高中物理3-1知识点总结人教版新课标 30页

《物理选修 3-1》知识点总结 第一章 静电场 第 1 课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩 擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻 小物体 1. 元电荷：电荷量 ce 191060.1  的电荷，叫元电荷。明：任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3 电荷守恒定律：电荷既不能被造，又不能被消，它只能一物体移到另一物体， 或者物体的一部分移到另一部分，电荷的总量保持不。 考点2.库仑定律 1. 容：在真空中静止的两点电荷之的作用力跟它的电荷量的乘成正比，跟它 之的距离的平方成反比，作用力的方向在他的连线上。 2. 公式： 叫静电力常量）式中 ,/100.9( 229 2 21 CmNk r QQkF  3. 适用件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体的距离比它的大小大得多，以致带电体的形体相互作用 力的影可忽略不，的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场䁛度 1.电场 ⑴ 定：存在电荷周能‴电荷相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场䁛度 ⑴ 定：放入电场中的电荷受到的电场力 F 与它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场䁛度。 ⑵ 定式： q FE  E 与 F、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 位：N/C 或 V/m。 ⑷ 电场䁛度的三种表方式的比 定式 决定式 关系式 表式 qFE / 2/ rkQE  dUE / 适用 范 任何电场 真空中的点电荷 䁛电场 明 E 的大小和方向与大电荷 的电荷量以及电性以及存在与 否无关 Q：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的 距离 U:电场中两点的电 差 d：两点沿电场线方向 的距离 （5）矢量性：定正电荷在电场中受到的电场力的方向该点电场䁛度的方向，或与负电 荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多电荷在电场中某点的电场䁛度各电荷在该点产生的电场䁛度的 矢量和，种关系叫做电场䁛度的矢量叠加，电场䁛度的叠加遵平行四形定。 考点4.电场线、䁛电场 1. 电场线：了形象直描述电场的䁛弱和方向，在电场中出一系列的曲线，曲线上的 各点的切线方向代表该点的电场䁛度的方向，曲线的疏密程度表示场䁛的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是了直形象的描述电场而假想的、是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无ᦙ䁪，于无ᦙ䁪或负电荷，电场线是不合曲线。 ⑶ 任意两电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的䁛弱，某点的切线方向表示该点的场䁛方向，它不表示电荷在 电场中的ᦙ䁪。 ⑸ 沿电场线的方向电降低；电场线高等面（线）垂直指向低等面（线）。 3. 䁛电场 ⑴定：场䁛方向相同，场䁛大小相等的域之䁛电场。 ⑵特点：䁛电场中的电场线是等距的平行线。平行正的两金板带等量异种电荷后，在 两板之除外的电场就是䁛电场。 4. 几种典型的电场线 孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金板、带等量异 种电荷的平行金板的电场线 第 2 课时 电场能的性质 考点1.电差 1. 定：电荷在电场中由一点A 移ᦙ到另一点B 时，电场力所做的功与该电荷电荷量的比 值 q WAB 就叫做 AB 两点的电差，用 ABU 表示。 2. 定式： q WU AB AB  3. 位： )11( CJV 伏特 4. 矢性：量，但有正负，正负代表电的高低 考点2.电 1. 定：电上是和准位置的电差，即电场中某点的电。在值上等于把 1C 正电荷某点移到准位置（零电点）是静电力做的功。 2. 定式： )0(  B AB ABA q WU  3. 位： )11( CJV 伏特 E 4. 矢性：是量，有正负，电的正负表示该点电比零电点高是低。 考点3.电能 1.电场力做功 WAB ： （1）电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，即与初末位置的电 差有关。 （2）表式：WAB=UABq—带正负号算（适用于任何电场） WAB=Eqd—d 沿电场方向的距离。（䁛电场） （3）电场力做功与电能的关系 ABBAPPBPAAB UqqqEEEW   静电力电荷做功等于电荷电能的减少量，所以静电力的功是电荷电能化的量度。 结论：电场力做正功，电能减少 电场力做负功，电能增加 2、电能 Ep： （1）定：电荷在电场中，由于电场和电荷的相互作用，由位置决定的能量。电荷在某 点的电能等于电场力把电荷该点移ᦙ到零能位置时所做的功。 （2）定式： 0ApA WE  ——带正负号算 （3）特点： ○1 电能具有相性，相零能面而言，通常选大地或无ᦙ䁪零能面。 ○2 电能的化量△Ep 与零能面的选择无关。 3、电φ： （1）定：电荷在电场中某一点的电能 Ep 与电荷量的比值。 （2）定式：φ q Ep ——位：伏（V）——带正负号算 （3）特点： ○1 电具有相性，相参考点而言。但电之差与参考点的选择无关。 ○2 电是一量，但是它有正负，正负只表示该点电比参考点电高，是低。 ○3 电的大小由电场本身决定，与 Ep 和 q 无关。 ○4 电在值上等于位正电荷由该点移ᦙ到零点时电场力所做的功。 （4）电高低的判断方法 ○1 根据电场线判断：沿电场线方向电降低。φA>φB 无件结论 A B ○2 根据电能判断：根据电的定式 U=W/q 来确定 正电荷：电能大，电高；电能小，电低。 负电荷：电能大，电低；电能小，电高。 结论：只有电场力作用下，静止的电荷电能高的地方向电能低的地方ᦙ。 考点4.等面 1. 定：电相等的点构成的面叫做等面。 2. 等面的特点 ⑴等面一定跟电场线垂直, 而且电场线总是电高的等面指向电低的等面 ⑶任意两等面都不会相交 ⑷等面上各点电相等，在等面上移ᦙ电荷，电场力不做功。 ⑸电场䁛度大的地方，等差等面密 (6) 定：等面（或线）时，相邻的两等面（或线）的电差相等。，在等 面（线）密场䁛大，等面（线）疏场䁛小 3.几种常见的等面如下： 几种等面的性质 A、等量同种电荷连线和中线上 连线上：中点电最小 中线上：由中点到无ᦙ䁪电逐渐减小，无ᦙ䁪电零。 B、等量异种电荷连线上和中线上 连线上：由正电荷到负电荷电逐渐减小。 中线上：各点电相等且都等于零。 4.判断非䁛电场线上两点的电差的大小：靠近场源（场䁛大）的两点的电差大于 䁪离场源（场䁛小）相等距离两点的电差。 5、电差 UAB （1）定：电场中两点的电之差。也叫电压。 （2）定式：UAB=φA-φB 位：伏（V） （3）特点： ○1 电差是量，却有正负，只表示起点和点的电谁高谁低。 ○3 电场中两点的电差是确定的，与零面的选择无关 ○4 U=Ed 䁛电场中两点的电差算公式。——电差与电场䁛度之的关系。 ○2 电场力做功与电差关系 WAB=UABq—带正负号算（适用于任何电场） 考点5.䁛电场中电差和电场䁛度的关系 1.䁛电场中电差 U 和电场䁛度 E 的关系式： dEU  2.明⑴ dEU  只适用于䁛电场的算⑵式中的 d 的含是某两点沿电场线方向上的 距离，或两点所在等面距。由此可以知道：电场䁛度的方向是电降落最快的方向。 3.电场䁛度和电大小关系：没有必然联系 考点 6.静电现象的应用 7、静电平衡态： ⑴静电感应：把金导体放在外电场中，由于导体的自由电子受电场力作用而定向移ᦙ， 使导体的两端面出现等量的异种电荷，种现象叫静电感应。 ⑵静电平衡：发生静电感应的导体两端面感应的等量异种电荷形成一附加电场，附加电场 与外电场完全抵消时，自由电子的定向移ᦙ停止，时的导体于静电平衡态。 ⑶于静电平衡态导体的特点： ○1 于静电平衡态的导体，部场䁛零。（即感应电荷的场䁛与原场䁛大小相等方 向相反 E= E0 +E=0） ○2 导体外部电场线与导体表面垂直。 A B C 若 AB=BC， UAB>UBC ○3 于静电平衡态的整导体是等体，导体表面是等面。 ○4 电荷只分布在导体的外表面，与导体表面的弯曲程度有关，越弯曲，电荷分布越多。 （4）静电屏蔽 第 3 课时 电容器、带电粒子在电场中的ᦙ 考点1、电容器 1. 构成：两互相靠近又彼此的导体构成电容器。 2. 充放电： （1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是电场能存在电容 器中。 （2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中存在电容器中的电场能 化其它形式的能量。 3．电容器带的电荷量：是指每极板上所带电荷量的值 考点2.电容 1．定：电容器所带的电荷量 Q 与两极板的电压U 的比值 2．定式： 是算式非决定式）(U Q U QC   3．电容的位：法拉，符号：F PFFF 126 10101   4．