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物理選修3-1第一、二章總結(jié) 第一章 第1節(jié) 電荷及其守恒定律 一、電荷守恒定律 表述1：電荷守恒定律：電荷既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。 表述2、在一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。 二、電荷量 1、電荷量：電荷的多少。 2、元電荷：電子所帶電荷的絕對值1.610－19C 3、比荷：粒子的電荷量與粒子質(zhì)量的比值。 第一章 第2節(jié) 庫侖定律 一、電荷間的相互作用 1、點(diǎn)電荷：帶電體的大小比帶電體之間的距離小得多。 2、影響電荷間相互作用的因素 二、庫侖定律：在真空中兩個靜止點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷的乘積成正比，跟它們距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 注意（1）適用條件為真空中靜止點(diǎn)電荷 （2）計算時各量帶入絕對值，力的方向利用電性來判斷 第一章 第3節(jié) 電場 電場強(qiáng)度 一、電場 電荷（帶電體）周圍存在著的一種物質(zhì)，其基本性質(zhì)就是對置于其中的電荷有力的作用。 二、電場強(qiáng)度 1、檢驗電荷與場源電荷 2、電場強(qiáng)度 檢驗電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力F與檢驗電荷的電荷q的比值。 國際單位：N/C 電場強(qiáng)度是矢量。規(guī)定：正電荷在電場中某一點(diǎn)受到的電場力方向就是那一點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。 三、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式 四、電場的疊加 五、電場線 1、電場線：為了形象地描述電場而在電場中畫出的一些曲線，曲線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小，曲線上某點(diǎn)的切線方向表示場強(qiáng)的方向。 2、幾種典型電場的電場線 3、電場線的特點(diǎn) （1）假想的 （2）起----正電荷；無窮遠(yuǎn)處 止----負(fù)電荷；無窮遠(yuǎn)處 （3）不閉合 （4）不相交 （5）疏密----強(qiáng)弱 切線方向---場強(qiáng)方向 第一章 第4節(jié) 電勢能 電勢 一、電勢能 1、電勢能：電荷處于電場中時所具有的,由其在電場中的位置決定的能量稱為電勢能. 注意：系統(tǒng)性、相對性 2、電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系 3、電勢能大小的確定 電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢能為零處電場力所做的功 二、電勢 1.電勢：置于電場中某點(diǎn)的檢驗電荷具有的電勢能與其電量的比叫做該點(diǎn)的電勢 單位：伏特（V） 標(biāo)量 2.電勢的相對性 3.順著電場線的方向，電勢越來越低。 三、等勢面 1、等勢面：電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面。 2、等勢面的特點(diǎn) a:在同一等勢面的兩點(diǎn)間移動電荷，電場力不做功。 b:電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 c:電場線總是與等勢面垂直。 第一章 第5節(jié) 電勢差 電場力的功 一、電勢差：電勢差等于電場中兩點(diǎn)電勢的差值 二、電場力的功 電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān). 第一章 第6節(jié) 勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 一、場強(qiáng)與電勢的關(guān)系？ 結(jié)論：電勢與場強(qiáng)沒有直接關(guān)系！ 二、勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場方向距離的乘積 在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢. 推論：在勻強(qiáng)電場中，沿任意一個方向上，電勢降落都是均勻的，故在同一直線上間距相同的兩點(diǎn)間的電勢差相等。 第一章 第7節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 一、靜電平衡 1、靜電感應(yīng)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)凈剩電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng) 2、靜電平衡：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷的定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài) 3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn) （1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零 （2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面 （3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直，表面場強(qiáng)不一定為零 二、靜電屏蔽 三、尖端放電和避雷針 四、導(dǎo)體上電荷的分布 1、處于靜電平衡狀態(tài)的帶電導(dǎo)體，電荷分布在導(dǎo)體的外表面 2、處于靜電平衡狀態(tài)的帶電導(dǎo)體，越尖銳的位置，電荷的面密度越大 第一章 第8節(jié) 電容器、電容 一、電容器 1、電容器：任何兩個彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個電容器，貯藏電量和能量。兩個導(dǎo)體稱為電容器的兩極。 2、電容器的充電、放電. 二、電容 1、電容：C=Q/U，式中Q指每一個極板帶電量的絕對值 單位：法拉（F） 常用單位有微法（μF），皮法（pF） 2、平行板電容器的電容： 第一章 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 研究帶電粒子在電場中的運(yùn)動要注意以下三點(diǎn)： 1.帶電粒子受力特點(diǎn) 2.結(jié)合帶電粒子的受力和初速度分析其運(yùn)動性質(zhì) 3.