物理选修3-1知识点归纳(鲁科版)

..物理选修3-1知识点归纳(鲁科版)第一章静电场第1节静电现象与微观解释1.电荷、电荷守恒定律：（1）两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（2）元电荷：元电荷是物体带电的基本电荷量，C101.6e-19，所有带电体的电荷量等于e的整数倍。（3）使物体带电的三种方式：①摩擦起电：由于相互摩擦的物体间电子的得失使物体分别带上了等量异种电荷。②感应起电：指的是利用静电感应使物体带电的方式。③接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带体的导体也带上电荷的方法．两个完全相同的金属球，其中一个带电，与另外一个接触后分开，则两球所带的电量相同，这个称为电荷均分定律．若两球开始带异种电荷，当它们接触时，先进行中和，再电量均分。（4）起电的实质：无论是哪种起电方法，都不是创造了电荷，而是使物体中的电荷进行再分配。（5）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在转移过程中，电荷的总量保持不变。第2节静电力库仑定律1.点电荷的电场力大小：真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（1）成立条件：①真空中（空气中也近似成立）②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。（2）库仑定律：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量1Q、2Q的乘积成正比，跟它们的距离r二次成反比。作用力的方向沿着它们的连线。两种电荷相斥、异种电荷相吸。221rQQkF，229/100.9CmNk。（3）静电力叠加原理：对于两个以上的点电荷，其中第一个点电所受的总的静电力，等于其点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。2.电场：电荷周围存在场，电荷的相比不可能超越距离，是通过场传递的，这种场称为电场。3.电场力：电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。4.试探电荷：放入电场电荷的电荷量应足够小，以免这个电荷引入影响将要研究的电场。同时这个电荷的线度必须足够小（可以视为点电荷），这样才能确定电场中各点的性质。满足这样条件的电荷叫做试探电荷。第3节电场及描述1.电场、电场强度：（1）电场：电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种物质形态。（2）电场强度：①定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。②定义式：qFE/a.这是电场强度的定义式，适用于任何电场。b.其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。c.电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（3）点电荷的场强公式：由库仑定律和电场强度的定义可得点电荷的场强公式为2rQkE。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。2.电场线：电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，此曲线叫电场线。3.电场线的特点：（1）电场线是起源于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处的有源线。（2）电场线不闭合，不相交相叨，不间断的曲线。（3）电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密的地方场强大，电场线稀的地方场强小。（4）场线不表示电荷在电场中的运动轨迹，也不是客观存在的曲线，而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线。（5）在满足下列三个条件的情况下，电荷才可以沿电场线运动。①电场线是直线;②电荷初速度方向和电场线在同一直线上;③电荷不受其它力。4.匀强电场：在电场的某一区域，如果场强的大小和方向都相同，这个区域的电场叫匀强电场，匀强电场的电场线是平行等距的直线。5.几种典型的电场线分布：（1）孤立正负点电荷第2页共8页（2）等量异种电荷（3）等量同种电荷（4）匀强电场（5）电偶极子：两个相距很近的选题异种电荷组成的系统叫做电偶极子。第4节电场中的导体1.静电平衡：导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。处于静电平衡的导体，内部电场强度处处为零。2.静电屏蔽：处于静电平衡状态的导体，电荷只分布异体的外表面上，如果这个导体是中空的，当它达到静电平衡时，内部也将没有电场。这样，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。第二章电势能与电势差第1节电场力做功与电势能1.电场力对点电荷做功：qEdW。2.电势能：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。第2节电势与等势面1.电势：电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势。2.等势面：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。第3节电势差1.电势差：设电场中A点的电势为A，B点的电势为B则BAABU，电势在电路中也称为电压，用符号U表示。2.电场强度与电势差的关系：dUEAB/3.在匀强电场中电势差与电场强度的关系为：沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积，即U=Ed或dUE/，其中d为沿场强方向的两点间的距离。第4节电容器电容1.电容器：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器。电容用符号C表示：。（1）电容器：两个互相靠近又彼此绝缘的导体组成电容器。（2）电容器的充、放电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫充电。充电的过程是将电场能储存在电容器中。使充电后的电容器失去电荷的过程叫放电。放电的过程是储存在电容器中的电场能转化为其它形式的能。电容器的带电量是指其中一个极板所带电量的绝对值。2.电容器以及有关性质：（1）电容：电容器所带电量与两极板间电压的比值叫电容，定义式：abUQC/.