高中物理選修3-1課件.ppt

1、人教版物理選修三,PPT課件,目錄,第一章靜電場 1.1電荷及其守恒定律 1.2庫侖定律 1.3.1電場強(qiáng)度 1.3.2專題：靜電平衡 1.4電勢能 電勢 1.5電勢差 1.6電勢差與電勢強(qiáng)度的關(guān)系 1.7電容器與電容 1.8帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),目錄,第二章、恒定電流 2.1、導(dǎo)體中的電場和電流（1課時(shí)） 2.2、電動(dòng)勢（1課時(shí)） 2.3、歐姆定律（2課時(shí)） 2.4、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（2課時(shí)） 2.5、焦耳定律（1課時(shí)）,目錄,第三章 磁場 3.1 磁現(xiàn)象和磁場（1課時(shí)） 3.2 、 磁感應(yīng)強(qiáng)度（1課時(shí)） 3.3 、幾種常見的磁場（1.5課時(shí)） 3.4 、磁場對通電導(dǎo)線的作用力（1.5課

2、時(shí)） 3.5、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用（1課時(shí)） 3.6、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（2課時(shí)+1練習(xí)）,電 場,一、 電荷,1、基本電荷（元電荷）：,2、物體起電方式：,本質(zhì)：電荷轉(zhuǎn)移,摩擦起電；（絕緣體）,接觸起電：（導(dǎo)體）,感應(yīng)起電：（導(dǎo)體）,二、 庫侖定律,1、公式：,K的測定：庫侖扭秤實(shí)驗(yàn),2、適用條件：,真空、靜止、點(diǎn)電荷 （或電荷均勻分布的球體）,3、應(yīng)用：,兩相同球體接觸起電,三點(diǎn)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，進(jìn)小遠(yuǎn)大,帶電擺球的平衡：,整體法：三力共點(diǎn)（c為兩球重心）,m，,擺角與帶電量無關(guān),三、 電場

3、強(qiáng)度（場強(qiáng)）,1、場強(qiáng)E：,2、場強(qiáng)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(diǎn)電荷,-平行四邊形定則,例：一對等量異（同）種點(diǎn)電荷Q、-Q連線、中垂線上的場強(qiáng)（相距2L）,E,B,E,B,四、 電場線,1、應(yīng)用：,2、特點(diǎn)：,定性判斷場強(qiáng)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(fù)電荷及無窮遠(yuǎn)（大地）三者之間,從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)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(yùn)動(dòng)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(dǎo)體的特點(diǎn)：,凈電荷只能分布于導(dǎo)體表面,內(nèi)部

4、場強(qiáng)處處為0,表面附近的場強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體是個(gè)等勢體，表面及任何截面是個(gè)等勢面 導(dǎo)體中沒有電流通過，導(dǎo)體兩端沒有電壓,感應(yīng)電荷的效果：產(chǎn)生附加（感應(yīng)）場強(qiáng)， 削弱（并抵消）外電場，阻礙（并阻止）電荷運(yùn)動(dòng),反證法,例：求感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng),A,C,A,接地,六、 電勢,1、定義：,2、單位：伏 1V=1J/C,3、決定因素：生場電荷、位置,4、相對性：零電勢的選取，理論上取無窮遠(yuǎn)，實(shí)際上常取大地。,正電荷周圍空間電勢恒為正。 負(fù)電荷周圍空間電勢恒為負(fù)。,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(fù)電荷電勢能與電勢反號,（標(biāo)量） 三個(gè)量都有正負(fù)號,ABO ABO

5、,1、定義：,七、電勢差：（電壓）,2、決定式：uab=a-b,單下標(biāo)或無下標(biāo)時(shí)取絕對值 有下腳標(biāo)時(shí)應(yīng)注意正負(fù)號 uab=uba,3、絕對性：與零勢點(diǎn)無關(guān),4、場強(qiáng)與電勢無必然聯(lián)系：,場強(qiáng)相等，電勢不一定相等； 電勢相等，場強(qiáng)不一定相等,場強(qiáng)為0，電勢不一定為0； 電勢為0，場強(qiáng)不一定為0,場強(qiáng)大，電勢不一定高； 電勢高，場強(qiáng)不一定大,5、場強(qiáng)與電勢差關(guān)系：,-適用于勻強(qiáng)電場,八、電場力的功,1、電場力做功特點(diǎn)：（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(diǎn)、終點(diǎn)的電勢差，與路徑無關(guān),正功電勢能減少，負(fù)功電勢能增加,正電荷：從電勢高電勢低；負(fù)電荷：從電勢低電勢高 不論

