山东新课标高中物理选修3-1知识点完整版

物理选修3-1知识点1/7静电场一、电荷1、电荷及其相互作用正电荷、负电荷；电荷量（电量C）；点电荷；元电荷（e）；比荷2、起电方式及实质摩擦起电；接触起电；感应起电实质：电子的得失或转移3、电荷守恒电荷守恒定律；中和原理；电量平分原理4、库仑定律5、几种特殊电荷的电场线6、思考题：物体不带电是否意味着物体中没有电荷；物体带电的本质是什么；电荷守恒定律的体现；库仑定律适用范围二、电场电场力的性质1、电场定义：电场是电荷周围存在的特殊物质。静止电荷产生静电场。2、电场性质：对放入其中的电荷有力的作用。3、电场强度：1）E=F/q，试探电荷2）矢量性，方向3）点电荷电场E=kQ/r2，场源点荷4）匀强电场E=Uab/d5）唯一性和固定性4、电场线：表示场强大小方向的假想线。特点：1）切线方向，疏密；2）不相交，不相切；3）起点和终点，不闭合；4）不表示运动轨迹。5、判断场强大小的方法6、场强叠加7、匀强电场：大小相等、方向相同；电场线物理选修3-1知识点2/7电场能的性质1、电势能1）定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。2）标量；相对性；零势能点（大地或无穷远）3）计算方法：w=qu,u=Ed2、电势1）定义U=W/q，U=Ed（单位V=J/C）2）物理意义：反映电场中能的性质3）相对性，标量4）判断高低：沿着电场线方向电势降低最快5）唯一性和固定性3、等势面1）定义：电势相等的点构成的面2）意义：表示电势的高低3）特点：同一等势面上不做功；跟电场线垂直；电场线指向电势低的等势面；疏密4、电势差1）定义：电荷在电场中由一点移动到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值2）表达式：UAB=WAB/q,适用于一切电场；UAC=UAB+UBC3）与试探电荷无关，与零点势无关4）匀强电场U=Ed5、电势差与场强关系三、电容1、静电平衡1）定义：导体没有自由电子定向移动的状态；实质是外电场和感应电荷产生的电物理选修3-1知识点3/7场所叠加的和场强为零。2）特点：导体内部场强处处为零；导体是等势体；净电荷只存在于导体的外表面，内部没有净电荷，越尖锐的地方面密度越大；导体表面场强不为零，方向与该点切面垂直。2、尖端放电1）空气电离；2）尖端放电；3）避雷针；4）防止3、静电屏蔽1）接地空腔导体腔外和腔内的电场互不影响。2）不接地空腔导体外电场不影响内电场，但内电场影响外电场。4、电容器1）带电特点：等量异号2）电容物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。C=Q/U=ΔQ/ΔU3）平行平板电容器的电容决定式：C=εS/4πkd.由其本身性质决定4）判断U的变化（验电器张开的角度），这里一般是Q保持不变，根据C的变化判断U的变化；判断Q的变化（电路中通过某电阻的电荷量），先判断出电压（包括正负），再由C求出Q的变化（可能加（电压前后不同正负）可能减（电压前后同正负））；判断电流的方向（即判断电荷移动方向，同2-2，但注意电流方向是正电荷移动的方向）；判断场强E的变化（E=U/d）5）电容作为匀强电场E=U/dF=Eq=ma加速电场：匀加速直线运动，动能定理Uq=∆Ek。应用：直线加速器偏转电场：平抛：两个方向的位移公式和速度公式（末速度比可以求角度）；相似三角形；tanα=2tanθ斜抛：把初速度也分解到两方向即可应用：分离粒子，示波管注意：恰好从边缘射出；恰好以θ角射出；为使粒子不打到两极板复合电场：既有电场又有磁场，可根据电荷需要平行射出判断电场和磁场的方向。应用：速度选择器，电磁流量计，磁强计（霍尔效应）物理选修3-1知识点4/7既有电场又有重力场电场磁场加重力场注意：都需要先看清楚是否考虑重力；懂得如何充放电电路一、三大定律1、电流1）电荷的定向移动形成电流。