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靜電場(chǎng),,,例題,一.電荷守恒定律：,電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。,,(二)電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線(xiàn),1.電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng)。靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)稱(chēng)為靜電場(chǎng)。電場(chǎng)是傳遞電荷相互作用的物質(zhì)。,,2.電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。它用檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力跟檢驗(yàn)電荷電量q的比值來(lái)定義，即,電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。 方向：是正電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向。 大?。菏怯呻妶?chǎng)本身的內(nèi)在因素決定的，它與引入電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。,3.點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式，即,,,4.勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式，即,5.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加,電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵守平行四邊形法則,,6.電場(chǎng)線(xiàn),電場(chǎng)線(xiàn)是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向而假想的線(xiàn)，電場(chǎng)線(xiàn)上每一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿該點(diǎn)的切線(xiàn)方向；電場(chǎng)線(xiàn)密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線(xiàn)疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小。,靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止。,,(三)電場(chǎng)力的功、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面,1.電場(chǎng)力的功: 電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力做功的數(shù)量跟電荷移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。 電場(chǎng)力做正功時(shí)，電勢(shì)能減小；電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電勢(shì)能增大。,,2.電勢(shì)能:,電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處，電場(chǎng)力所做的功。,3.電勢(shì):,電勢(shì)是反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)定義為檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能E跟檢驗(yàn)電荷的電量q的比值，即,電勢(shì)是標(biāo)量，它有正、負(fù)，但不表示方向。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)大小及正負(fù)跟該點(diǎn)有無(wú)檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，但與選取電場(chǎng)中電勢(shì)能為零的點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))有關(guān)。 正電荷在電勢(shì)高的位置電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)高的位置電勢(shì)能小,4.電勢(shì)差(電壓),AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB在數(shù)值上等于將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)電場(chǎng)力所作的功WAB與檢驗(yàn)電荷電量q的比值,（1）,（2）,5.等勢(shì)面：等勢(shì)面是電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。,電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)，電勢(shì)能不變化，電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面一定和電場(chǎng)線(xiàn)垂直，電場(chǎng)線(xiàn)的方向是電勢(shì)降低的方向。電場(chǎng)線(xiàn)本身不能相交，等勢(shì)面本身也不能相交。