物理意：电容是描述电容器容电荷本大小的物理量，在值上等于电容器两板 的电差增加 1V 所需的电荷量。 5．制因素：电容器的电容与 Q、U 的大小无关，是由电容器本身的结构决定的。一确 定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。 考点3.平行板电容器 1．平行板电容器的电容的决定式： d s d s kC    4 1 即平行板电容器的电容与介质的介电常成正比，与两板正的面成正比，与两板距成 反比。 2．平行板电容器两板的电场：可是䁛电场，E=U/d 3．平行板电容器有关的 C、Q、U、E 的讨论问题有两种情况。 电容器始与电源相连，电容器的电压不。 电容器充电完毕，再与电源断开，电容器的带电量不。 平行板电容器的讨论： kd sc   4  、 U qC  、 d UE  （Ⅰ）电容器跟电源相连，U 不，q 随 C 而。 d↑→C↓→q↓→E↓ ε、S↑→C↑→q↑→E 不。 （Ⅱ）充电后断开，q 不，U 随 C 而。 d↑→C↓→U↑→ s kq sd kdq cd q d UE     44  不。 ε、S↓→C↓→U↑→E↑。 考点4.带电粒子在电场中的ᦙ（平衡问题，加速问题，偏问题） 1、基本粒子不重力，但不是不质量，如质子（ H1 1 ），电子，α粒子（ He4 2 ）, 氕（ H1 1 ），氘（ H2 1 ），氚（ H3 1 ） 带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要算重力。 2、平衡问题：电场力与重力的平衡问题。mg=Eq 3、加速问题：若带电粒子仅受电场力且电场力做正功， 其电能减少等于ᦙ能增加。 （1）初速度零时 2 2 1 mvqU  解得： m Uqv 2 （2）初速度不零时 mvmvqU 2 0 2 2 1 2 1  上述公式适用于䁛和非䁛电场。 可见加速的末速度与两板的距离 d 无关，只与两板的电压有关，但是 粒子在电场中ᦙ的时不一，d 越大，飞行时越长。 4、偏问题——类平抛ᦙ（由两极板中点射入） 在垂直电场线的方向：粒子做速度 v0 速直线ᦙ。 在平行电场线的方向：粒子做初速度 0、加速度 a 的加速直线ᦙ。 带电粒子若不重力，在竖直方向粒子的加速度 md Uq m Eqa  Eq mg v0 U v X 方向：Vx= v0,t=L/ v0 Y 方向：初速度零的加速直线ᦙ md qU m Faatyatv y  ，， 2 2 1 1．离开电场时侧向偏量：y 2 0 2 2 2 1 2 1 mdv qULaty  2．离开电场时的偏角： φ 2 00 tan mdv qUL v v y  推论 1.粒子偏电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度 方向的位移。 推论 2.位移和速度不在同一直在线，且 tanφ=2tanα 飞 行时：t=L/vO 偏向角： dU LU 1 2 2tan  侧向偏移量： dU LUy 1 2 2 4  ｙ＇＝ dU LLLU 1 2 4 )2(  在种情况下，一束粒子中各种不同的粒子的ᦙ䁪相同。即不同粒 子的侧移量，偏向角都相同，但它飞越偏电场的时不同，此时与加 速电压、粒子电量、质量有关。 如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时，只要加速度 a 重新求出即可， 具体算过程相同。 4、示波器的原理同上结构图。 U1 L v0 y v v0 vy θ θ L＇ y＇ 第二章 恒定电流 第 1 课时 电路的基本概念、部分电路 考点1.导体中的电场和电流 1.导线中的电场 ⑴形成因素：是由电源、导线等电路件所累的电荷共同形成的。 ⑵方向：导线与电源连通后，导线很快形成了沿导线方向的恒定电场。 导线的电场到ᦙ态平衡态时，导线的电场线保持与导线平行。 ⑶性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。 2．电流 （1） 导体形成电流的件：①要有自由电荷 ②导体两端形成电压（金导体——自由电 子；电解质溶液——正负离子；导电气体——正负离子和电子） ⑵电流定：通过导体截面的电量跟些电荷量所用时的比值叫电流。 公式： )( )()( St CQAI  （Q 取正负电荷值的和） ⑶电流是量但有方向，定正电荷定向移ᦙ的方向电流的方向（或与负电荷定向移ᦙ的 方向相反）。位：A， 1A=103mA=106μA ⑷微表式:I=nqvs，n 是位体的自由电荷，q 是每自由电荷电荷量，s 是导体 的截面，v 是自由电荷的定向移ᦙ速率。（适用于金导体）. ＊明：导体中三种速率（定向移ᦙ速率非常小10-5m/s，无律的ᦙ速率大 105m/s，电场播速率非常大光速例如电路合上电合䁪的电同时亮） ⑸电流的分类：方向不改的电流叫直流电流，方向和大小都不改的电流叫恒定电流，方 向改的电流叫交电流。 