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文檔簡介

1、.高中物理電學知識總結第一單元 庫侖定律 電場強度一:電荷 庫侖定律1、自然界存在兩種電荷: 和 。2、元電荷:電荷量為1.610-19C電荷,叫 。3、電荷守恒定律:電荷既不能被 ,也不能被 ,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分。4、庫侖定律: 內容:在真空中的兩個點電荷的作用力跟它們的電量的乘積成 ,跟它們之間距離的平方成 ,作用力的方向在它們的邊線上。 公式: ,其中k=9109Nm2/C2,叫靜電力常量。 適用條件: 。 點電荷:如果帶電體間的距離比它們的大小大得多,以致帶電體的 對相互作用力的影響可以忽略不計,這樣的帶電體可以看成點電荷。與帶電體本身大

2、小無關。二:電場 電場強度1、電場:帶電體周圍存在的一種特殊物質,(其特殊性表現在不是由分子原子組成的,看不見摸不著),是電荷間 的媒介,電場是客觀存在的,電場具有 的特性和 的特性。電場的基本特性之一,是對放入其中的電荷有 的作用。2、電場強度E:在電場中放入一個試探電荷q,它所受到的電場力F跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強度。定義式: ,單位 。場強是 量,規定電場強度E的方向為 所受的電場力的方向。負電荷所受電場力方向則與場強E的方向 。注意:E與試探電荷的電量 關,與它所受的電場力也 關。由 決定。三:電場線 勻強電場1、電場線:為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向,在電場

3、中畫出一系列曲線,曲線上各點的 表示該點的場強方向,曲線的 表示電場的強弱。2、電場線的特點: 電場線是為了形象地描述 而假想的、實際上不存在的 。 始于 (或無窮遠),終于 (或無窮遠),不 。 任意兩條電場線都不 。如果平行則等距,不會平行而不等距。 電場線的疏密表示表示 ,某點的切線方向表示該點的 。它不表示電荷在電場中的運動軌跡。盡管二者可能是重合的,那也是一種巧合,不是應有的規律。 沿電場線方向,電勢 。電場線從高等勢面(線)指向低等勢面(線)。3、要熟悉以下幾種典型電場的電場線分布:孤立正負點電荷;等量異種點電荷;等量同種點電荷;勻強電場;帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場。4、正

4、負點電荷Q在真空中形成的電場是非勻強電場,場強的計算公式是 。5、勻強電場:場強方向處處 ,場強大小處處 的區域稱為勻強電場。勻強電場的電場線是 、平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩板之間除邊緣外的電場就是 。答案:一:正電荷 負電荷 元電荷 整數倍 創造 消滅 正比 反比 F=kQ1Q2/r2 真空中的點電荷 體積 二:相互作用力 力 能 電場力 E=F/q 伏/米 矢 正電荷 相反 無 無 電場本身的性質三:切線方向 疏密 電場的分布 一簇曲線 正電荷 負電荷 閉合 相交 場強的大小 場強的方向 降低 E=kQ/ r2 相同 相等 等距的平行線 勻強電場第二單元 電勢能 電勢差 電場

5、中的導體一:電勢差和電勢1、電勢差: 引入電勢差是從 的觀點來研究電場的性質,或者說是為了描述電場的 性質而引入。 定義和定義式:電荷在電場中,由一點A移到另一點B時, 與 的比值WAB/q,叫做A、B兩點間的電勢差,用UAB表示,其定義式為 。 物理意義:A、B兩點間的電勢差在數值上等于 。 單位及1伏的定義:電勢差的單位為導出單位,在國際單位制中為 ,簡稱 。國際單位制中的單位符號為 。1伏= 。即如果 正電荷在電場中由一點移到另一點,電場力所做的功為1焦,則這兩點間的電勢差就是 伏。注意:電勢差為標量;電勢差UAB與電場力對電荷做的功WAB ,與電荷所帶電量q 。電勢差是由 決定的,與初

6、、末位置有關。2、電勢 電勢實質上是 的電勢差。即電場中某點的電勢在數值上等于 零電勢點時電場力所做的功。 電勢的單位:電勢通常用 表示,其單位與電勢差單位相同,都是 ,國際符號是 。 電勢的正負號的物理意義:電勢是標量,只有大小,沒有方向,運算規則不是平行四邊形定則,而是代數規則。它的正表示 ,負則表示 。 電勢的相對性及電勢差的絕對性:電勢具有相對性,同一點的電勢會隨 的不同而不同,因此說某點的電勢的高低,應相對于一個零電勢點,通常認為 電勢為零。注意:兩點的電勢差卻是絕對的,不會隨零電勢點的不同而不同。(類比兩點的高度差)。 電勢與電勢差的關系:UAB= 如果UAB0,即AB 則表示A點

