高中物理选修3-1总复习课件 78页

第一二章电场\n本章知识网络电场的力的性质场强E＝F/q矢量电场线匀强电场E＝U/d真空中点电荷的电场E＝kQ/r2电场力F＝Eq（任何电场）F＝k（真空中点电荷）电　荷电荷守恒定律电　场电场的能的性质电势Φ＝WAO/q标量等势面电势差UAB＝ΦA-ΦB＝WAB/q电势能电场力的功WAB＝qUAB＝EpA－EpB＝△EAB带电粒子在电场中①平衡②直线加速③偏转静电感应静电平衡静电屏蔽电容器　电容C=Q/U\n一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）\n3、应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大③带电摆球的平衡：整体法：三力共点（c为两球重心）m↗，θ↘G总θ1θ2cm1m2摆角θ与带电量无关\n三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：①定义式：②单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向③决定式：------适用真空点电荷------平行四边形定则\n▲例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA\n问1两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上P点的电场强度？+Q-QPE1E2EP结论：从中点到无穷远处，合场强不断减小从O点到无穷远处，合场强是如何变的？O电场强度的叠加矢量和\n问2两个等量同种点电荷连线的垂直平分线上P点的电场强度？+Q+QPE1E2EP结论：从中点到无穷远处，合场强先变大再变小从O点到无穷远处，合场强是如何变的？O\n电场线性质1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间①从正电荷出发，终止于负电荷②不闭合、不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合\n3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场\n四.静电力做功特点？只与初末位置有关与路径无关势能静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加WAB=-ΔEP=EPA-EPB\n2五.电势能+Q+-Q电荷在某点的电势能:等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)EPA=EPA-EP0=WA0正电荷的电场中放入正电荷，电势能为？问：若把离场源无限远处的电势能规定为零则：正电荷的电场中放入负电荷，电势能为？负电荷的电场中放入正电荷，电势能为？负电荷的电场中放入负电荷，电势能为？正正负负\n六、电势1、定义(计算时要代入正负号)标量式（描述电场能的性质的物理量）1V=1J/C2、单位:伏特(V)3、电势具有相对性正点电荷产生的电场电势为负点电荷产生的电场电势为若无限远处电势为零，正负问：将正电荷放入正（负）电荷场中电势能？将负电荷放入正（负）电荷场中电势能？\n电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：产生电场电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB\n4.电势的叠加：代数和问1两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上P点的电场的电势？零+Q-QOWAB=EPA-EPB=5.电场力做功与电势变化的关系标量式6、沿着电场线，电势降低\n从电场线可知：1、场强大小（疏密）2、场强方向（该点的切线方向）3、电势高低（沿电场线方向，电势降低；逆电场线方向，电势升高）AB\n特点2.在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功．特点4.电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面.特点3.等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直．一般来讲，相邻等势面的电势差是一个定值7等势面特点1.任意两个等势面在空间不相交。画出匀强电场和点电荷电场的等势面\n匀强电场的等势面\n点电荷电场中的等势面以点电荷为球心的一簇球面问：等势面的间隔一定相等吗？场线密的地方等势面也密\n8、电势差？\n电荷q从电场中A点移到B点，AB即或9、静电力做功与电势差的关系为标量式，正负号一并带入计算\n电场强度和电势都是描述电场的物理量场强相等，电势一定相等吗？场强为零，电势一定为零吗？电势相等，场强一定相等吗？电势为零，场强一定为零吗？\n10、电势差与电场强度的关系EA..BdEA..B.Cd一定沿场强方向，d是两等势面间的垂直距离。d\n问：点电荷场中若两个相邻的等势面间电势差相等，为什么等势面间距不相等？若AB=BC，UAB和UBC的电势差谁较大？ABC电场线密，等势面密；电场线疏，等势面疏？UBC>UAB\n求电场力做功的方法：（1）W=Fs只适用于匀强电场（2）适用于任何电场（3）只有电场力做功时，电势能和动能之和守恒，可以用动能的变化来求电场力做功大小\n＊判断电场强度大小的方法。\n5.电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。规定：无限远处的电势能为零。＊如何比较电荷电势能的大小方法一:根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；方法二:根据公式Ep=qφ；WAB＝qUAB计算。