考点2. 电ᦙ 1.非静电力：根据静电场知识可知，静电力不可能使电流低电流向高电，因此电源 部必然存在负极指向正极的非静电力。 2.电源电ᦙ定：在电源部，非静电力把正电荷负极送到正极所做的功跟被移送电荷 量的比值，即 qWE / ＊明：能量化的角度看，电源是通过非静电力做功把其它形式的能化电能的置。 3、物理意：反映电源把其它形式的能化电能本的大小，在值上等于非静电力 把 1C 的正电荷在电源部负极送到正极所做的功。 注意：① 电ᦙ的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体、外电 路无关。 ②电ᦙ在值上等于电源没有接入电路时，电源两极的电压。 ③电ᦙ在值上等于非静电力把 1C 电量的正电荷在电源负极移送到正极所 做的功。 4．电源（池）的几重要参 ①电ᦙ：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。 ②阻（r）:电源部的电阻。 ③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其位是：A·h，mA·h. 【注意】：同一种电池来，体越大，容量越大，阻越小。 考点3.欧姆定律 1.容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压U 成正比，跟它的电阻 R 成反比。 2.公式： RUI / 3.适用件：适用与金导电和电解液导电，气体导体和半导体件并不适用。 4.导体的伏安特性曲线：用表示坐电压U，表示坐电流 I，出的 I-U 关系图线， 它直地反映出导体中的电流与电压的关系。 ⑴线性件：伏安特性曲线是直线的电学件，适用于欧姆定律。 ⑵非线性件：伏安特性曲线不是直线的电学件，不适用于欧姆定律。 考点 4：串并联电路的特点 几点注意事项： ①几相同的电阻并联，总电阻一电阻的几分之一； ②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻； ③若某一支路的电阻增大，总电阻也随之增大； ④若并联的支路增多时，总电阻减小； ⑤一大电阻与一小电阻并联时，总电阻接近小电阻。 1．电流表：表头 (1)构造：主要由永磁体和放入其中的可ᦙ的线圈成． (2)工作原理：线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带指针一起偏，电流越 大，指针偏的角度越大，表盘上即可读出电压或电流值． (3)三主要参 ①阻 Rg：电流表的电阻． ②满偏电流 Ig：指针偏到最大刻度时的电流，也叫电流表⑥ 的量程． ③满偏电压 Ug：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压． (4)三参的关系：Ug=IgRg 2．电压表(V)的改 电流表 的电压量程小 Ug=IgRg ，改成大量程 U 的电 压表时，应串联一电阻 R 如图所示，因串联电阻有分压作用， 因此叫做分压电阻，电压扩大量程倍 n＝U／Ug U=IgRg+IgR 需要串联的电阻 R=（n-1）Rg 改后的电压表阻：Rv=R+Rg 3．电流表（A）的改 (1)量程 Ig 表头 改成量程 I 电流表应并联一电阻 R，如图所示，因并联电阻 有分流作用，因此叫做分流电阻．扩大量程倍 n＝I ／Ig 需要并联的分流电阻 R＝Rg／(n 一 1)． 改后的电流表阻等于 Rg 与 R 并联时的总电阻． 4.伏安法测电阻电表接法 5．试触法 用伏安法测电阻时，若不知被测电阻的大概值，了减小测量误差，如何选择正确电 路连接? 采用试触法：可电路如图所示连接，只空出电压表的一接头 S， 然后 S 分别与 a、b 接触一下，察电压表和电流表的示化 情况．若电流表示有显著化，明电压表的分流作用䁛，即 Rx 是一高阻值电阻，应选用接法，S 应接 b 测量．若电压表示 有显著化，明电流表的分压作用䁛，即 Rx 是一低阻值 电阻，应选用外接法，S 应接 a 测量． 6．滑ᦙ阻器连接方式 (1)限流式接法：电路中阻器起限流作用，负载 Rx 上的电压可调范 ～E，电压化范小；消耗能量少； 适应于用电器电阻阻值与阻器阻值相的电路。 (2)分压式接法：电路中阻器起分压作用，滑片自 A 端向 B 端滑ᦙ时，负 载上电压的范 0～E，显然比限流时调节范大，但消耗能量多，于 要求电压化范大的，或滑ᦙ阻器总阻值小的，使用此连接方式 考点5.电功和电功率、焦耳定律 1.电功 ：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移ᦙ而形成电流，在此 过程中电场力自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功，用 W=Uq=UIt 来算。 