-人教版重点高中物理选修3-1知识点归纳总结.pdf

精心整理精心整理物物 理理 选选 修修3 3-1 1 知知 识识 总总结结第一章第第一章第 1 1 节电荷及其守恒定律节电荷及其守恒定律一、电荷守恒定律一、电荷守恒定律表述表述 1 1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不在转移的过程中，电荷的总量保持不变。变。表述表述 2 2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。二、电荷量二、电荷量1 1、电荷量：电荷的多少。、电荷量：电荷的多少。2 2、元电荷：电子所带电荷的绝对值、元电荷：电子所带电荷的绝对值 1.61.610101919C C3 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。第一章第第一章第 2 2 节库仑定律节库仑定律一、电荷间的相互作用一、电荷间的相互作用1 1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。2 2、影响电荷间相互作用的因素、影响电荷间相互作用的因素二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。注意（注意（1 1）适用条件为真空中静止点电荷）适用条件为真空中静止点电荷（2 2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断第一章第第一章第 3 3 节电场电场强度节电场电场强度一、电场一、电场电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。二、电场强度二、电场强度1 1、检验电荷与场源电荷、检验电荷与场源电荷2 2、电场强度、电场强度检验电荷在电场中某点所受的电场力检验电荷在电场中某点所受的电场力F F与检验电荷的电荷与检验电荷的电荷q q的比值。的比值。国际单位：国际单位：N N/C CqFE 电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。方向。三、点电荷的场强公式三、点电荷的场强公式四、电场的叠加四、电场的叠加五、电场线五、电场线1 1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。小，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。2 2、几种典型电场的电场线、几种典型电场的电场线3 3、电场线的特点、电场线的特点（1 1）假想的）假想的（2 2）起）起-正电荷；无穷远处止正电荷；无穷远处止-负电荷；无穷远处负电荷；无穷远处精心整理精心整理（3 3）不闭合（）不闭合（4 4）不相交）不相交（5 5）疏密）疏密-强弱切线方向强弱切线方向-场强方向场强方向第一章第第一章第 4 4 节电势能电势节电势能电势一、电势能一、电势能1 1、电势能：电荷处于电场中时所具有的、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性注意：系统性、相对性2 2、电势能的变化与电场力做功的关系、电势能的变化与电场力做功的关系3 3、电势能大小的确定、电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功二、电势二、电势1.1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势单位：伏特（单位：伏特（V V）标量）标量qE电2.2.电势的相对性电势的相对性3.3.顺着电场线的方向，电势越来越低。顺着电场线的方向，电势越来越低。三、等势面三、等势面1 1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。2 2、等势面的特点、等势面的特点a:a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。b:b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。c:c:电场线总是与等势面垂直。电场线总是与等势面垂直。第一章第第一章第 5 5 节电势差电场力的功节电势差电场力的功一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值二、电场力的功二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关.第一章第第一章第 6 6 节匀强电场中场强与电势差的关系节匀强电场中场强与电势差的关系一、场强与电势的关系？结论：电势与场强没有直接关系！一、场强与电势的关系？结论：电势与场强没有直接关系！二、匀强电场中场强与电势差的关系二、匀强电场中场强与电势差的关系匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向距离沿电场方向距离的乘积的乘积在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势.推论：在匀强电场中，沿任意一个方向上，电势降落都是均匀的，故在同一直线上间距相同的两推论：在匀强电场中，沿任意一个方向上，电势降落都是均匀的，故在同一直线上间距相同的两点间的电势差相等。点间的电势差相等。