6、正負(fù)電荷：均從電勢能大電勢能小,2、電場力做功的計(jì)算：,W=Fd=Eqd-勻強(qiáng),W=qu-通用,可通過功的正負(fù)來確定電勢的高低及電勢差,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(yùn)動(dòng) ：, 牛頓運(yùn)動(dòng)定律, 動(dòng)能定理,1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)：,2、輻射電場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：,電場力與重力垂直豎直面變速

7、圓周運(yùn)動(dòng),3、勻強(qiáng)電場中的圓周運(yùn)動(dòng)（考慮重力）,例：單擺（帶電小球與絕緣繩）,等效“重力”：,“最低點(diǎn)”：V最大，動(dòng)能最大，繩子最易斷,“最高點(diǎn)”：V最小，臨界點(diǎn)，繩子最易彎曲, 粒子落在極板上, 粒子穿出極板,4、勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動(dòng),F合與V0垂直,（不計(jì)重力或重力與電場力共線）,飛行時(shí)間由y決定,飛行時(shí)間由L決定, 粒子先經(jīng)過加速電場再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場, 粒子穿出電場后勻速運(yùn)動(dòng)打在屏幕上,O,Y,第三四章 電流,一、 電流,1、電流的形成：,電荷的定向移動(dòng),2、電流（強(qiáng)度）定義：,3、電流（微觀）決定式：,4、電流（宏觀）決定式：,-適用于金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液，不適用氣體導(dǎo)電,V定數(shù)量級

8、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(diǎn)：,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(dǎo)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(xì)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：,、限流接法：,、分壓接法：,滑動(dòng)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(yīng)

9、較大增大調(diào)壓范圍,阻值應(yīng)較小增強(qiáng)調(diào)壓均勻性,電路總功率較?。▋?yōu)）,電路總功率較大（缺）,4、復(fù)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?。傠娮枰欢ㄗ兇螅ㄗ冃。?定性：,定量：,-等效電路的化簡,:電勢分析法：,導(dǎo)體（電阻）中，沿著電流方向電勢降低,某導(dǎo)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(dǎo)線（電阻不計(jì)）以及無電流通過的導(dǎo)體屬于等勢體,某導(dǎo)體（電阻）兩端的電勢高低,四、 電功與電功率,1、電功：,2、電功率：,單位：焦耳（J）、度千瓦時(shí)（瓩時(shí))(KWh),1度=1000W3600S=3.6106J,

10、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(dòng)機(jī)），歐姆定律不適用,3、非純電阻電路：（電動(dòng)機(jī)）,當(dāng)通電電動(dòng)機(jī)被卡不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，等同于純電阻電路,六、 閉合電路歐姆定律,1、表達(dá)式：,2、路端電壓變化規(guī)律：, 與外阻的關(guān)系：,物理意義：,與電流的關(guān)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(nèi)耗功率：P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r, 電源輸出功率： P出=UI=I-I2r,1、電源的輸出功率：,討論:,當(dāng)R一定，r可變，則r0，P出最大，,當(dāng)r一定，R可變，因 則當(dāng)R=r時(shí)，P出最大，,七、 歐姆定律綜合應(yīng)用,PR圖像,當(dāng)

11、P出 ，對于外阻有兩個(gè)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(shí)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，盲端電阻看作導(dǎo)線，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(guān)聯(lián)的電荷流,“并”完全不相關(guān)聯(lián)的不同支路的電荷流,“串”R1、R3,“并”V、A、R2、R4,R5變小,3、直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析：,（定性）,4、電路故障

12、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,除了電源兩端，其它位置有電壓者即為斷路嫌疑處,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(shè)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(nèi)接法,誤差原因：,伏特表分流安培表讀數(shù)偏大,安培表分