2.电功率：位时电流所做的功，P=W/t=UI 3.焦耳定律：电流流过导体产生的量，有 Q=I2Rt 来算 4.功率：P=I2R 5.电ᦙ机三种功率的关系（电功率，功率，输出功率） Rx Rx+R0 E 考点6. 电阻定律、电阻率 1.电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比与它的截面成反比，导体的电 阻与构成它的材料及度有关，公式： S LR  2.电阻率：上式中的比例系ρ（位是Ωm） ，它与导体的材料度有关，是表征材料导 电性质的一重要的物理量，值上等于长度 1m，截面1m2 导体的电阻值。 ＊金导体的电阻率随度的升高而大可以做电阻度用，半导体的电阻率随度的升 高而减小，有些合金的电阻率不受度影做准电阻。度降低到零度附近时,某 些材料的电阻率突然减小到零,种现象叫做超导现象,于种态的物体叫做超导体 纯金的电阻率小,合金的电阻率大,橡胶的电阻率最大 第 2 课时 合电路欧姆定律及电路分析 考点1.电ᦙ 1.物理意：反映电源把的能其它形式化电能本的大小的物理量，它由电源本身的 性质决定。 2.大小（在值上等于）①在电源部把 1C 的正电荷在负极送到正极非静电力所做的功。 ②电源没有接入电路时两极的电压。③在合电路中外电降落之和。 考点2. 合电路欧姆定律 1.容:合电路里的电流跟电源的电ᦙ成正比，跟整回路的电阻成反比。 2.表式： )/( rREI  合电路欧姆定律的三种表式：E = IR + Ir，E = U + U 外，以及 I = E/（R+r） 3.路端电压与负载R（外电路电阻的关系）  路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压  路端电压与外电阻关系： U=IR （路端电压随外电阻增大而增大） 根据 I=E/（R+r）, U =Ir，E=U +U 外, E、r 一定时：  UUIR 外电路电阻 EUUIR  外 ,0,0, (断路)  UUIR 外电路电阻 0,,/0  外 UEUrE，IR (短路)  路 端 电 压 与 电 流 关 系 ： U=E-Ir 理 解 图 象 意 考点3. 合电路的功率 考点 4：多用电表的原理和使用 1.欧姆表测量电阻 (1)欧姆表构造 如图所示，G 是阻 Rg、满偏电流 Ig 的微安表，R0 是调零电阻， 电池的电ᦙ E，阻 r，黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极． (2)欧姆表原理 欧姆表是根据合电路欧姆定律制成的．红、黑表笔 接入待测电阻 Rx 时，此时通过 G 表的电流 I，： 应注意，欧姆表刻度是不均的． (3)注意事项：①使用前进行机械调零，使指针指在电流表的零刻 度．②要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金杆．③合理选择量程， 使指针尽量在中位置附近．④使用欧姆档的另一量程时，一定要重新进行电阻调零（即换 档调零）。⑤读时，应表针示乘以选择开关所指的倍率．⑥测量完毕，拔出表笔，开 关置于交流电压最高挡或 OFF 挡，若长期不用，取出电池。 【注意】欧姆表测电阻时，指针越接近半偏位置，测量结果越准确。 2．大：测定电池的电ᦙ和阻 目：1．掌握大电路、大原理及大方法．2．学会用图象法理大据． 原理：根据合电路欧姆定律的不同表形式，可以采用下面几种不同的方法测 E 和 r (1)由 E=U+Ir 知，只要测出 U、I 的两据，就可以列出两关于正、r 的方程，而解 出 E、r，电路图如图所示． (2)由 E＝IR+Ir 知，测出 I、R 的两据，列出方程解出 E、r，电路图如图所示． (3)由 E＝U+Ur/R,，测出 U 、R 两据，列出关于 E、r 的两方程，电路图如图所示． (1) (2) (3) 据理 图象法：以 I 坐，U 坐建立直角坐系．据大据描点．如 果发现别明显错误的据，应该把它剔除．用直尺一直线，使尽量多的点落在 直线上，不在直线上的点能均分两侧， 注意事项： (1)了使电池的路端电压化明显，电池宜选阻大些的． (2) 因该大中电压 U 的化小，此可使坐不零开始，把坐的比例放大， 可减小大误差．此时图象与轴交点不表示短路电流，算阻时，要在直线上 任取两相距大的点，用 r＝△U/△I 算出电池的阻 r． 考点 5.逻辑电路 1.“与”门：如果一事件的几件都满足后,该事 件才能发生.种关系叫做“与”逻辑关系.具有“与” 逻辑关系的电路“与”门电路,简“与”门。 （1）“与”逻辑电路 （2）“与”门的逻辑符号（3） “与”门的真值表：（4） “与”门反映的逻辑关系 2.