第一章第第一章第 7 7 节静电现象的应用节静电现象的应用一、静电平衡一、静电平衡1 1、静电感应：导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现净剩电荷的现象叫、静电感应：导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现净剩电荷的现象叫静电感应静电感应2 2、静电平衡：导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态、静电平衡：导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态3 3、处于静电平衡状态导体的特点、处于静电平衡状态导体的特点（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零（2 2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面（3 3）导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零）导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零精心整理精心整理二、静电屏蔽三、尖端放电和避雷针二、静电屏蔽三、尖端放电和避雷针四、导体上电荷的分布四、导体上电荷的分布1 1、处于静电平衡状态的带电导体，电荷分布在导体的外表面、处于静电平衡状态的带电导体，电荷分布在导体的外表面2 2、处于静电平衡状态的带电导体，越尖锐的位置，电荷的面密度越大、处于静电平衡状态的带电导体，越尖锐的位置，电荷的面密度越大第一章第第一章第 8 8 节电容器、电容节电容器、电容一、电容器一、电容器1 1、电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导、电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。体称为电容器的两极。2 2、电容器的充电、放电、电容器的充电、放电.二、电容二、电容1 1、电容：、电容：C=Q/UC=Q/U，式中，式中 Q Q 指每一个极板指每一个极板带电量的绝对值单位：法拉带电量的绝对值单位：法拉（F F）常用单位有微法常用单位有微法（F F），皮法（，皮法（pFpF）2 2、平行板电容器的电容：、平行板电容器的电容：kdSC4第一章第第一章第 9 9 节带电粒子在电场中的运动节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点：研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点：1.1.带电粒子受力特点带电粒子受力特点2.2.结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质3.3.注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速例例 1 1、在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为、在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为U U，若一个质量为，若一个质量为m m，带正电电荷量为，带正电电荷量为q q的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。速度。二、带电粒子在电场中的偏转二、带电粒子在电场中的偏转例例 2 2、如图所示，一个质量为、如图所示，一个质量为m m，电荷量为，电荷量为+q q的粒子，从两平行板左侧中点以初速度的粒子，从两平行板左侧中点以初速度v v0 0沿垂直沿垂直场强方向射入，两平行板的间距为场强方向射入，两平行板的间距为d d，两板间的电势差为，两板间的电势差为U U，金属板长度为，金属板长度为L L，（1 1）若带）若带电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的侧移量。电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的侧移量。（2 2）若带电粒子能从两极板间射）若带电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的偏转角度。出，求粒子射出电场时的偏转角度。第二章第一节电流和电源第二章第一节电流和电源一、电流一、电流1 1、电流：电荷的定向移动形成电流。、电流：电荷的定向移动形成电流。2 2、产生电流的条件、产生电流的条件(1)(1)导体中存在着能够自由移动的电荷导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体金属导体自由电子电解液自由电子电解液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在着电势差）导体两端存在着电势差二、恒定电场和恒定电流二、恒定电场和恒定电流1 1、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场2 2、恒定电流、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。三三.电流（强度）电流（强度）1 1、电流：通过导体横截面的电荷量、电流：通过导体横截面的电荷量 q q 跟通过这些电荷量所用时间跟通过这些电荷量所用时间 t t 的比值叫做电流，即：的比值叫做电流，即：tqI 精心整理精心整理单位：安培单位：安培(A A)常用单位：毫安（常用单位：毫安（mAmA）、微安（、微安（A A）2 2、电流是标量，但有方向、电流是标量，但有方向规定正电荷定向移动方向为电流方向规定正电荷定向移动方向为电流方向注意注意:1.1.在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；2.2.在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量 q q 表示通过截面的正、负离子电量绝对表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。值之和。四、金属导体中电流的微观表达式四、金属导体中电流的微观表达式已知已知n n为导体单位体积内的自由电荷的个数，为导体单位体积内的自由电荷的个数，S S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v v为自由电荷的定向移动为自由电荷的定向移动速率，求通过导体的电流速率，求通过导体的电流.neSvI 第二章第三节电功电功率焦耳定律第二章第三节电功电功率焦耳定律一、电功电功率一、电功电功率1.1.