注意選取合適的方法解決帶電粒子的運(yùn)動問題 一、帶電粒子在電場中的加速 例1、在真空中有一對帶電平行金屬板，板間電勢差為U，若一個質(zhì)量為m，帶正電電荷量為q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，計算它到達(dá)負(fù)極板時的速度。 二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 例2、如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)以初速度v0沿垂直場強(qiáng)方向射入，兩平行板的間距為d，兩板間的電勢差為U，金屬板長度為L，（1）若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場時的側(cè)移量。（2）若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場時的偏轉(zhuǎn)角度。 第二章 第一節(jié) 電流和電源 一、電流 1、電流：電荷的定向移動形成電流。 2、產(chǎn)生電流的條件 (1)導(dǎo)體中存在著能夠自由移動的電荷 金屬導(dǎo)體——自由電子 電解液——正、負(fù)離子 （2）導(dǎo)體兩端存在著電勢差 二、恒定電場和恒定電流 1、恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場 2、恒定電流: 大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。 三.電流（強(qiáng)度） 1、電流：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流，即： 單位：安培(A) 常用單位：毫安（mA）、微安（μA） 2、電流是標(biāo)量，但有方向規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向 注意: 1.在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反； 2.在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負(fù)離子走向移動方向相反,導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。 四、金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式 已知n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷的個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率 ，求通過導(dǎo)體的電流. 第二章 第二節(jié) 電流和電源 第二章 第三節(jié) 電功 電功率 焦耳定律 一、電功電功率 1.導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動，電場力所做的功稱為電功。適用于一切電路.包括純電阻和非純電阻電路. 2.電功率是描述電流做功快慢的物理量。 額定功率：是指用電器在額定電壓下工作時消耗的功率。 實際功率：是指用電器在實際電壓下工作時消耗的功率。 二、焦耳定律 1.焦耳定律：電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量Q=I 2Rt 此式也適用于任何電路，包括電動機(jī)等非純電阻發(fā)熱的計算.產(chǎn)生電熱的過程，是電流做功，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程 2、電功和電熱的關(guān)系 a.在純電阻電路中，電流做功，電能完全轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能.因而電功等于電熱，有： b.在非純電阻電路中，電流做功，電能除了一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其他形式的能.因而電功大于電熱，電功率大于電路的熱功率。.即有：W=UIt=E機(jī)、化+I2Rt或UI=I２R+P其他(P其他指除熱功率之外的其他形式能的功率) 第二章 第四節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 一、串聯(lián)電路 1.串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)： 2.串聯(lián)電路的性質(zhì)： 等效電阻： 電壓分配： 功率分配： 二、并聯(lián)電路 1.并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)： 2.并聯(lián)電路的性質(zhì)： 等效電阻： 電流分配： 功率分配： 第二章 第五節(jié) 串并聯(lián)電路的應(yīng)用 一、限流與分壓 1、限流電路 2、分壓電路 3、限流電路和分壓電路的比較 名稱/電路圖 （限流電路） （分壓電路） 電流調(diào)節(jié)范圍 電壓調(diào)節(jié)范圍 效果比較 當(dāng)R>>R0調(diào)節(jié)效果相當(dāng)差，一般適用于R與R0相差不多時 缺點(diǎn) 調(diào)節(jié)范圍小，在R>>R0時，調(diào)節(jié)效果差 電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在用電器正常工作時，電路消耗的功率較大，在R<>R0時，調(diào)節(jié)效果相當(dāng)好 二、電表的改裝 1、電流計 a.作用：測量微小電流和電壓 b. 三個主要參數(shù) ① 內(nèi)阻:電流計內(nèi)阻Rg ② 量程：滿偏電流 Ig ③ 滿偏電壓Ug c.電路圖符號： 2、將電流計改裝成電流表 3、將電流計改裝成電壓表 第二章 第六節(jié) 閉合電路的歐姆定律 一、電源 1、電源是一種把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置，能使其兩極間有電勢差. 2、電源的電動勢E a.定義式：E=W非/q b.電動勢是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，只由電源本身結(jié)構(gòu)特性決定，與電路無關(guān) c.數(shù)值上等于電源未接入電路(即斷路)時兩極間電壓，E=U斷，單位：伏. 二、電路 1.內(nèi)電路：電源兩極(不含兩極)以內(nèi)，電流從電源內(nèi)部通過時形成的通路，該通路上也有電阻被稱為內(nèi)電阻r 2.外電路：接在電源兩極(包括兩極)之間的所有元件線路總體，這部分的總電阻稱為外電阻R這部分兩端即電源兩極間的電壓稱為外電壓也叫路端電壓. 三.閉合電路歐姆定律 1、電路中電動勢與電壓的關(guān)系 Ε =U內(nèi) +U外 （普適） 2.閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比. I＝E/(R+r) 或Ε =IR+Ir 3.適用條件：純電阻電路