7、電勢 B點電勢。如果UAB0,即AP額,用電器可能燒壞。答案:一:電荷;電荷;電勢差(電壓);時間;I=Q/t;I=nqvs;定向移動的速率;正電荷;負電荷;正極;負極;負極;正極二:L/s;導電性能的好壞;溫度;增大;減小;歐米(m);超導;轉變(或臨界);減小;半導體;熱敏;光敏三:電壓;電阻;U/R;金屬導體;電解質溶液導電;同一段;UI;I2R;正;反;額定電壓;額定功率;U額I額 第五單元 閉合電路歐姆定律 一:電動勢1、電源:把其它形式的能轉化為 的裝置。2、電源的電動勢E:表征電源 的本領。在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的 ;閉合電路中等于 ,即E= 。3、電源內阻r:電流

8、通過內電路時也受阻礙作用,阻礙的強弱用內阻表示。4、電源給定后一般認為E、r不變,但電池用久后,E會 (但很不明顯),r會 。二:閉合電路歐姆定律1、內容:閉合電路中的電流強度跟電源的 成正比,跟內外電路中 成反比。2、公式: 。3、路端電壓:電路兩端的電壓,即電源的輸出電壓U= 。討論:R增大,I ,U ,當R增大到無窮大(斷路)時,I= ,U= 。R減小,I ,U ,當R減小到零(短路)時,I= ,U= 。 三:閉合電路中的幾個功率閉合電路的歐姆定律就是能的轉化和守恒定律在閉合電路中的反映。就象愣次定律就是能的轉化和守恒在電磁感應現象中的反映。由E=U+U可得:EI= 或Eit= .1、電

9、源的總功率:P總= =UI+UI=P出+P內。若外電路是純電阻電路,還有P總=I2(R+r)= .2、電源內部消耗的功率:P內= =UI=P總-P出。3、電源的輸出功率:P出= = = 。若外電路為純電阻電路,還有P出= 。由I=E/(R+r)t得P出=E2R/(R+r)2=E2/(R-r)2/R+4r,可見,當R=r(內外電阻相等)時,P出 ,且最大值為P出= ,由P出-R圖象(請自己畫出)可知:當Rr時,R增大時,P出 。4、電源的效率,所以當R增大時,效率 。當R=r,電源有最大輸出功率時,效率僅為 ,效率并不高。這不是我們使用電源的目的。四:電源的U-I圖象及其應用閉合電路的中U-I圖

10、象,(請自己畫出)由于路端電壓U=E-Ir,知U是I的一次函數,為一條不過原點的在U、I軸上均有截距的直線。由圖可知:1、路端電壓U隨I的增大而 。2、在I=0(開始)時,縱軸上截距為 。3、在U=0(短跑)時,橫軸上截距為 。4、圖象的斜率的絕對值為 ,一般地r= 。5、圖象上任一點對應的U、I的比值為此時外電路的電阻R,R= 。答案:一:電能; 把其它形式的能轉化為電能; 電壓; 內電壓與外電壓之和;U外+U內;減小;增大二:電動勢;電阻之和;I=E/(R+r);E-Ir;變小;增大;0;E;增大;減小;E/r;0三:UI+UI;UIt+UIt;EI;E2/(R+r);I2r;UI;EI-

11、I2r;P總-P內;I2R;最大;E2/4r; 增大;減小;增大;50%四:減小;電源的電動勢;短跑電流;電源的內阻;U/I;U0/I0第六單元 電表 電阻的測量一:電表的改裝1、表頭 構造:常用的表頭主要由 和放入永磁體磁場中的可轉動的 (又叫電樞)組成。表頭測量電流、電壓的原理:當線圈有電流通過時,線圈在 作用下帶著指針一起偏轉。電流越大, 越大,電流與偏轉角一一對應,由指針所指的位置在刻度盤上直接讀出電流值。如果刻度盤上標有電壓值,也可直接讀出電壓。2、表頭滿偏值 電流表(表頭)的內阻:電流表G的內電阻Rg叫做電流表的內阻。 滿偏電壓:Ug指的是電流表所能測量的 ,即量程。 滿偏電流:I