“或”门：如果几件中，只要有一件得到满足,某事 件就会发生，种关系叫做“或”逻辑关系.具有“或”逻辑关 系的电路叫做“或”门. （1）“或”逻辑电路 （2）“或”门的逻辑符号（3） “或”门的真值表：（4） “或”门反映的逻辑关系 3.“非”门：输出态和输入态呈相反的逻辑关系,叫做” 非”逻辑关系,具有”非”逻辑关系的电路叫“非”门. （1）“非”逻辑电路 （2）“非”门的逻辑符号（3） “非”门的真值表：（4） “非”门反映的逻辑关系 第3课时 大（7） 测定金的电阻率 大（8） 描绘小电珠的伏安特性曲线 大（9） 测定电源的电ᦙ和阻 大（10） 练习使用多用电表 考点1、测定金的电阻率 一、大目的 1.学会使用各种常用电学㌵器以及正确读 2.学会使用螺旋测微器以及正确读 3.学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金的电阻率 二、大原理 欧姆定律和电阻定律，用刻度尺测一段金导线的长度 L,用 螺旋测微器测导线的直径d，用电压表和电流表测导体的电阻， 由 L Rd L RS S LR 4 2  推得 电路图如下所示 三、大器材 被测金导线、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池、电流表、电压表、滑ᦙ阻器、电 合、导线若干 四、大步 1．用螺旋测微器测量金导线的直径，再由直径算出金导线的截面。 2. 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测导线的长度。 3．按照电路图连接好电路，注意滑ᦙ阻器要调在适的位置，电流表、电压表的量程要 选择恰。 4．合开关S，调节滑ᦙ阻器的滑ᦙ触片，使电流表、电压表分别有一恰的读，并 下来。 5．㈠调节滑ᦙ阻器的滑ᦙ触片，重复步4，做三次，下每次电流表、电压表的读 。 6.打开开关S，拆除电路，整理好大器材。 7.理据。 五、注意事项 1．由于所测金导线的电阻值小，测量电路应该选用电流表外接线路。 2．合电合S 之前，一定要使滑ᦙ阻器的滑片于恰的位置。 3．测电阻时电流不宜过大，通电时不宜过长。 4．求 R 的平均值可以用二种方法：第一种用 IUR / 算出各次的测量值，再取平均值；第 二种方法是用 U-I 图像的斜率求出。 考点2。描绘小泡的伏安特性曲线 一、大目的 1.描绘小泡的伏安特性曲线。 2.分析曲线化律。 二、大原理 用电流表测流过小泡的电流，用电压表测出加在小泡两端的电压，测出多应的 U、 I 值，在直角坐系中描出各应点，用一平滑的曲线些点连接起来。 三、大器材 小泡、4V~6V 学生电源、滑ᦙ阻器、电压表、电流表、开关、导线若干 四、大步 1．连接电路：小泡、电流表、电压表、滑ᦙ阻器、开关用导线按照电路图连接起来。 2. 测出小泡在不同电压下的电流。移ᦙ滑ᦙ阻器触头位置，测出 12 左右不同的电压 值 U 和电流值 I，并测量据填入已好的表格中。 3．出伏安特性曲线。 ⑴在坐上以 U 轴，以 I 轴，建立坐系。 ⑵在坐上描出各做据应的点。注意坐的比例度选取要适中，以使所描图线 占据整坐宜。 ⑶描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小泡的伏安特性曲线 4.拆除电路，整理㌵器。 五、注意事项 1．电路的连接方式 ⑴电流表应采用外接法：因小泡的电阻很小，与 0~0.6A 的电流表串联式，电流表的分 压影很大。 ⑵滑ᦙ阻器应采用分压式连接：目的是使小泡两端的电压能0 开始化。 2．合电合S 之前，一定要使滑ᦙ阻器的滑片于恰的位置（应该使小泡被短路）。 3．保持小泡电压接近定值是要慢增加，到定值，I 后上断开开关。 4．误差大的点要舍去，U-I 图像应是平滑曲线而非折线。 考点3。测定电源的电ᦙ和阻 一、大目的 1. 测定电池的电ᦙ和电阻。 二、大原理 如图1 所示，改R 的阻值，电压表和电流表中读出几I、U 值，利用合电路的欧姆定 律求出几E、r 值，最后分别算出它的平均值。此外，可以用作图法来理据。即 在坐上以 I 坐，U 坐,用测出的几I、U 值出 U-I 图像(如图2)所得直．线跟．轴的交．．点即．电ᦙE．值．,．图线斜率的．．． 值即．．电阻．r．的值．．。 三、大器材 待测电池，电压表( 0-3V ),电流表（0-0.6A），滑ᦙ阻器（10 Ω），电合，导线。 四、大步 1．电流表用 0.6A 量程，电压表用 3V 量程，按电路图连接好电路。 2. 把阻器的滑ᦙ片移到一端使阻值最大。 3．合电合，调节阻器，使电流表有明显示，一据（I1、U1），用同方法测 量几I、U 的值。 4. 打开电合，整理好器材。 5．理据，用公式法和作图法两种方法求出电ᦙ和电阻的值。 五、注意事项 1．了使电池的路端电压化明显，电池的阻宜大些，可选用已使用过一段时的 1 号 干电池。 