高中物理選修3-1復習.ppt

1、第一章 電 場,1、電荷 2、庫侖定律 3、電場強度 4、電場線 5、靜電平衡 6、電勢 7、電勢差 8、電場力做功 9、電容器 10、帶電粒子在電場中的運動,一、 電荷,1、基本電荷（元電荷）：,2、物體起電方式：,本質：電荷轉移,摩擦起電；（絕緣體）,接觸起電：（導體）,感應起電：（導體）,二、 庫侖定律,1、公式：,K的測定：庫侖扭秤實驗,2、適用條件：,真空、靜止、點電荷 （或電荷均勻分布的球體）,3、應用：,兩相同球體接觸起電,三點電荷靜電平衡,:兩球帶同種電荷，總電量兩球均分,:兩球帶異種電荷，先中和后，凈電荷再均分,兩同夾異，兩大夾小，近小遠大,三、 電場強度（場強）,1、場強E

2、：,2、場強的疊加：,定義式：,單位： N/C V/m,矢量方向：規(guī)定正電荷受力方向,決定式：,-適用真空點電荷,-平行四邊形定則,例：一對等量異（同）種點電荷Q、-Q連線、中垂線上的場強（相距2L）,E,B,E,B,四、 電場線,1、應用：,2、特點：,定性判斷場強大小、方向：,定性判斷電勢高低,一條電場線不能看出疏密,電場線存在于正負電荷及無窮遠（大地）三者之間,從正電荷出發(fā)，終止于負電荷,不閉合、不相交、不中斷,電場線條數(shù)與電荷量成正比,電場線與電荷運動軌跡一般不重合,3、常見電場的電場線：,五、 靜電平衡,2、靜電平衡導體的特點：,凈電荷只能分布于導體表面,表面附近的場強垂直于導體表面

3、,導體是個等勢體，表面及任何截面是個等勢面,感應電荷的效果：產生附加（感應）場強， 削弱（并抵消）外電場，阻礙（并阻止）電荷運動,六、 電勢,1、定義：,2、單位：伏 1V=1J/C,3、決定因素：場源電荷、位置,4、相對性：零電勢的選取，理論上取無窮遠，實際上常取大地。,正電荷周圍空間電勢恒為正。 負電荷周圍空間電勢恒為負。,5、電勢高低的判斷：沿著電場線方向電勢越來越低,正電荷電勢能與電勢同號 負電荷電勢能與電勢反號,（標量） 三個量都有正負號,ABO ABO,1、定義：,七、電勢差：（電壓）,2、決定式：uab=a-b,單下標或無下標時取絕對值 有下腳標時應注意正負號 uab=uba,3

4、、絕對性：與零勢點無關,4、場強與電勢無必然聯(lián)系：,場強相等，電勢不一定相等； 電勢相等，場強不一定相等,場強為0，電勢不一定為0； 電勢為0，場強不一定為0,場強大，電勢不一定高； 電勢高，場強不一定大,5、場強與電勢差關系：,-適用于勻強電場,八、電場力的功,1、電場力做功特點：（同重力）,靜止的電荷在電場力作用下（或電場力做正功情況）,只決定于起點、終點的電勢差，與路徑無關,正功電勢能減少，負功電勢能增加,正電荷：從電勢高電勢低；負電荷：從電勢低電勢高 不論正負電荷：均從電勢能大電勢能小,2、電場力做功的計算：,W=Fd=Eqd-勻強,W=qu-通用,可通過功的正負來確定電勢的高低及電勢

5、差,九、電容器 ：,平行板,1、定義式：,1，介電常數(shù) S正對面積； d極板間距,2、決定式：,3、單位：,法拉（F） 微法（F） 皮法（pF）,普適通用,1F = 106F = 1012pF,4、平行板電容器兩種充電方式：,U不變, 電源保持連接狀態(tài), 充電后電源切斷,若d，E,d，C，Q,Q不變,若d， C ，U,E不變,十、帶電粒子在電場中的運動 ：, 牛頓運動定律, 動能定理,1、勻變速直線運動：,2、點電荷電場中的勻速圓周運動：,電場力與重力垂直豎直面變速圓周運動,3、勻強電場中的圓周運動（考慮重力）,例：單擺（帶電小球與絕緣繩）,等效“重力”：,“最低點”：V最大，動能最大，繩子最

6、易斷,“最高點”：V最小，臨界點，繩子最易彎曲, 粒子落在極板上, 粒子穿出極板,4、勻強電場中的類平拋運動,F合與V0垂直,（不計重力或重力與電場力共線）,飛行時間由y決定,飛行時間由L決定, 粒子先經(jīng)過加速電場再進入偏轉電場, 粒子穿出電場后勻速運動打在屏幕上,O,Y,第二章 電流,1、電流 2、串并聯(lián)電路 3、電阻 4、電功與電功率 5、電熱 6、閉合電阻的歐姆定律（實驗） 7、綜合應用（含容電路，動態(tài)分析，電路故障） 8、電表改裝 9、伏安法測電阻（實驗） 10、實物圖與電路圖的連接 11、多用電表（實驗）,一、 電流,1、電流的形成：,電荷的定向移動,2、電流（強度）定義：,3、電流