12、g指的是電流表所能測量的 ,即量程。注意:Rg、Ug、Ig滿足歐姆定律,即 。3、電流表改裝大量程的電壓表:電流表G串聯一個電阻(阻值為R)后改裝成量程為U的電壓表,U滿足:U=Ig(Rg+R),顯然R越大,改裝表的量程 。電壓擴大量程的擴大倍數N=U/Ug,分壓電阻R= Rg。4、電流表G改裝成大量程的電流表:電流表G并聯一個電阻(阻值為R)后,改裝為大量程的電流表,新表的量程I滿足:IgRg= ,即I=(1+Rg/R)顯然R越小,改裝表的量程 。上式也可以表示為R=Rg/(N-1),其中N為 ,即電流表擴大量程的倍數。二:伏安法測電阻1、原理:R=U/I,其中U為被測電阻兩端電壓,I為流經

13、 的電流。2、兩種方法:內接法和外接法 內接法:電路形式(自己畫出),誤差:R測=Uv/IA= = Rx。適用條件:當RxRA時,即內接法適用于測量 。 外接法:電路形式(自己畫出),誤差:R測=Uv/IA= ,即R測IV時,即當Rx RV時,R測與Rx的真實值很接近,則可知外接法適用于測量 。3、選擇測量電路的原則 當被測電阻Rx的大約阻值以及電壓表和電流表內阻Rv、RA已知時,若Rx2RvRA時,應該用 ;若Rx2RvRA時,則用 。當Rx的大約阻值未知時,采用試測法,將電流表、電壓表及被測電阻Rx連成試測法所用的電路(自己補畫出電路),若試接觸點接在外接法處時兩表示數為(U1,I1)當試

14、接觸點接在內接法處時兩表示數為(U2,I2)。若,即 示數變化明顯,宜用電流表 。若,即 示數變化明顯,宜用電流表 。三:歐姆表1、歐姆表主要由內阻為Rg、滿偏電流Ig的電流計G、電池、 組成,自己畫出電路圖。2、紅、黑表筆短接時,待測電阻Rx=0,調零,使指針滿偏,Ig=E/(Rg+Ro+r),紅、黑表筆斷開時,Rx,I= .紅、黑表筆間接入電阻Rx時,I=E/(Rg+Ro+r+Rx),所以Rx與電流I一一對應。3、歐姆表的刻度 ,刻度順序與電流表、電壓表的刻度順序 。4、注意事項: 使用前進行 調零,使指針指在 的零刻度。 要使被測電阻與其它元件和電源 ,不能用手接觸表筆的 。 合理選擇量

15、程,使指針盡量指在 附近。 使用歐姆擋的另一量程時,一定要重新進行 調零,然后再測量。 讀數時,應將表針示數乘以選擇開關所指的 。 測量完畢,拔出表筆,開關置于 或 ,若長期不用,取出電池。答案:一:永磁鐵;線圈;磁場力;偏角;最大電壓;最大電流;IgRg;越大;(N-1);(I-Ig)R 越大;I/Ig二:被測電阻;(Ux+UA)/I;Rx+RA;大電阻;RxRv/( Rx+Rv);小電阻;內接法; 外接法;電壓表;外接法;電流表;內接法三:調零電阻;0;不均勻;相反;機械;電流擋表盤;斷開;金屬桿;中間位置; 電阻(或歐姆);倍數;交流電壓最高擋;OFF擋第七單元 磁感應強度 安培力一:磁

16、場1、磁體周圍存在磁場, 實驗表明,通電導體周圍也存在著磁場,磁場是一種物質。2、磁現象的電本質: 安培分子的電流假說認為,在原子、分子等物質微粒內部存在著 , 使每一個物質微粒都成為一個微小的磁體。 分子電流實際上是由 形成的。 磁現象的電本質:一切磁現象都是起源于 。3、磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的相互作用是通過 發生的。4、磁場方向:規定在磁場中任一點小磁針 受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向。5、磁感線: 定義:在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的 表示該位置的磁場方向,曲線的 能定性地表示磁場的弱強,這一系列曲線稱為磁感線。它是為了形象地描述磁場

17、在空間的分布情況而人為假設的有向曲線。 電流(包括直線電流、環形電流、通電螺線管)周圍的磁感線方向與電流方向的關系,可以由 來判定。 磁感線的特點:磁感線都是閉合曲線,且不能 。二:磁感應強度1、磁場最基本的性質之一是對放入其中的電流有 的作用,電流垂直于磁場時所受磁場力 ,電流與磁場平行是地,磁場力等于 。在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線和,受到的磁場力F與電流I和導線長度L的乘積的比值叫做通電直導線所在處的磁感應強度,定義式為:B= 。磁感應強度的方向就是該位置的 方向。2、勻強磁場:若某個區域里磁感應強度大小 ,方向 ,那么這個區域的磁場叫做勻強磁場,距離很近的兩個異名磁極之間(除邊緣

