(完整版)高中物理選修3-1知識點(diǎn)清單(非常詳細(xì))

(完整版)高中物理必修3-1知識點(diǎn)清單(非常詳細(xì))第一章靜電場一、電荷和電荷守恒定律1．點(diǎn)電荷：形狀和大小對研究問題的影響可忽略不計的帶電體稱為點(diǎn)電荷．2．電荷守恒定律(1)電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變．(2)起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電．二、庫侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上．2．公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，式中的k＝9.0×109N·m2/C2，叫做靜電力常量．3．適用條件：(1)點(diǎn)電荷；(2)真空．三、電場強(qiáng)度1．意義：描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量．2．公式(1)定義式：E＝eq\f(F,q)，是矢量，單位：N/C或V/m.(2)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)：E＝keq\f(Q,r2)，Q為場源電荷，r為某點(diǎn)到Q的距離．(3)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)：E＝eq\f(U,d).3．方向：規(guī)定為正電荷在電場中某點(diǎn)所受電場力的方向．四、電場線及特點(diǎn)1．電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．2．電場線的特點(diǎn)(1)電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處．(2)電場線不相交．(3)在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大．(4)沿電場線方向電勢降低．(5)電場線和等勢面在相交處互相垂直．3．幾種典型電場的電場線(如圖所示)考點(diǎn)一對庫侖定律的理解和應(yīng)用1．對庫侖定律的理解(1)F＝keq\f(q1q2,r2)，r指兩點(diǎn)電荷間的距離．對可視為點(diǎn)電荷的兩個均勻帶電球，r為兩球心間距．(2)當(dāng)兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限大．2．電荷的分配規(guī)律(1)兩個帶同種電荷的相同金屬球接觸，則其電荷量平分．(2)兩個帶異種電荷的相同金屬球接觸，則其電荷量先中和再平分．考點(diǎn)二電場線與帶電粒子的運(yùn)動軌跡分析1．電荷運(yùn)動的軌跡與電場線一般不重合．若電荷只受電場力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合：(1)電場線是直線．(2)電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場線方向平行．2．由粒子運(yùn)動軌跡判斷粒子運(yùn)動情況：(1)粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場線相切．(2)由電場線的疏密判斷加速度大?。?3)由電場力做功的正負(fù)判斷粒子動能的變化．3.求解這類問題的方法：(1)“運(yùn)動與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情景．(2)“三不知時要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向(或等勢面電勢的高低)、電荷運(yùn)動的方向，是題意中相互制約的三個方面．若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況．第二章電勢能和電勢差一、電場力做功和電勢能1．電場力做功(1)特點(diǎn)：靜電力做功與實(shí)際路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)．(2)計算方法①W＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場方向的距離．②WAB＝qUAB，適用于任何電場．2．電勢能(1)定義：電荷在電場中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到零勢能位置時靜電力所做的功．(2)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.(3)電勢能具有相對性．二、電勢、等勢面1．電勢(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值．(2)定義式：φ＝eq\f(Ep,q).(3)相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因零電勢點(diǎn)的選取不同而不同．2．等勢面(1)定義：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面．(2)特點(diǎn)①在等勢面上移動電荷，電場力不做功．②等勢面一定與電場線垂直，即與場強(qiáng)方向垂直．③電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．④等差等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱(等差等勢面越密的地方，電場線越密)．三、電勢差1．定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時，電場力所做的功WAB與移動的電荷的電量q的比值．2．定義式：UAB＝eq\f(WAB,q).3．電勢差與電勢的關(guān)系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA.4．電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積，即UAB＝Ed.特別提示：電勢和電勢差都是由電場本身決定的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，但電場中各點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)．考點(diǎn)一電勢高低及電勢能大小的比較1．比較電勢高低的方法(1)根據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢越來越低．(2)根據(jù)UAB＝φA－φB：若UAB＞0，則φA＞φB，若UAB＜0，則φA＜φB.(3)根據(jù)場源電荷：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低．2．電勢能大小的比較方法(1)做功判斷法電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增加(與其他力做功無關(guān))．(2)電荷電勢法正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大．考點(diǎn)二等勢面與粒子運(yùn)動軌跡的分析1．幾種常見的典型電場的等勢面比較電場等勢面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場垂直于電場線的一簇平面點(diǎn)電荷的電場以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場連線的中垂線上的電勢為零等量同種正點(diǎn)電荷的電場連線上，中點(diǎn)電勢最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢最高2.帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡問題的分析方法(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)；(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等；(3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況．考點(diǎn)三公式U＝Ed的拓展應(yīng)用1．在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，即在沿電場線方向上，U∝d.推論如下：(1)如圖甲，C點(diǎn)為線段AB的中點(diǎn)，則有φC＝eq\f(φA＋φB,2).(2)如圖乙，AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD.2．在非勻強(qiáng)電場中U＝Ed雖不能直接應(yīng)用，但可以用作定性判斷．考點(diǎn)四電場中的功能關(guān)系1．求電場力做功的幾種方法(1)由公式W＝Flcosα計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為W＝Eqlcosα.(2)由WAB＝qUAB計算，此公式適用于任何電場．(3)由電勢能的變化計算：WAB＝EpA－EpB.(4)由動能定理計算：W電場力＋W其他力＝ΔEk.注意：電荷沿等勢面移動電場力不做功．2．電場中的功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變．(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變．(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化．(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化．3.在解決電場中的能量問題時常用到的基本規(guī)律有動能定理、能量守恒定律和功能關(guān)系．(1)應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功)．(2)應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化．(3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系．(4)有電場力做功的過程機(jī)械能不守恒，但機(jī)械能與電勢能的總和可以守恒．四、電容器、電容1．電容器(1)組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．(2)帶電量：一個極板所帶電量的絕對值．(3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容(1)定義式：C＝eq\f(Q,U).(2)單位：法拉(F)，1F＝106μF＝1012pF.3．平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩極板間距離成反比．(2)決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量．特別提醒：C＝eq\f(Q,U)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或C＝\f(ΔQ,ΔU)))適用于任何電容器，但C＝eq\f(εrS,4πkd)僅適用于平行板電容器．五、帶電粒子在電場中的運(yùn)動1．加速問題(1)在勻強(qiáng)電場中：W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)；(2)在非勻強(qiáng)電場中：W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).2．偏轉(zhuǎn)問題(1)條件分析：不計重力的帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場．(2)運(yùn)動性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動．(3)處理方法：利用運(yùn)動的合成與分解．①沿初速度方向：做勻速運(yùn)動．②沿電場方向：做初速度為零的勻加速運(yùn)動．特別提示：帶電粒子在電場中的重力問題(1)基本粒子：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)帶電顆粒：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．六、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．基本規(guī)律設(shè)粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長為l，板間距離為d(忽略重力影響)，則有(1)加速度：a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md).(2)在電場中的運(yùn)動時間：t＝eq\f(l,v0).(3)位移eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(vxt＝v0t＝l,\f(1,2)at2＝y(tǒng)))，y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUl2,2mv\o\al(2,0)d).(4)速度eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(vx＝v0,vy＝at))，vy＝eq\f(qUt,md)，v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))，tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(qUl,mv\o\al(2,0)d).2．兩個結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的．證明：由qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)及tanθ＝eq\f(qUl,mdv\o\al(2,0))得tanθ＝eq\f(Ul,2U0d).(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到電場邊緣的距離為eq\f(l,2).3．帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系：當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時也可以從能量的角度進(jìn)行求解：qUy＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，其中Uy＝eq\f(U,d)y，指初、末位置間的電勢差．第三章恒定電流第四章閉合電路的歐姆定律一、電流、歐姆定律1．電流(1)定義：自由電荷的定向移動形成電流．(2)方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向．(3)三個公式①定義式：I＝q/t；②微觀式：I＝nqvS；③I＝eq\f(U,R).2．歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比．(2)公式：I＝U/R.(3)適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路．二、電阻、電阻率、電阻定律1．電阻(1)定義式：R＝eq\f(U,I).(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，R越大，阻礙作用越大．2．電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．