\n五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面①内部场强处处为0②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面导体中没有电流通过，导体两端没有电压感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动反证法\n▲例：求感应电荷产生的场强ACdAd接地\n1、定义：1七、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb◆单下标或无下标时取绝对值有下脚标时应注意正负号uab=－uba3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：-----适用于匀强电场\n八、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差\n九、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）——普适通用1F=106μF=1012pF\n4、平行板电容器两种充电方式：U不变①电源保持连接状态②充电后电源切断若d↘，E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘E不变\n十、带电粒子在电场中的运动：①牛顿运动定律②动能定理1、匀变速直线运动：2、辐射电场中的匀速圆周运动：电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）等效“重力”：mgEqG‘ABo“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲\n①粒子落在极板上②粒子穿出极板4、匀强电场中的类平抛运动——F合与V0垂直（不计重力或重力与电场力共线）飞行时间由y决定飞行时间由L决定\nθ③粒子先经过加速电场再进入偏转电场④粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY\n第二章电流\n一、电流1、电流的形成：电荷的定向移动2、电流（强度）定义：3、电流（微观）决定式：4、电流（宏观）决定式：------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电V定数量级10-4m/S------部分电路欧姆定律\n①电流处处相等②电压：U=U1+U2+U3+③电阻：R=R1+R2+R3+二、串并联电路基本特点：1、串联：2、并联：④电压分配：与电阻成正比⑤功率分配：与电阻成正比①各支路电压相等④电流分配：与电阻反比⑤功率分配：与电阻反比②电流：③电阻：\n三、电阻1、定义式：2、决定式：金属导体电阻率随温度升高而增大：◆电阻率ρ由材料决定------与欧姆定律意义不同------电阻定律（适用粗细均匀物体）直线斜率（或斜率倒数）表示电阻◆伏安特性曲线：UIIU\n3、变阻器：①、限流接法：②、分压接法：滑动变阻器电位器电阻箱可变电阻RR0RR0接线法：1上1下接线法：1上2下阻值应较大→增大调压范围阻值应较小→增强调压均匀性电路总功率较小（优）电路总功率较大（缺）\n4、复杂电路的电阻：①、串联电路总电阻大于任一部分电阻并联电路总电阻小于任一支路电阻②、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）▲定性：▲定量：------等效电路的化简㈠:电势分析法：导体（电阻）中，沿着电流方向电势降低某导体（电阻）中是否有电流以及流向决定了电路的连接方式所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体某导体（电阻）两端的电势高低\nR3R2R1VR3R2R1VAR3R2R1VAR3R2R1AR2R1R3\n四、电功与电功率1、电功：2、电功率：◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)1度=1000W·3600S=3.6×106J3、效率：\n五、电功与电热1、焦耳定律：2、纯电阻电路：热效率η=100%◆对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用3、非纯电阻电路：（电动机）◆当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路\n六、闭合电路欧姆定律1、表达式：2、路端电压变化规律：①与外阻的关系：◆物理意义：②与电流的关系：UoAB短路电流Uo4、闭合电路中的功率：①电源的总功率：P总=εI②电源内耗功率：P内=U内I=I2r③电源输出功率：P出=UI=εI-I2r\n1、电源的输出功率：讨论:当R一定，r可变，则r→0，P出最大，当r一定，R可变，因则当R=r时，P出最大，七、欧姆定律综合应用\nP—R图像OP出RrR1R2◆当P出<，对于外阻有两个解R1R2\n2、含电容器的直流电路：①、电容器在稳恒电路中处于断路状态②、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流，在稳恒状态下是无用的盲端电阻，处于等势状态◆步骤：摘除电容器及无用电阻，化简及确立等效电路电容器视为伏特表，盲端电阻看作导线，分析电容器所并联的电阻及两端的电压R3R2R1R4Cabεr\n①“口诀法”：串反并同与变阻器“串”的UIP变化规律与变阻器相反与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同“串”——具有完全相同或部分关联的电流“并”——完全不相关联的不同支路的电流R3R2R1AVR4R5abεr“串”——R1、R3“并”——V、A、R2、R4R5变小↗↘3、直流电路的动态变化分析：（定性）\n4、电路故障问题：①、断路：表现为电流为0，而电压不为0②、短路：表现为电压为0，而电流不为0◆现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常◆重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势除了电源两端，其它位置有电压者即为断路嫌疑处\n并联串联接法测电压测电流检流用途断路通路（磁电式仪表）结构∞>>Rg<