18、之外)、長直密繞通電螺線管內部(除兩端之外)都可以認為是勻強磁場,勻強磁場中的磁感線是 的直線。三:安培力1、安培力大小的計算 通電直導線垂直于磁場方向時F= 。 通電直導線平行于磁場方向時F= 。2、安培力方向的判斷 通電直導線所受的安培力F的方向,磁場(磁感應強度)B的方向及電流I的方向之間的關系可以用 。 安培力F的方向既與 的方向垂直,又與 的方向垂直,即F總是垂直于 所決定的平面。答案:一:奧斯特;分子電流;分子電流;原子內部電子的運動;電荷的運動;磁場;N極; 切線方向;疏密;安培定則;相交二:磁場力;最大;零;F/IL;磁場;處處相等;都相同;平行等距三:BIL;0;左手定則;磁

19、感應強度B;電流I;B和I第八單元 磁場對運動電荷的作用一:洛倫茲力1、定義:磁場對 的作用力通常叫洛倫茲力。2、大小: 當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直時,洛倫茲力的大小為 。 當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時,洛倫茲力的大小為 。 只有 電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力的作用, 電荷在磁場中受到的磁場對它的作用力一定是零。3、洛倫茲力的方向 運動電荷在磁場中所受的洛倫茲力的方向可用 來判定:伸開左手,讓磁感線垂直穿過手心,四指指向 的運動方向(或 運動的反方向), 所指的方向就是運動電荷所受的洛倫茲力的方向。 洛倫茲力的方向總是垂直于 和 所在的平面,但V和B不一定垂直。4、洛倫茲力

20、與安培力的關系 是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的 。 一定不做功,但 卻可以做功。二:帶電粒子在勻強磁場中運動(不計重力)1、若VB,帶電粒子以速度V做 運動(此情況下洛倫茲力為零)。2、若VB,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內以入射速度V做 運動。 向心力由洛倫茲力提供: =mV2/R. 軌道半徑公式:R= 。 周期:T= = 。頻率:f=1/T= ,角速度:=2/T= 。說明:T、f和的兩個特點: T、f和的大小與軌道半徑R和運行速率V無關,只與 和 有關。 比荷q/m相同的帶電粒子,在同樣的勻強磁場中,T、f和均 。三:本節知識在生活中

21、的應用實例1、質譜儀:是測量帶電粒子的 和分析 的重要工具。從譜線的位置就可以知道圓周的 ,如果再知道粒子的帶電量q,就可以計算出粒子的質量。2、回旋加速器:帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動時,其周期T= ,與運動速率V和半徑R ,對于一定的帶電粒子和一定的磁感應強度來說,這個周期是 。這是回旋加速器能賴以工作的基礎,利用磁場使帶電粒子偏轉,利用交變電場使帶電粒子 ,只要交變電場的周期 帶電粒子做圓周運動的周期,帶電粒子每運動 就可以被加速一次,這樣經過多次加速,帶電粒子可以達到很高的能量。答案:一:運動電荷;qvB;0;運動;靜止;左手定則;正電荷;負電荷;大姆指;速度V; 磁場;洛倫茲力;宏

22、觀表現;洛倫茲力;安培力二:勻速直線;勻速圓周;qvB;mv/qB;2R/V;2m/qB;qB/2m;qB/m;電荷的電量q;質量m;相同第九單元 電磁感應 愣次定律一:磁通量1、磁通量表示穿過磁場中某個面積的磁感線條數,其大小的計算公式是=BS,該式只適用于勻強磁場的情況,且式中的S為 面積,的單位是 。2、由于B=/S,所以B也可以稱為 ,它表示磁感應強度等于 磁通量。3、/t叫磁通量的變化率,它反映磁通量 。二:電磁感應現象1、利用 產生電流的現象叫電磁感應現象,產生的電流叫感應電流。2、產生感應電流的條件:只要穿過閉合回路的 發生變化,回路中就有感應電流產生。3、引起磁通量變化的幾種情

23、況 閉合電路處的磁感應強度大小發生變化。 閉合電路的 發生變化。 線圈平面與磁場方向的 發生變化。4、產生感應電動勢的條件無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面所包圍面積的 發生變化,線圈中就產生感應電動勢,產生感應電動勢的那部分導體相當于 ,其電阻就相當于電源的內電阻。三:感應電流方向的判斷1、右手定則:伸開右手,使姆指與四指在 內且跟四指垂直,讓磁感線 穿入手心,使姆指指向導體的 ,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。2、愣次定律:感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總是要 。 是判斷感應電流的一般法則,而 只適用于判斷閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動產生感應電流的方向。當導體做