热运动不形成电流2）条件：自由电荷；电压；3）方向：正电荷移动的方向4）直流电是指流向不变的电流；恒定电流是指方向和大小都不变的电流5）电流强度：定义式I=Q/t；微观表达式I=qnSvt/t(金属导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，只适用于金属导体)；单位是安培（A=C/s）2、电压1）电动势和内阻2）路端电压和内电阻3）路端电压和负载电阻的关系4）路端电压和负载电流的关系3、电阻定律1）电阻：定义式R=U/I，单位是欧姆2）电阻定律：导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积成反比；R=ρL/s此为电阻的决定式3）电阻率：反映材料导电性的量，单位是欧姆米，简称欧米物理选修3-1知识点5/74）金属的电阻率随温度的升高而增大；合金电阻率几乎不随温度变化；超导体4、欧姆定律1）定义：导体两端的电流I跟导体两端的电压成正比，跟导体两端的电阻成反比。2）公式：I=U/R3）只适用于纯电阻电路4）伏安特性曲线：导体中的电流随导体两端的电压U变化的图线。I-U或U-I注意二者斜率的区别；符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性曲线的元件叫做线性元件。5、焦耳定律1）电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是电流所做的功。2）公式：W=qU=UIt，适用于恒定电流电路；单位焦耳（J）3）电功率：电流做功的快慢；P=W/t=UI；单位瓦特（W）；额定功率，实际功率4）焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积。Q=I2Rt思考：电功和电热的关系；二、串并联、电阻的测量、电压表和电流表1）串并联公式2）电阻的测量：按照被测电阻的分类可分为，定值电阻、电源的内阻、电表内阻、金属丝的电阻率；测量方法有伏安法、欧姆表测电阻、半偏法（串联或并联）、替代法、比例法。3）伏安法测电阻分为内接法（电流表内接）、外接法（电流表外接），内大外小；内接法测大电阻，外接法测小电阻（大小是跟电压表的内阻作比较）；试探法，电阻阻值未知时，电压表读数变化明显，外接，电流表读数变化明显，内接。欧姆表测量法：只能进行粗测;红黑表笔：红进黑出（红的接“+”黑的接“-”）；使用：机械调零，选档，欧姆调零，测量，换挡，欧姆调零，测量，调off或电压档电阻率是材料本身的属性，跟长度和横截面积都无关（电阻却有关）；电阻率只跟温度有关：一般随温度升高电阻率变大，半导体是随温度升高电阻率减小，超导是在绝对零度时电阻率为零纯金属的电阻率比合金小，即合金的电阻率大于所含任意金属的电阻率。4）半偏法：电流半偏法测电流表的内阻和电压半偏法测电压表的内阻，前者小于真实物理选修3-1知识点6/7值，后者大于真实值。5）比例法6）电压表：表头G串联分压电阻组成，Ug=IgRg，满偏电流，满偏电压；分压电阻R=URRg/Ug=（n-1）Rg，n=U/Ug（量程扩大倍数n）7）电流表：表头G并联电阻R组成，n=I/Ig,R=IgRg/IR=Rg/(n-1)三、闭合电路的欧姆定律磁场一、磁场、磁感应强度1、磁现象1）磁体能够吸引铁质物质的性质2）磁极2、磁场1）磁体周围存在磁场；通电导体周围也存在磁场（奥斯特）2）磁现象的电本质：分子电流假说（安培）；一切磁现象都源于运动电荷3）磁极与磁极、磁场和电流、电流和电流之间的相互作用通过磁场发生4）磁感线：假想线，切线方向；磁体内外的磁感线方向；疏密程度；安培定则（判断通电导体的磁场方向）；闭合，不交叉、不相切3、磁感应强度1）定义式：B=F/IL；矢量，单位是特斯拉（T）2）匀强磁场3）磁通量φ=BScosθ，B=φ/S，因此磁感应强度又叫磁通密度4、地磁场1）N级在地球南极附近2）水平分量，竖直分量3）赤道平面二、磁场对电流的作用物理选修3-1知识点7/71、安培力1）大小计算：F=BILsinθ，适用于匀强磁场2）方向：左手定则；同向电流相互吸引2、电流表的工作原理三、磁场对运动电荷的作用1、洛伦兹力1）定义：磁场对运动电荷的作用力2）F=qvBsinθ；洛伦兹力和安培力的关系3）方向：左手定则2、带电粒子在匀强磁场中的运动1）匀速直线运动2）匀速圆周运动3）洛伦兹力对电子不做功3、质谱仪和回旋加速器四、带电粒子在复合场中的运动带电粒子在组合场中的运动