2．干电池在大电流放电时，电ᦙE 会明显下降，阻 r 会明显增大，故长时放电不宜 超过0.3A，短时放电不宜超过0.5A。因此，大中不要I 调得过大，读电表要快，每次 读完立即断电。 3．要测出不少于 6 I、U 据，且化范要大些，用方程求解时，要测出的 I、U 料中，第 1 和第 4 一，第 2 和第 5 一，第 3 和第 6 一，分别解出 E、r 值再 平均。 4．U-I 图线时，要使多的点落在直线上或使各点均分布在直线的两侧。别偏 离直线太䁪的点可舍去不予考。，就可使偶然误差得到部分的抵消，而提高精确度。 5．干电池阻小时路端电压U 的化也小，即不会比电ᦙ小很多，时，在U-I 图线时，轴的刻度可以不零开始，而是根据测得的料某一恰值开始（坐I 必 零开始）。但时图线和轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的值照是 电源的阻，时要特别注意算斜率时轴的刻度不零开始。 考点4。练习使用多用电表 一、大目的 1.练习使用多用电表测电阻。 二、大原理 多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分成（如图），表头是一高敏度磁电式电 流表，其满度电流几十到几百 A，换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、 交流和直流电压及直流电阻等。 测量直流电阻部分即欧姆表是 依据合电路姆定律制成的, 原理如图所示， 红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有： ① 中RRRgrI g   表笔接入待测电阻 Rx 时，有： ② 中 x x RRI   由①②得： ③ 中 中 RR R I I xg x  Rx=R 中时，Ix=1/2Ig，指指在表盘刻度中心，故R 中 欧姆表的中值电阻，由③式可知每一Rx 都有一应的电流值 Ix，如果在刻度盘上直接 出与 Ix 应的 Rx 的值，那么红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以表盘上直 接读出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均的，其应的电阻 刻度是不均的，电阻的零刻度在电流满刻度。 三、大器材 多用电表，明阻值几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一，小螺丝刀。 四、大步 1．机械调零，用小螺丝刀旋ᦙ定位螺丝使指指在左端电流零刻度，并红、黑表笔分 别接入“+”、“－”插孔。 2. 选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。 3．短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋使指指在右端电阻零刻度，若“欧姆 零点”旋右旋到底也不能调零，应更换表电池。 4．测量读：表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与定值比，随即断开 表笔。 5．换一待测电阻，重复以上 2、3、4 步，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻 值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。 6.多用电表用完后，选择开关置于“OFF”挡或交电压的最高挡，拔出表笔。 五、注意事项 1．多用电表在使用前，应先察指是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调 零。 2．测量时手不要接触表笔的金部分。 3．合理选择量程，使指尽可能指在中刻度附近.若指针偏角太大，应改换低挡位； 若指针偏角太小，应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零，读时应指示乘以 挡位倍率。 4．测量完毕后应拔出表笔，选择开头置 OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出 电池，以防电池漏液腐。 第三章 磁场 第 1 课时 磁场、磁场电流的作用 考点1. 磁场的基本概念 2. 磁体的周存在磁场。 3. 电流的周也存在磁场 4. 化的电场在周空产生磁场（克斯）。 5. 磁场和电场一，也是一种特殊物质 6. 磁场不仅磁极产生力的作用， 电流也产生力的作用． 7. 磁场的方向——在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所 指的方向，就是那一点的磁场方向． 