24、切割磁感線運動時,用右手定則判斷感應電流的方向與用愣次定律來判斷,其結果是一定的。說明:感應電流的磁場不總是與原磁場方向相反,只在磁通量 時兩者才相反,而在磁通量 時兩者是同向的。另外,“阻礙”不是“阻止”,而是“延緩”,電路中的磁通量還是在變化的,只不過變化的慢了。答案:一:平面在垂直于B的方向上的投影;韋伯;磁通密度;垂直于磁場方向上單位面積; 變化的快慢;二:磁場;磁通量;面積;夾角;磁通量;電源三:同一個平面;垂直;運動方向;阻礙引起感應電流的磁通量變化;愣次定律; 右手定則;增大;減小第十單元 法拉第電磁感應定律 自感一:感應電動勢的大小1、感應電動勢:在 現現象中產生的電動勢叫感應

25、電動勢,產生感應電動勢的部分導體相當于 。其電阻就相當于電源的內阻。2、法拉第電磁感應定律 內容:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的 成正比。 表達式:E= 。若僅由磁場變化引起,則表達式右寫為 ;若僅由回路的面積變化引起,則表達式可寫為 。由以上各式求得的E指的是t時間內感應電動勢的 。3、導體切割磁感線運動產生的感應電動勢 導體各點以相同的速度在勻強磁場中垂直切割(即B、L、v兩兩垂直)時,感應電動勢的大小為E= 。若切割的速度是平均速度,則E為 ;若切割的速度為瞬時值,則E為 。 若導體棒繞其一端點以角速度轉動切割磁感線,雖然棒上各點的切割速度并不相同,但可用棒中點的速度等效替代切

26、割速度,此時感應電動勢的大小為E= 。二:自感現象1、自感電動勢:由于 而產生的電磁感應現象叫自感現象。2、自感電動勢:在 現象中產生的電動勢叫自感電動勢。對同一線圈而言,通過線圈的電流 ,線圈中的自感電動勢越大。自感電動勢總是阻礙 的變化。3、自感系數:自感系數簡稱 或 ,它跟線圈的 等因素有關,在線圈中插入鐵芯,自感系數會 。四:日光燈原理1、日光燈主要由燈管、 、鎮流器組成。惹鎮流器是一個 線圈,自感系數 。啟動器是一個充有 氣的小玻璃泡,里面裝有兩個電極,一個是固定不動的 ,另一個是用雙金屬片制成的U形動觸片。2、鎮流器在啟動時時可產生 ,正常工作時則起 作用。啟動器的電容能使動、靜觸

27、片分離時 ,以免燒壞觸點。答案:一:電磁感應;電源;磁通量的變化率;n/t;nSB/t;nBS/t;平均; BLV;平均感應電動勢;瞬時感應電動勢;BL2/2二:導體本身的電流發生變化;自感;變化得越快;電流;自感;電感;形狀、長短、匝數;增大很多三:啟動器;帶鐵芯;很大;氖;靜觸片;瞬時高壓;降壓限流;不產生火花第十一單元 交變電流一:正弦交變電流的產生原理及變化規律1、交變電流: 和 隨時間做周期性變化的電流,叫做交變電流,簡稱 。方向隨時間做周期性變化是交變電流的最重要特征。2、正弦交流電的產生:面積為S,匝數為N的矩形線圈(不是矩形也有相同的結論)在磁感應強度為B的勻強磁場中繞 于磁場

28、的軸以角速度勻速轉動,如果從中性面(線圈平面與磁感線 )開始計時,線圈中的感應電動勢瞬時值表達式e= ,其中最大值Em= ,Em的值與線圈的形狀及轉動軸處于線圈平面內的哪個位置 。(有無關)。3、線圈每次經過 時,電流方向改變一次,一個周期內電流方向改變 。4、交流電的電壓,電流變化規律和穿過線圈平面中的磁通量的變化規律是互余的。即:磁通量中按正弦(余弦)規律變化,電動勢e、電流I按余弦規律變化,=0時,e、I ;最大時,電動勢和電流均取得 。二:表征交變電流的物理量1、交流電的有效值:它是根據電流的 規定的,對正弦式交變電流而言,它與最大值之間的關系是U= ,I= ,E= 。2、周期和頻率:交變電流完成一次 變化所用的時間叫周期;1s內完成周期性變化的 叫頻率。周期T與頻率f可以反映交變電流變化的 ,T= ,角頻率(也就是線圈轉動的角速度)=2f=2/T。3、通

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