导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。适用于一切电路导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。适用于一切电路.包包括纯电阻和非纯电阻电路括纯电阻和非纯电阻电路.2.2.电功率是描述电流做功快慢的物理量。电功率是描述电流做功快慢的物理量。额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率。额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率。实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。二、焦耳定律二、焦耳定律1.1.焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q Q=I I2 2RtRt此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电流做功，产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程把电能转化为内能的过程2 2、电功和电热的关系、电功和电热的关系a.a.在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热，有：因而电功等于电热，有：b.b.在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等其他形式的能能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率。因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率。.即有：即有：W=W=UItUIt=E E机、化机、化+I+I2 2RtRt 或或UIUI=I IR R+P P其他其他(P P其他指除热功率之外的其他形式能的功率其他指除热功率之外的其他形式能的功率)第二章第四节串联电路和并联电路第二章第四节串联电路和并联电路一、串联电路一、串联电路1.1.串联电路的基本特点：串联电路的基本特点：21III21UUU2.2.串联电路的性质：串联电路的性质：等效电阻：等效电阻：电压分配：电压分配：功率分配：功率分配：21RRR2121RRUU2121RRPP二、并联电路二、并联电路1.1.并联电路的基本特点：并联电路的基本特点：21III21UUU2.2.并联电路的性质：并联电路的性质：等效电阻：等效电阻：电流分配：电流分配：功率分配：功率分配：21111RRR1221RRII1221RRPP第二章第五节串并联电路的应用第二章第五节串并联电路的应用一、限流与分压一、限流与分压1 1、限流电路、限流电路 2 2、分压电路、分压电路3 3、限流电路和分压电路的比较、限流电路和分压电路的比较精心整理精心整理名称名称/电路电路图图（限流电路）（限流电路）（分压电路）（分压电路）电流调节范围电流调节范围电压调节范围电压调节范围效果比较效果比较当当 RRRR0 0调节效果相当差，一般调节效果相当差，一般适用于适用于 R R 与与 R R0 0相差不多时相差不多时缺点缺点调节范围小，在调节范围小，在 RRRR0 0时，调节时，调节效果差效果差电路结构较复杂，在用电器正常工作电路结构较复杂，在用电器正常工作时，电路消耗的功率较大，在时，电路消耗的功率较大，在 RRRR0 0时，调节效果差时，调节效果差优点优点电路结构简单，在电路结构简单，在 RRRRR0 0时，调节效果相时，调节效果相当好当好二、电表的改装二、电表的改装1 1、电流计、电流计a.a.作用：测量微小电流和电压作用：测量微小电流和电压b.b.三个主要参数三个主要参数内阻内阻:电流计内阻电流计内阻RgRg量程：满偏电流量程：满偏电流IgIg满偏电压满偏电压UgUgc.c.电路图符号：电路图符号：2 2、将电流计改装成电流表、将电流计改装成电流表 3 3、将电流计改装成电压表、将电流计改装成电压表第二章第六节闭合电路的欧姆定律第二章第六节闭合电路的欧姆定律一、电源一、电源1 1、电源是一种把其他形式能转化为电能的一种装置，能使其两极间有电势差、电源是一种把其他形式能转化为电能的一种装置，能使其两极间有电势差.2 2、电源的电动势、电源的电动势E Ea.a.定义式：定义式：E=E=W W非非/q qb.b.电动势是反映电源把其他形式能转化为电能的本领的物理量，只由电源本身结构特性决定，电动势是反映电源把其他形式能转化为电能的本领的物理量，只由电源本身结构特性决定，与电路无关与电路无关c.c.数值上等于电源未接入电路数值上等于电源未接入电路(即断路即断路)时两极间电压，时两极间电压，E E=U U断断，单位：伏，单位：伏.二、电路二、电路精心整理精心整理1.1.内电路：电源两极内电路：电源两极(不含两极不含两极)以内，电流从电源内部通过时形成的通路，该通路上也有电阻以内，电流从电源内部通过时形成的通路，该通路上也有电阻被称为内电阻被称为内电阻r r2.2.外电路：接在电源两极外电路：接在电源两极(包括两极包括两极)之间的所有元件线路总体，这部分的总电阻称为外电阻之间的所有元件线路总体，这部分的总电阻称为外电阻R R这部分两端即电源两极间的电压称为外电压也叫路端电压这部分两端即电源两极间的电压称为外电压也叫路端电压.三三.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1 1、电路中电动势与电压的关系、电路中电动势与电压的关系=U=U 内内+U+U 外（普适）外（普适）2.2.闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比.I IE/(R+r)E/(R+r)或或=IR+Ir=IR+Ir3.3.适用条件：纯电阻电路适用条件：纯电阻电路