高中物理选修3-1_知识点总结-(修复的)

1物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。2．两种电荷1自然界中的电荷有2种,丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正荷（因为摩擦使温度升高使电子运动速度加快，丝绸对电子掌控力较强夺取玻璃棒上电子）；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．2同种电荷相斥，异种电荷相吸．3相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电．3．起电的方法1.摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．（正负电荷的分开与转移）2.接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．（电荷从物体的一部分转移到另一部分）3.感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．（电荷从一个物体转移到另一个物体）三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C，所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．）3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。4、电荷守恒定律表述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，电荷的总量保持不变。表述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。第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点2电荷。点电荷是一种理想化的物理模型。2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。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。rQQkF（静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2）注意1.定律成立条件：真空、点电荷2.静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2（库仑扭秤）3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值4.方向在它们的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸5.两个电荷间的库仑力是一对相互作用力三、库仑扭秤实验、控制变量法四、三点电荷平衡问题如图所示，在一条直线上的三点A、B、C，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹－异)(2)QAQB，QCQB(两大夹－小)(3)若QCQA则QB靠近QA(近小远大)解决方法是根据三点电荷合力（场强）均为零列方程求解。第一章第3节电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的1.电荷（带电体）周围存在着的一种物质。电场看不见又摸不着，但却是客观存在的一种特殊物质形态．其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用，这种力就叫电场力。2.试探电荷：用来检验电场性质的电荷。其电量很小（不影响原电场）；体积很小（可以当作质点）的电荷，也称点电荷。22112()CBQQkklll2212CAQQkkll3二、电场强度1、场源电荷2、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。qFE国际单位：1V/m=1N/C1电场强度是矢量。可合成。2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。即如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。3电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。3、三种电场强度计算公式的比较四、电场的叠加（平行四边形，或矢量三角形法则）在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。五、电场线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，2、电场线的特征1）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。42）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止无穷远处点电场线不是闭合曲线但是磁感线是。3）、电场线不会相交，也不会相切4）、电场线是假想的，但电场存在5）、带电粒子在电场中的运动轨迹之间无必然联系3、几种典型电场的电场线1）正、负点电荷的电场中电场线的分布1.离点电荷越近，电场线越密，场强越大2.以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。3正电荷周围电势全部为正数且越远越小，负电荷周围电势.全为负数且越远越大。2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点：a、两点电荷连线左到右E先从0变大再变小后变大。电势先从0增加再减到0再减到负数再增到0b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直，从下到上场强先增再减小。电势一直不变皆为0。3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：a、两点电荷连线中点O处场强为0。从左至右场强先从0增加再减小到0再增加再减小到0电势先从0增加再减小再增加再减小到0。b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，从下到上场强从0增加再减小到0再增加再减小到0，电势先从0增加再减小到0。4）、匀强电场特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行场内匀强，场外非匀强第一章第4，5节电势能电势电势差电场力的功一、电势置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是5描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。qE电单位：伏特（V）标量1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。但电势之差绝对。2：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的点电荷电势，与放不放电荷及放什么电荷无关。3：电势是标量：只有大小,无方向.(负电势表示该处电势比零电势处电势低.)4.顺着电场线的方向，电势越来越低。5.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)二、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。（1）计算式BAABU（初减末）（2）单位：伏特（V）（3）电势差是标量。其正负表示大小。三、电场力的功ABABqUW（初减末）电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置的延场强分量有关，与路径无关.四、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.注意：系统性、相对性电势能的变化与电场力做功的关系1）、电荷在电场中具有电势能电势能是标量。2）、电场力对电荷做正功，动能增加，电荷的电势能减小。反之亦然。3）、电势能是相对的，与零电势能面有关（常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零或把电荷在大地表面上电势能规定为零）但电势能之差绝对。4）、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五、等势面1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。2、等势面的特点a:等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功；电电电电电电）＝－－＝－（－＝EEEEEWABBAAB)(电势能为零的点点电＝AAWE6b:电场线总是由电势高的等势面指向低的等势面，任意两个等势面都不会相交；c:等差等势面越密的地方电场强度越大。总结电场力的功WAB＝-ΔEP＝qUAB（所有情况）电场力的功WAB＝qUAB＝-ΔEP＝qEd（匀强电场）第一章第6节电势差与电场强度，电势差关系结论：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EdU（通用）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的乘积dUEEdU（只用于匀强电场）1：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.在方向上电场强度是电势降低最快的方向.2：在匀强电场中，沿任意一个方向上，电势降落都是均匀的，故在同一直线间距相同的两点间的电势差相等。总结：E为0则Φ不一定0，但U为0。U为0则E不一定0，Φ一定相等。7第一章第7节静电现象的应用七、静电现象的应用1、静电平衡当导体不再有自由电子移动称静电平衡2、处于静电平衡状态导体的特点1）处于静电平衡状态导体内场强处处为零导体外场强不为0。2）处于静电平衡状态整个导体是个等势体，它的表面是等势面3）不一定要全封闭导体。3、静电平衡状态时导体的电荷分布1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷第一章第8节电容器的电容一、电容器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。两个导体称为电容器的两极。2．电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值3、电容器的充电、放电.充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.放电：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了。充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能二、电容1、电容：1）定义试：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值。C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值（不是两个）电容:是反映电容器本身容纳电荷本领的物理量，跟电容器是否带电无关．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F．常用单位有微法（μF），皮法（pF）1μF=10-6F，1pF=10-12F2、平行板电容器的（决定试）电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比．kdSC4是电介质的介电常数，k是静电8力常量；空气的介电常数最小。电容器始终接在电源上，电压不变；电容器充电后断开电源，带电量不变。三、当电容器负极板接地的时候电子向大地流动此时大地相当于负极板。第一章第9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：1.带电粒子受力特点2.结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质3.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例1、在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为U，若一个质量为m，带正电电荷量为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速度。二、带电粒子在电场中的偏转例2、如图所示，一个质量为m，电荷量为+q的粒子，从两平行板左侧中点以初速度v0沿垂直场强方向射入，两平行板的间距为d，两板间的电势差