电容器的电容只取决于电容器本身，与Q和U都无关。（2）电容的单位为法拉，简称法，符号为F，pF10μF101F126。（3）电容的物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于使电容器两极间电压增加1V所需要的电量。3.平行板电容器的电容：跟两极板间的介质的介电常数成正比，跟两极板的正对面积成正比，跟两极板间距离成反比，用公式表示kdSC4。4.带电粒子的加速：（1）运动状态：带电粒子沿与电场平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀变速直线运动。（2）功能关系：电场力的功等于带电粒子动能的变化，即：2022121mvmvqU。5.带电粒子的偏转（匀强电场中）（1）运动状态：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场时，受到恒定的与初速方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动（类平抛运动）.（2）偏转问题的数学处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成和分解的知识。..第三章恒定电流第1节电流1.电流的一层含义：（1）大量自由电荷定向移动形成电流的现象；（2）物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因，电压是形成电流的外因2.电流的另一层含义：（1）意义：表示电流强弱的物理量（2）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫电流。（3）公式：tQI/（定义式）（4）单位：安培（A）毫安（mA）微安（μA）（5）是标量，方向规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向（6）方向不随时间而改变的电流叫直流电：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。3.电流的速度：导线中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流。三个条件：有闭合的回路，回路存在自由电荷，有电压。电流的速度并不是电子的运动速度，而是电场的传播速度，它等于电磁波的速度sm/100.38。4.电流的微观表达式：I=nqSv，n—单位体积内电荷数，q—自由电荷量，S—导体的横截面v—电荷定向移动的速率第2节电阻1.电阻：导线对电流的阻碍作用称为电阻，表示物体导电性能好坏的物理量。2.电阻定律：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关，这就是电阻定律。写成公式是：SlR（适用条件：温度不变时粗细均匀的金属导体，浓度均匀的电解液。）应用：滑线变阻器等。是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率，表示材料导电性能好坏的物理量。R、l、S的单位分别是、m、2m，的单位是m。事实上，导线的电阻不公与其长度、横截面积和材料有关，而且还与导线的温度有关。单位：兆欧（kΩ），千欧（kΩ），欧姆（Ω）3.半导体：（1）导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体。（2）电阻率的范围在：mΩ10—1065之间，其电阻率随温度的升高而减小。（3）半导体材料的电阻率随温度的增加而减小，称为半导体的热敏特性；半导体材料的电阻率随光照射而减小，称为半导体的光敏特性；半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。用半导体材料的特性，常制作成半导体传感器、热敏电阻、光敏电阻等；利用半导体的导电特性，常制作晶体二极管，晶体三级管等电子器件，由半导体等电子器件制作成集成电路，起大规模集成电路，推动着计算机的快速发展。4.超导体：（1）超导现象是指某些物质的温度降到绝对零度附近时，其电阻率会突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物体叫超导体。（2）材料由正常状态转变为超导状态的温度，称为转变温度。不同的材料有不同的转变温度，超导技术包括高温超导材料的研究和对这些材料的实用研究。（3）了解超导现象的应用和发展前景，如超导输电；超导发电机、电动机、磁悬浮列车、超导磁铁、回旋加速器；超级计算机等。超导应用的主要障碍是低温的获得，超导材料的研究主要是如何获得常温下的超导材料。5.伏安特性曲线：是一条过原点的直线，电阻是线性元件。如图所示：221111tgRtgR第3节焦耳定律1.电功：当接通电路时，电路内就建立起了电场，自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，称为电功。2.电功的大小：电路两端的电压为U，在时间t内通过电路任一横截面的电量为q，则电功的大小为：UqW，因为tIq所以tIUW。3.电功率：单位时间内电流所做的功。UItWP4.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。用公式表示就是：RtIQ2。在只含电阻的纯电阻电路中，由IRU可推得：tRUQ2第4节串联电路与并联电路1.串联电路：如果电路的元件顺次串接起来，这个电路就是串联电路。（1）特点：①串联电路中，各处的电流相等：nIIII21②串联电路的总电压等于和部分电压之和：nUUUU21（2）性质：第4页共8页①等效总电阻为各电阻阻值1R，2R，…nR总和：nRRRR21。②电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比：IRURURUnn2211，串联电路中的第一个电阻都要分担一部分电压，电阻越大，它分担的电压就越多。串联电阻的这种作用称为串联电路的分压作用。（3）功率的分配关系为：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比：22211IRPRPRPnn2.并联电路：将电路的元件并列地连接起来，这个电路就是并联电路。（1）特点：①并联电路中各支路的电压相等：nUUUU21②并联电路的总电流等于各支路电流之和：nIIII21（2）性质：①并联电路的等效总电阻R与千去路的电阻1R，2R…nR的关系是：nRRRR111121②并联电路的电流分配关系是：通过各个去路电阻的电流跟它们的阻值成反：URIRIRInn2211③并联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值