7、（微觀）決定式：,4、電流（宏觀）決定式：,-適用于金屬導體、電解質溶液，不適用氣體導電,V定數(shù)量級 10-4m/S,-部分電路歐姆定律,電流處處相等,電壓：U=U1+U2+U3+,電阻：R=R1+R2+R3+,二、串并聯(lián)電路基本特點：,1、串聯(lián)：,2、并聯(lián)：,電壓分配：與電阻成正比,功率分配：與電阻成正比,各支路電壓相等,電流分配：與電阻反比,功率分配：與電阻反比,電流：,電阻：,三、 電阻,1、定義式：,2、決定式：,金屬導體電阻率隨溫度升高而增大：,電阻率由材料決定,-與歐姆定律意義不同,-電阻定律（適用粗細均勻物體）,直線斜率（或斜率倒數(shù)）表示電阻,伏安特性曲線：,3、變阻器：,、限流

8、接法：,、分壓接法：,滑動變阻器,電位器,電阻箱,可變電阻,接線法：1上1下,接線法：1上2下,阻值應較大增大調壓范圍,阻值應較小增強調壓均勻性,電路總功率較?。▋?yōu)）,電路總功率較大（缺）,4、復雜電路的電阻：,、串聯(lián)電路總電阻大于任一部分電阻 并聯(lián)電路總電阻小于任一支路電阻,、不論串并聯(lián)，任一電阻變大（變?。?，總電阻一定變大（變小）,定性：,定量：,-等效電路的化簡,:電勢分析法：,導體（電阻）中，沿著電流方向電勢降低,某導體（電阻）中是否有電流以及流向,決定了電路的連接方式,所有導線（電阻不計）以及無電流通過的導體屬于等勢體,某導體（電阻）兩端的電勢高低,四、 電功與電功率,1、電功：,2

9、、電功率：,單位：焦耳（J）、度千瓦時（瓩時)(KWh),1度=1000W3600S=3.6106J,3、效率：,五、 電功與電熱,1、焦耳定律：,2、純電阻電路：,熱效率=100%,對于非純電阻電路（電動機），歐姆定律不適用,3、非純電阻電路：（電動機）,當通電電動機被卡不運轉時，等同于純電阻電路,六、 閉合電路歐姆定律,1、表達式：,2、路端電壓變化規(guī)律：, 與外阻的關系：,物理意義：,與電流的關系：,短路電流,4、閉合電路中的功率：, 電源的總功率：P總=I, 電源內耗功率：P內=U內I=I2r, 電源輸出功率： P出=UI=I-I2r,1、電源的輸出功率：,討論:,當R一定，r可變，則

10、r0，P出最大，,當r一定，R可變，因 則當R=r時，P出最大，,七、 歐姆定律綜合應用,PR圖像,當P出 ，對于外阻有兩個解R1R2,2、含電容器的直流電路：,、電容器在穩(wěn)恒電路中處于斷路狀態(tài),、與電容器串聯(lián)的電阻在充放電時有瞬間電流，在穩(wěn)恒狀態(tài)下是無用的盲端電阻，處于等勢狀態(tài),步驟：,摘除電容器及無用電阻，化簡及確立等效電路,電容器視為伏特表，分析電容器所并聯(lián)的電阻及兩端的電壓,“口訣法”：,串反并同,與變阻器“串”的，UIP變化規(guī)律與變阻器相反,與變阻器“并”的，UIP變化規(guī)律與變阻器相同,“串”具有完全相同或部分關聯(lián)的電荷流,“并”完全不相關聯(lián)的不同支路的電荷流,“串”R1、R3,“并

11、”V、A、R2、R4,R5變小,3、直流電路的動態(tài)變化分析：,（定性）,4、電路故障問題：,斷路：表現(xiàn)為電流為0，而電壓不為0,短路：表現(xiàn)為電壓為0，而電流不為0,現(xiàn)象：燈泡亮度失常、儀表示數(shù)異常,重要理論依據(jù)：電流經(jīng)電阻，電勢降低；無電流的電阻等勢,電壓表，歐姆表,1、電壓表：,串聯(lián)分壓電阻,2、電流表：,并聯(lián)分流電阻,電表的串并聯(lián)：,設兩改裝的表頭相同，量程不同,、兩電壓表V1、V2并聯(lián),、兩電壓表V1、V2串聯(lián),、兩電流表A1、A2串聯(lián),、兩電流表A1、A2并聯(lián),讀數(shù)相同，指針偏角不同,指針偏角相同，讀數(shù)不同,指針偏角相同，讀數(shù)不同,讀數(shù)相同，指針偏角不同,九、伏安法測電阻,外接法,內接