13、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(nèi),小,大,十、實(shí)物電路連接,1、特點(diǎn)及注意事項(xiàng)：,、注意量程，及正負(fù)極性,、注意變阻器的分壓限流以及測電阻的內(nèi)外接,2、實(shí)例：,、導(dǎo)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(xí)用多用電表測電阻,操 作 內(nèi) 容,一、測幾百歐姆的電阻R1,1會(huì)正確選檔。,2會(huì)調(diào)零。,3記下電阻數(shù)值。,二、測幾千歐姆的電阻R2,5. 實(shí)驗(yàn)完畢：測量完畢，表筆從測試筆插孔拔出，并不要把選擇開關(guān)置于歐姆檔，可置選擇開關(guān)于交流250V或OFF檔。器材要排列整齊。,4會(huì)換檔，會(huì)重新調(diào)零，正確記下電阻數(shù)值。,練習(xí)用多用電表測電阻,測量結(jié)果記錄,（1）

14、、R1= ；選擇開關(guān)倍率： 。（如：100） （2）、R2= ；選擇開關(guān)倍率： 。,練習(xí)用多用電表測電阻,選擇適當(dāng)?shù)牧砍?表筆短接，調(diào)節(jié)“調(diào)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(yīng)換量程！ 讀數(shù)：表盤示數(shù)倍率 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，把多用表調(diào)到“OFF”檔,第五六章 磁 場,一、磁場的產(chǎn)生,1、產(chǎn)生：,磁體（磁極）、電流（運(yùn)動(dòng)電荷）,2、電本質(zhì)：,3、磁現(xiàn)象：,磁體安培分子電流假說,磁極間相互作用：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(yùn)動(dòng)電荷（電流）產(chǎn)生,磁場對運(yùn)動(dòng)電荷作用：洛倫茲力,分

15、子電流大?。?二、 磁感線,1、應(yīng)用：,2、特點(diǎn)：,對于磁體：外部NS，內(nèi)部SN,-右手螺旋定則（安培定則）,大?。築疏密程度,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(yīng)）奧斯特,、環(huán)形電流,、螺線管電流,4、常見（磁體）的磁場：,、勻強(qiáng)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B斜向上，北半球B斜向下,三、 磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)弱,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向：（磁場方向）,（規(guī)定）小磁針N極的受

16、力方向（靜止時(shí)N極指向）, 磁感線的切線,五、 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(dāng)IB，F(xiàn)最大，F(xiàn)=ILB,、當(dāng)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(yīng)轉(zhuǎn)化成平面力圖,列力學(xué)主方程：,列電學(xué)輔助方程:,解方程及必要的討論（“答”）,平衡方程 牛二方程（動(dòng)能定理）,F=ILB Q=It =IR .,六、 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(dāng)VB，f最大，f=qVB,當(dāng)VB，f=0,與正電

17、荷速度同向 與負(fù)電荷速度反向,注意四指方向：（電流方向）,磁場對運(yùn)動(dòng)電荷作用（微觀）,3、洛倫茲力方向：,左手定則（類似安培力）,七、 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),1、當(dāng)VB：f=0，勻速運(yùn)動(dòng),2、當(dāng)VB：,洛倫茲力總是垂直速度，永遠(yuǎn)不會(huì)做功,運(yùn)動(dòng)周期：,運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)（f為向心力）,軌道半徑：,3、解題思路：（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）,圓心半徑的確定：,運(yùn)動(dòng)軌跡中任兩點(diǎn)的切線的垂線交點(diǎn)即為圓心,飛行時(shí)間的確定：,周期、圓心角,圓心角等于偏轉(zhuǎn)角,運(yùn)動(dòng)時(shí)間： t=/360 T,八、 綜合應(yīng)用實(shí)例分析,1、速度選擇器：,與粒子的質(zhì)量、電量及正負(fù)無關(guān),E,B,V,Eq,Eq,qVB,qVB,2、質(zhì)譜儀：,測定荷質(zhì)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(yùn)動(dòng)時(shí)間忽略,N為回旋周期數(shù),dR,三、 綜合應(yīng)用類型題歸納,1