(2)表達(dá)式：R＝ρeq\f(l,S).3．電阻率(1)計算式：ρ＝Req\f(S,l).(2)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性．(3)電阻率與溫度的關(guān)系①金屬：電阻率隨溫度的升高而增大．②半導(dǎo)體：電阻率隨溫度的升高而減?。鄢瑢?dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零成為超導(dǎo)體．三、電功、電功率、焦耳定律1．電功(1)實(shí)質(zhì)：電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對電荷做正功，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程．(2)公式：W＝qU＝UIt，這是計算電功普遍適用的公式．2．電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI，這是計算電功率普遍適用的公式．3．焦耳定律電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt，這是計算電熱普遍適用的公式．4．熱功率(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量．(2)表達(dá)式：P＝eq\f(Q,t)＝I2R.四、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1．特點(diǎn)對比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2.幾個常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻．(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻．(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和．(4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大．五、電源的電動勢和內(nèi)阻1．電動勢(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功．(2)表達(dá)式：E＝eq\f(W,q).(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量．2．內(nèi)阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)．六、閉合電路歐姆定律1．內(nèi)容：閉合電路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．2．公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I＝\f(E,R＋r)只適用于純電阻電路,E＝U外＋U內(nèi)適用于任何電路))3．路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝E－Ir.(2)U－I圖象如圖所示．①當(dāng)電路斷路即I＝0時，縱坐標(biāo)的截距為電源電動勢．②當(dāng)外電路電壓為U＝0時，橫坐標(biāo)的截距為短路電流．③圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻．七、測量電路的選擇對伏安法測電阻，應(yīng)根據(jù)待測電阻的大小選擇電流表不同的接法．1．阻值判斷法：當(dāng)RV?Rx時，采用電流表“外接法”；當(dāng)Rx?RA時，采用電流表“內(nèi)接法”．2．倍率比較法：(1)當(dāng)eq\f(RV,Rx)＝eq\f(Rx,RA)，即Rx＝eq\r(RV·RA)時，既可選擇電流表“內(nèi)接法”，也可選擇“外接法”；(2)當(dāng)eq\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)即Rx＜eq\r(RV·RA)時，采用電流表外接法；(3)當(dāng)eq\f(RV,Rx)＜eq\f(Rx,RA)即Rx＞eq\r(RV·RA)時，采用電流表內(nèi)接法．3．試觸法：eq\f(ΔU,U)與eq\f(ΔI,I)比較大小：(1)若eq\f(ΔU,U)＞eq\f(ΔI,I)，則選擇電壓表分流的外接法；(2)若eq\f(ΔI,I)＞eq\f(ΔU,U)，則選擇電流表的內(nèi)接法．八、實(shí)驗(yàn)器材的選擇1．安全因素通過電源、電表、電阻的電流不能超過允許的最大電流．2．誤差因素選擇電表時，保證電流和電壓均不超過其量程．使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏度的eq\f(1,3)～eq\f(2,3))；使用歐姆表選擋時讓指針盡可能在中值刻度附近．3．便于操作選滑動變阻器時，在滿足其他要求的前提下，可選阻值較小的．4．關(guān)注實(shí)驗(yàn)的實(shí)際要求．第五章磁場一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁場(1)基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有磁力的作用．(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場強(qiáng)弱和方向．(2)定義式：B＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場)．(3)方向：小磁針靜止時N極的指向．(4)單位：特斯拉，符號T.二、磁感線及特點(diǎn)1．磁感線在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致．2．磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向．(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的強(qiáng)弱，在磁感線較密的地方磁場較強(qiáng)；在磁感線較疏的地方磁場較弱．(3)磁感線是閉合曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)．在磁體外部，從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，由S極指向N極．(4)同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切．(5)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在．3．電流周圍的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場且磁場最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱安培定則三、安培力的大小和方向1．安培力的大小(1)磁場和電流垂直時，F(xiàn)＝BIL.(2)磁場和電流平行時：F＝0.2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．(2)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面．(注意：B和I可以有任意夾角)四、洛倫茲力1．定義：運(yùn)動電荷在磁場中所受的力．2．大小(1)v∥B時，F(xiàn)＝0.(2)v⊥B時，F(xiàn)＝qvB.(3)v與B夾角為θ時，F(xiàn)＝qvBsin_θ.3．方向(1)判定方法：應(yīng)用左手定則，注意四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向．(2)方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v.即F垂直于B、v決定的