,點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一族球面；,勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線(xiàn)垂直的一族平行平面。,說(shuō)明:電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沒(méi)有必然對(duì)應(yīng)的關(guān)系。,例如，電勢(shì)為零的地方電場(chǎng)強(qiáng)度可以不為零(電勢(shì)為零的地方可任意選取)； 電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)可以不為零(如兩個(gè)帶同種等電量的點(diǎn)電荷，其連線(xiàn)的中點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)卻不為零)。 電場(chǎng)強(qiáng)度恒定的區(qū)域電勢(shì)有高低不同(如勻強(qiáng)電場(chǎng))； 等勢(shì)面上的各點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度可以不相同(如點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面上，各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同)。,2.經(jīng)常遇到的三個(gè)問(wèn)題,（1）.比較場(chǎng)強(qiáng)的大小,看電場(chǎng)線(xiàn)的疏密或等勢(shì)面的疏密。 （2）.比較電勢(shì)的高低，看電場(chǎng)線(xiàn)的方向。電場(chǎng)線(xiàn)的方向是電勢(shì)降低的方向。 （3）.比較同一檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能的多少，看電場(chǎng)力的方向。電場(chǎng)力作正功，檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能減少。,3.帶電粒子在電場(chǎng)中加速或減速的問(wèn)題，多應(yīng)用動(dòng)能定理、能量守恒定律求解。,4.帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題，如帶電粒子穿過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題，多應(yīng)用牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)合成知識(shí)求解。,（1）.加速度 （2）.側(cè)向速度 （3）.偏向角 （4）.側(cè)向位移 （5 ）.側(cè)向位移與偏向角 （6）.增加的動(dòng)能,(五)電容器和電容,1.電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。它用電容器所帶的電量跟電容器兩板間的電勢(shì)差的比值來(lái)定義，即,,2.平行板電容器的電容,平行板電容器的電容，跟介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積成正比，跟極板間的距離成反比，即,,3.平行板電容器的電場(chǎng),(1)電勢(shì)差恒定 (2)帶電量恒定,簡(jiǎn)單的邏輯電路,第二章 恒定電流,1、電源的作用：提供持續(xù)的電壓 2、形成電流的條件： （1）存在自由電荷 （2）導(dǎo)體兩端存在電壓 3、恒定電流:大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。,2.1 電源和電流,（2）電流有方向，但它是標(biāo)量。 規(guī)定：導(dǎo)體內(nèi)正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉?（1）定義式:I=q/t,4.電流：,（3）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式：I=nqSv,n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積，v為自由電荷的定向移動(dòng)速率。,2.2 電動(dòng)勢(shì),定義式：,W：非靜電力做的功 q ：電荷量,1、定義:非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極 所做的功跟它的電荷量的比值。,2、物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)的大小。 （把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小）,一、電阻：,1、定義式：,(取決于導(dǎo)體本身， 與U、I無(wú)關(guān)),2、決定式：,1Ｍ?=106 ?,2.3 歐姆定律,二、歐姆定律：,1、公式：,2、適用范圍：金屬、電解液適用，氣體、半導(dǎo)體不適用。