高中物理選修3-1知識總結(jié)即公式總結(jié)

物理選修3-1知識點即公式總結(jié)一、電場基本規(guī)律1、電荷電荷守恒定律（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=1.6×10-19c）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、庫倫定律：（1）表達(dá)式：k=9.0×109N·m2/C2——靜電力常量（N）（2）k是靜電力常量（=9.0×109N?m2/C2）（3）適用條件：真空中靜止的點電荷。 二、電場力的性質(zhì)：1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。2、電場強(qiáng)度E：（1）定義：電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點的電場強(qiáng)度。（2）定義式：E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。E是電場強(qiáng)度（N/C或V/m2均可，1N/C=1V/m2）F是電場力（N）q是電荷量（C）（3）電場強(qiáng)度是矢量：大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場力。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。eq\o\ac(○,1)點電荷的場強(qiáng)公式：——Q場源電荷eq\o\ac(○,2)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式：——d沿電場方向等勢面間距離UAB是A、B兩點的電勢差（V）d是距離（m）（6）場強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線：（1）意義：形象直觀描述電場強(qiáng)弱和方向的理想模型，實際上是不存在的（2）電場線的特點：eq\o\ac(○,1)電場線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷eq\o\ac(○,2)不封閉，不相交，不相切。eq\o\ac(○,3)沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小，可以判斷電勢高低。eq\o\ac(○,4)電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表面（3）幾種特殊電場的電場線：各點的切線方向反映場強(qiáng)的方向，疏密程度反映場強(qiáng)的大小。特點：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EE三、電場能的性質(zhì)1、電場能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢能Ep：（1）定義式：——帶正負(fù)號計算（2）特點：eq\o\ac(○,1)電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。eq\o\ac(○,2)電勢能的變化量△Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。3、電勢φ：（1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：φ——單位：伏（V）——帶正負(fù)號計算（3）特點：eq\o\ac(○,1)電勢具有相對性，相對參考點而言。但電勢之差與參考點的選擇無關(guān)。eq\o\ac(○,2)電勢是一個標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點電勢比參考點電勢高，還是低。eq\o\ac(○,3)電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關(guān)。eq\o\ac(○,4)電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功。（4）電勢高低的判斷方法ABeq\o\ac(○,1)根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。φA>φBABeq\o\ac(○,2)根據(jù)電勢能判斷：正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動。4、電勢差UAB（1）定義：電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=φA-φBφA是A點電勢（V）φB是B點電勢（V）；UAB是A、B兩點的電勢差（V）（3）特點：eq\o\ac(○,1)電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點和終點的電勢誰高誰低。eq\o\ac(○,2)單位：伏（V）eq\o\ac(○,3)電場中兩點的電勢差是確定的，與零勢面的選擇無關(guān)eq\o\ac(○,4)U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差計算公式。——電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場力做功WAB：（1）電場力做功的特點：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢差有關(guān)。（2）表達(dá)式：WAB=UABq—帶正負(fù)號計算（適用于任何電場）UAB是A、B兩點的電勢差（V）q是電荷量（C）WAB是從A點到B點做的功（J）WAB=Eqd—d沿電場方向的距離?！獎驈?qiáng)電場（3）電場力做功與電勢能的關(guān)系WAB=-△Ep=EpA-EPB無條件結(jié)論結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少無條件結(jié)論電場力做負(fù)功，電勢能增加6、等勢面：（1）定義：電勢相等的點構(gòu)成的面。（2）特點：eq\o\ac(○,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。eq\o\ac(○,2)等勢面與電場線垂直eq\o\ac(○,3)兩等勢面不相交eq\o\ac(○,4)等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。eq\o\ac(○,5)畫等勢面時，相鄰等勢面間的電勢差相等。（3）判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點間的電勢差的大小：靠近場源（場強(qiáng)大）的兩點間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源（場強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點間的電勢差。AABC若AB=BC，則UAB>UBC。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是電勢差（V）；——是電容的決定式（平行板電容器）五、應(yīng)用——帶電粒子在電場中的運(yùn)動（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）Eqmgv01、基本粒子不計重力，但不是不計質(zhì)量，如質(zhì)子（），電子，α粒子（）,氕（），氘（），氚（）Eqmgv0帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。mg=Eq3、加速問題（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運(yùn)動（不計重力），只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則UvUv（2）由動能定理解釋，，可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場中運(yùn)動的時間不一樣，d越大，飛行時間越長。偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運(yùn)動（由兩極板間中點射入）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，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平距離為x帶電粒子飛行的時間：t=x/v0=L/v0——————eq\o\ac(○,1)粒子要能飛出電場則：y≤d/2————————eq\o\ac(○,2)粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動：———eq\o\ac(○,3)粒子在豎直方向的分速度:——————eq\o\ac(○,4)粒子出電場的速度偏角：——————eq\o\ac(○,5)由eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,5)可得：飛行時間：t=L/vO豎直分速度：側(cè)向偏移量：偏向角：LLv0yvv0vyθθ8.q=Itq是電荷量（C）I是電流（A）t是時間（s）；9.I=EQ\F(U,R)（歐姆定律）I=EQ\F(E,R+r)（閉合電路歐姆定律）I是電流（A）U是電勢差（電壓）（V）R是電阻（Ω）E是電動勢（V）r是內(nèi)電阻（Ω）推導(dǎo)公式：E=U外+U內(nèi)=IR+IrU外是外電路電勢差（電壓）（V）U內(nèi)是內(nèi)電路電勢差（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=UIW=UIt=PtP是電功率（W）U是電勢差（電壓）（V）I是電流（A）W是電功（J）t是時間（s）推導(dǎo)公式：∵I=EQ\F(U,R)，P=UI∴R=，P=I2RU額是額定電壓（V）U實是實際電壓（V）P額是額定功率（W）P實是實際功率（W）R是純電阻電路的電阻（Ω）Q=I2Rt，R=ρEQ\F(L,S)Q是電流產(chǎn)生的熱量（焦耳熱）（J）L是導(dǎo)體長度（m）ρ是電阻率，由材料本身決定（Ω?m）S是導(dǎo)體橫截面積（m2）；*歐姆定律中的所有公式要求是在純電阻電路中使用。注意電動勢（電源）的內(nèi)阻r不可忽略！11.F=BILF是安培力（N）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）S是面積（m2）；12.Φ=BSΦ是磁通量（Wb）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）S是面積（m2）13.f=qVBf是洛倫茲力（N）q是電荷量（C）V是速度（m/s）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；推導(dǎo)公式：∵f=F向∴qVB=m∴R=EQ\F(mV,qB)T=EQ\F(2πr,V)=EQ\F(2πm,qB)f是洛倫茲力（N）F向是向心力（N）q是電荷量（C）V是速度（m/s）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）m是質(zhì)量（kg）r是半徑（m）T是周期（s）。8、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（1）解題方法在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動時，關(guān)鍵把握“一找圓心，二找半徑R，三找周期T或時間t”的規(guī)律．(1)圓心的確定因洛倫茲力F指向圓心，根據(jù)F⊥v，畫出粒子軌跡中的任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的F的方向，沿兩個洛倫茲力F畫其延長線，兩延長線的交點即為圓心，或利用圓心位置必定在圓中一根弦的中垂線上，找出圓心位置．(2)半徑的計算：一般是利用幾何知識解直角三角形．(3)帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定利用圓心角與弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和等于360°計算圓心角θ，再由公式t＝T求運(yùn)動時間．2．注意圓周運(yùn)動中的有關(guān)對稱規(guī)律如從某一直線邊界射人的粒子，從同一邊界射出時，速度、邊界的夾角均相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出．選修3-2知識點56．電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ 只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。57．感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件Ⅱ1、回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵，由磁通量的廣義公式中（是B與S的夾角）看，磁通量的變化可由面積的變化引起；可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化引起；可由B與S的夾角的變化引起；也可由B、S、中的兩個量的變化，或三個量的同時變化引起。 2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，這是初中學(xué)過的，其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。 3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。58．法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律Ⅱ ①電磁感應(yīng)規(guī)律：感應(yīng)電動勢的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。 ——當(dāng)長L的導(dǎo)線，以速度，在勻強(qiáng)磁場B中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動勢的大小為。 如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為I，MN間電動勢為，則MN受向左的安培力，要保持MN以勻速向右運(yùn)動，所施外力，當(dāng)行進(jìn)位移為S時，外力功。為所用時間。 而在時間內(nèi)，電流做功，據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，，則。 ∴，M點電勢高，N點電勢低。 此公式使用條件是方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。 ， 嚴(yán)格區(qū)別磁通量,磁通量的變化量磁通量的變化率,磁通量,表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù),磁通量的變化量,表示磁通量變化的多少,磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢, ——當(dāng)長為L的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，其兩端感應(yīng)電動勢為。 如圖所示，AO導(dǎo)線長L，以O(shè)端為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動一周，所用時間，描過面積，（認(rèn)為面積變化由0增到）則磁通變化在AO間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢且用右手定則制定A端電勢高，O端電勢低。 （是線圈平面與磁場方向的夾角）。 楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙，閉合電路就會努力實現(xiàn)這種過程：來拒去留增反減同增擴(kuò)減縮