12、法,誤差原因：,伏特表分流安培表讀數(shù)偏大,安培表分壓伏特表讀數(shù)偏大,解決方案：,適宜測低阻,適宜測高阻,外 內,小,大,十、實物電路連接,1、特點及注意事項：,、注意量程，及正負極性,、注意變阻器的分壓限流以及測電阻的內外接,2、實例：,、導線必須接于接線柱，且不能相交（鉛筆草稿）,伏安法測電阻,練習用多用電表測電阻,操 作 內 容,一、測幾百歐姆的電阻R1,1會正確選檔。,2會調零。,3記下電阻數(shù)值。,二、測幾千歐姆的電阻R2,5. 實驗完畢：測量完畢，表筆從測試筆插孔拔出，并不要把選擇開關置于歐姆檔，可置選擇開關于交流250V或OFF檔。器材要排列整齊。,4會換檔，會重新調零，正確記下電阻

13、數(shù)值。,練習用多用電表測電阻,測量結果記錄,（1）、R1= ；選擇開關倍率： 。（如：100） （2）、R2= ；選擇開關倍率： 。,練習用多用電表測電阻,選擇適當?shù)牧砍?表筆短接，調節(jié)“調零電阻” 測量雙手不可碰到表筆的金屬部分 盡量使指針指向表盤刻度的中間。如果不滿足，應換量程！ 讀數(shù)：表盤示數(shù)倍率 實驗結束后，把多用表調到“OFF”檔,第三章 磁 場,1、磁場的產生 2、磁感線 3、磁感應強度 4、安培力 5、洛倫茲力 6、帶電粒子在勻強磁場中的運動 7、應用實例 8、復合場,一、磁場的產生,1、產生：,磁體（磁極）、電流（運動電荷）,2、電本質：,3、磁現(xiàn)象：,磁體安培分子電流假說,磁

14、極間相互作用：同名相斥，異名相吸,電流間相互作用：同向相吸，反向相斥,磁場對電流作用：安培力,左手定則,電流,所有磁場都是運動電荷（電流）產生,磁場對運動電荷作用：洛倫茲力,分子電流大?。?二、 磁感線,1、應用：,2、特點：,對于磁體：外部NS，內部SN,-右手螺旋定則（安培定則）,大小：B疏密程度,方向：B的切線,不相交，不中斷，閉合,3、常見電流的磁場（磁感線）：,、直線電流,（電流的磁效應）奧斯特,、環(huán)形電流,、螺線管電流,4、常見（磁體）的磁場：,、勻強磁場：,、條形磁鐵：,、蹄形磁鐵：,、地磁場：,同條形磁鐵（通電螺線管）磁場 N極在地理南極，S極在地理北極 赤道B水平向北 南半球

15、B斜向上，北半球B斜向下,三、 磁感應強度B,1、定義式：,2、單位：特斯拉（T）,3、矢量性：,-定量描述磁場的強弱,磁感應強度B的方向：（磁場方向）,（規(guī)定）小磁針N極的受力方向（靜止時N極指向）, 磁感線的切線,四、 磁場對電流的作用,1、安培力：,大?。?方向： 左手定則,、一般情況，F(xiàn)=ILB=ILB,、當IB，F(xiàn)最大，F(xiàn)=ILB,、當IB，F(xiàn)=0,3、解題一般步驟：,判斷安培力方向,其它力受力分析,注意選擇視圖（視角） 將立體受力圖應轉化成平面力圖,列力學主方程：,列電學輔助方程:,解方程及必要的討論（“答”）,平衡方程 牛二方程（動能定理）,F=ILB Q=It =IR .,五、

16、 洛倫茲力,1、磁場力：,2、洛倫茲力大?。?安培力：,洛倫茲力：,磁場對電流作用（宏觀）,一般位置，f=qVB =qVB ,當VB，f最大，f=qVB,當VB，f=0,與正電荷速度同向 與負電荷速度反向,注意四指方向：（電流方向）,磁場對運動電荷作用（微觀）,3、洛倫茲力方向：,左手定則（類似安培力）,六、 帶電粒子在勻強磁場中的運動,1、當VB：f=0，勻速運動,2、當VB：,洛倫茲力總是垂直速度，永遠不會做功,運動周期：,運動性質：勻速圓周運動（f為向心力）,軌道半徑：,3、解題思路：（勻速圓周運動）,圓心半徑的確定：,運動軌跡中任兩點的切線的垂線交點即為圓心,飛行時間的確定：,周期、圓心角,圓心角等于偏轉角,運動時間： t=/360 T,七、 綜合應用實例分析,1、速度選擇器：,與粒子的質量、電量及正負無關,E,B,V,Eq,Eq,qVB,qVB,2、質譜儀：,測定荷質比、元素鑒定分析,3、回旋加速器：,極板間交變電場周期T等于回旋周期T回,交變電場中的（加速）運動時間忽略,N為回旋周期數(shù),dR,八、復合場 綜合應用類型題歸納,1、直線運動：,2、圓