,三、導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)（ I-U圖象）,圖線(xiàn)斜率表示電阻的倒數(shù),,斜率k=tanα=,1,2,R1R2,2.4 串聯(lián)電路 和并聯(lián)電路,一、串聯(lián)電路,,0 1 2 3,電壓分配：U1:U2:U3 =R1:R2:R3,R串=R1+R2+R3,R2,R1,R3,功率分配：P1:P2:P3 =R1:R2:R3,二、并聯(lián)電路,,,,,1 2 3,U1=U2=U3=U,,電流分配：I1:I2:I3=1/R1:1/R2:1/R3,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,功率分配：P1:P2:P3 =1/R1:1/R2:1/R3,二、并聯(lián)電路,,,,,1 2 3,,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,推論： ①n個(gè)阻值為R的電阻并聯(lián)：,R并=R/n,②R1和R2并聯(lián)：,R并=R1R2/R1+R2,③一支路電阻增大，R并增大,④R并小于任一支路電阻 （R串大于任一支路電阻）,三、電池的串并聯(lián),1、n個(gè)相同電池（E、r）串聯(lián)： En = nE rn = nr 2、n個(gè)相同電池（E、r）并聯(lián)： En = E rn =r/n,由歐姆定律可知,三個(gè)主要參數(shù)：,內(nèi)阻Rg,滿(mǎn)偏電流 Ig,滿(mǎn)偏電壓Ug,電壓表和電流表的改裝,1.電流表G改裝成電壓表,,Ig,,,,,R,,,,,Ug,Rg,,,,,,UR,,,U,串聯(lián)一個(gè)電阻(分壓),原理：,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)：,2.電流表G改裝成電流表,原理：,并聯(lián)一個(gè)電阻(分流),由并聯(lián)電路的特點(diǎn):,Q＝I2Rt,電功和電熱： 1）純電阻電路中： W＝UIt＝I2Rt＝Q P電＝UI＝ P熱＝Q／t＝I2R 2）非純電阻電路中： W＝UIt 大于I2Rt＝Q； P電＝UI 大于P熱＝Q／t＝I2R P電＝P熱＋P其它,2.5 焦耳定律,,1、電阻定律:,內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).,表達(dá)式:,2、電阻率?：反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。 單位:,歐·米（ ）,2.6 導(dǎo)體的電阻,電阻率與溫度的關(guān)系,,金屬：,T,,,,合金：,電阻幾乎不隨溫度變化 錳銅合金、鎳銅合金,標(biāo)準(zhǔn)電阻,電阻溫度計(jì),超導(dǎo)體,?,一、閉合電路的歐姆定律：,電路的組成： 外電路： 內(nèi)電路： 閉合電路：,在外電路，沿電流方向電勢(shì)降低。 在內(nèi)電路，沿電流方向電勢(shì)升高。,2.7 閉合電路的歐姆定律,一、閉合電路的歐姆定律： 內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的總電阻成反比。,E= IR+ Ir,= U外+ U內(nèi),1、表達(dá)式：,r,路端電壓,2、變形式：,電源的電動(dòng)勢(shì) 等于內(nèi)外電路 電勢(shì)降落之和,3、適用條件：純電阻電路,二、路端電壓與電流的關(guān)系：,得：U外= E - Ir,U-I圖象：,=- rI+E,由E= U外+ U內(nèi),r,E,0,,縱截距：E,橫截距：I短,斜率絕對(duì)值：r,,(圖線(xiàn)的陡峭程度),斜率tan =-tan,=-r,關(guān)于電源的功率問(wèn)題 閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化,電源提供電能,外電路消耗的能量,內(nèi)電路消耗的電能,r,三、電源的輸出功率與效率,1、推導(dǎo)：由E= U外+ U內(nèi),r,得：EI= U外I+ U內(nèi)I,即：P總= P外+ P內(nèi),電源提供的電功率EI,電源的輸出功率U外I,電源內(nèi)部的 發(fā)熱功率I2r,∴ P出= P總- P內(nèi),2、電源最大輸出功率（純電阻電路）,0,,,R,P,,若PR1= PR2 ，則r2=R1R2,3、電源的效率：,電源的效率隨外電阻的增大而增大,判斷：電源的輸出功率最大時(shí)，電源的效率最大。,（錯(cuò)，因?yàn)楫?dāng)R=r時(shí)，電源輸出功率最大，此時(shí)電源效率只有50％）,2.8 多用電表的原理,思考與討論:能不能讓它們共用一個(gè)表頭制成一個(gè)多用電表?請(qǐng)完成最簡(jiǎn)單的多用電表的電路圖,,,1,2,3,,,,,,,問(wèn)：開(kāi)關(guān)S調(diào)到1、2、3、4、5、6個(gè)位置時(shí)電表分別是什么電表?（在識(shí)別電阻檔和電壓檔電路時(shí)，可以把虛線(xiàn)框中的電路當(dāng)成一個(gè)電流表）,2.在測(cè)量電流和電壓時(shí)兩個(gè)位置中哪個(gè)位置量程比較大?,A,B,1,2,3,4,5,6,1、2為電流表 3、4為歐姆表， 5、6為電壓表,電流：1大,電壓：6大,,問(wèn)題：若測(cè)一個(gè)阻值為810Ω左右的電阻， 應(yīng)該選擇哪個(gè)歐姆檔位？,810×1 Ω,8.1×100Ω,81×10Ω,,,指針指在刻度中央附近，誤差較小。,偏角小,—示數(shù)跨度大,—不易讀準(zhǔn),—示數(shù)過(guò)小,—大倍率放大誤差,用歐姆表測(cè)量電阻的使用步驟:,1.機(jī)械調(diào)零：測(cè)量前，應(yīng)先檢查電表指針是否靜止在電流的零刻線(xiàn)處（左端的“0”位置），如不指零，應(yīng)用螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺絲，使指針指零。,4.測(cè)量、讀數(shù): 接入電阻， 讀數(shù)=示數(shù)×倍率,5.若測(cè)其它電阻：重復(fù)步驟2.3.4。,6. 不用時(shí)拔出表筆，選擇開(kāi)關(guān)置于OFF檔或交流電的最高檔。長(zhǎng)期不用取出電池。,2.選檔：選擇開(kāi)關(guān)選擇合適檔位。,3.歐姆調(diào)零：紅（+）黑（-）表筆短接，電表指針指向電阻為零處（右端的“0”位置），如不指零 ，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指零。,1.機(jī)械調(diào)零：,