi)阻為r=E/I短注意：〔1〕、U—I圖象是一向下傾斜的直線,路端電壓隨電流的增大而減小?！?〕、圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻,圖象與縱軸的交點坐標(biāo)表示電源電動勢，與橫軸的交點坐標(biāo)表示短路電流〔3〕斜率大，內(nèi)阻大第二章第8節(jié)多用電表的原理1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)測量時，黑表筆插入“－〞插孔，紅表筆插入“＋〞插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應(yīng)的測量端．使用時，電路只有一局部起作用．2．測量原理 (1)測直流電流和直流電壓的原理，就是電阻的分流和分壓原理，其中轉(zhuǎn)換開關(guān)接1或2時測直流電流；接3或4時測直流電壓；轉(zhuǎn)換開關(guān)接5時，測電阻． (2)多用電表電阻擋(歐姆擋)原理．第三章第1節(jié)磁現(xiàn)象和磁場一、磁現(xiàn)象磁性：能吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。磁體：具有磁性的物體叫磁體磁極：磁體中磁性最強的區(qū)域叫磁極。二、磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.〔與電荷類比〕三、磁場1.磁體的周圍有磁場2.奧斯特實驗的啟示：——電流能夠產(chǎn)生磁場，運動電荷周圍空間有磁場導(dǎo)線南北放置3.安培的研究：磁體能產(chǎn)生磁場，磁場對磁體有力的作用；電流能產(chǎn)生磁場，那么磁場對電流也應(yīng)該有力的作用。性質(zhì)：①性質(zhì)：①磁場對處于場中的磁體有力的作用。②磁場對處于場中的電流有力的作用。第三章第2節(jié)磁感應(yīng)強度一、定義：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)線所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強度．對磁感應(yīng)強度的理解1．描述磁場的強弱2．公式B＝F/IL是磁感應(yīng)強度的定義式，是用比值定義的，磁感應(yīng)強度B的大小只決定于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L均無關(guān)．3．單位：特，符號T1T=1N/AM4.定義式B＝FIL成立的條件是：通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置．因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除了與磁場強弱有關(guān)外，還與導(dǎo)線的方向有關(guān)．導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同．通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B的大小不一定為零，這可能是電流方向與B的方向在一條直線上的原因造成的．5．磁感應(yīng)強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應(yīng)很短，IL稱作“電流元〞，相當(dāng)于靜電場中的試探電荷．6．通電導(dǎo)線受力的方向不是磁場磁感應(yīng)強度的方向．7.磁感應(yīng)強度與電場強度的區(qū)別磁感應(yīng)強度B是描述磁場的性質(zhì)的物理量，電場強度E是描述電場的性質(zhì)的物理量，它們都是矢量，現(xiàn)把它們的區(qū)別列表如下：磁感應(yīng)強度是矢量，其方向為該處的磁場方向。遵循平行四邊形定那么。如果空間同時存在兩個或兩個以上的磁場時，某點的磁感應(yīng)強度B是各磁感應(yīng)強度的矢量和．二、勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場．在勻強磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受的安培力F＝BIL.1〕．公式F＝BIL中L指的是“有效長度〞．當(dāng)B與I垂直時，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝BIL；當(dāng)B與I平行時，F(xiàn)＝0.2〕．彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點直線的長度，如圖3－3－4；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端．1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時，F(xiàn)=ILB2.當(dāng)電流與磁場方向夾θ角時，F(xiàn)=ILBsinθ三、磁通量：勻強磁場中，一個磁場方向垂直的平面，面積為S，B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，簡稱磁通BS單位：韋伯1Wb=1TM2第三章第3節(jié)幾種常見的磁場一、磁場的方向物理學(xué)規(guī)定：在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向。二、磁感線——在磁場中假想出的一系列曲線①磁感線上任意點的切線方向與該點的磁場方向一致；〔小磁針靜止時N極所指的方向〕②磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。三、常見磁場的磁感線1.永久性磁體的磁場：條形，蹄形2.直線電流的磁場剖面圖〔注意“.〞和“×〞的意思〕箭頭從紙里到紙外看到的是點從紙外到紙里看到的是叉〔右手螺旋定那么：用右手握住導(dǎo)線，大拇指所指的方與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的方向〕3.環(huán)形電流的磁場〔安培定那么：讓