8. 磁现象的电本质:磁的磁场和电流的磁场一，都是由电荷的ᦙ产生的． 考点2. 磁场的基本性质 磁场放入其中的磁极或电流有磁场力的作用．（磁极一定有力的作用;电流只是可能 有力的作用,电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。 5. 磁极和磁极之有磁场力的作用 6. 两平行直导线，通以相同方向的电流时，它相互吸引，通以相反方向的电流时， 它相互排斥 7. 电流和电流之，就像磁极和磁极之一，也会通过磁场发生相互作用． 8. 磁体或电流在其周空里产生磁场，而磁场在它里面的磁极或电流有磁场力的作 用． 9. 磁极和磁极之、磁极和电流之、电流和电流之都是通过磁场来‴的． 考点3。磁感应䁛度（向量） 1.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力 F 安跟电流 I 和导线长度 L 的乘IL 的比值叫做磁感应䁛度 lI FB 安 ，（B⊥L，LI 小） 2.磁感应䁛度的位:特斯拉，简特，符号是 T mA N1T1  3.磁感应䁛度的方向: 就是磁场的方向． 小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的 磁场方向． 磁感在线各点的切线方向就是点的磁场的方向．也就是点的磁感应䁛度的 方向． 4.磁感应䁛度的迭加——类似于电场的迭加 考点4. 磁感线 1.是在磁场中出的一些有方向的曲线，在些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场 方向上．磁感线的分布可以形象地表示出磁场的䁛弱和方向． 2.磁感在线各点的切线方向就是点的磁场的方向. 也就是点的磁感应䁛度的方向． 3.磁感线的密疏表示磁场的大小．在同一磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，表 示那里的磁感应䁛度越大． 4.磁感线都是合曲线，磁场中的磁感线不相交． 考点5.电流周的磁感应线 1．直线电流的磁感应线：直线电流的磁感线方向用安培定（也叫右手螺旋定）来判定： 用右手握住导线，伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向(即正电荷定向ᦙ方向或与负 电荷定向ᦙ方向相反）一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向． 2．通电螺线管的磁感线：通电螺线管的磁感线方向—也可用安培定来判定: 用右手握住螺线管．弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致．大拇指所指的方向就是螺 线管部磁感线的方向．也就是,大拇指指向通电螺线管的北极．（通电螺线管外部的磁 感线和形磁外部的磁感线相似） 考点6.磁通量 1．磁感应䁛度 B 与垂直磁场方向的面S 的乘叫做穿过面的磁通量Φ ①S 与 B 垂直：Φ=BS ②S 与 B 平行：Φ=0 ③S 与 B 角θ：Φ=BS⊥=BSsinθ 2． 磁通量的位: 伯，符号是 Wb．1Wb=1Tm2 3．磁通量的意:磁通量表示穿过某一面的磁感线多少。 4. 磁通密度: Φ=BS 可以得出 B=Φ/S ，表示磁感应䁛度等于穿过位面的磁通量， 因此常把磁感应䁛叫做磁通密度，并且用 Wb/m2 作位．1T=1 Wb/m2=1N/A•m 5.磁通量是量,但是有正负.如果平面某一侧穿入的磁通量正, 平面反一侧穿 入的磁通量负. 考点7. 安培力的大小: 在䁛磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,电流所受的安培力 F 安等于磁感应 䁛度 B、电流 I 和导线长度 L 三者的乘． F 安＝BIL 通电导线方向与磁场方向成θ角时,F 安＝BILsinθ 1．I⊥B 时(θ=90°),Fmax=BIL; 2．I∥B 时(θ= 0°),Fmin= 0 ; 安培力大小的特点：①不仅与 B、I、L 有关，与放置方式θ有关。②L 是有效长度，不一 定是导线的长度。＊弯曲导线的有效长度 L 等于两端点所连直线的长度，所以任意形 的合线圈的有效长度 L=0 考点8. 安培力的方向 1．左手定： 伸开左手，使大拇指跟其余四手指垂直，并且都跟手掌在一平面，把手放入磁场中， 磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通 电导线在磁场中所受安培力的方向． 2．安培力方向的特点： 总是垂直于 B 和 I 所决定的平面，即 F 安⊥B 且 F 安⊥I（但 B、L 不一定垂直）。 （1）已知 B 和 I 的方向，可用左手定唯一确定 F 安的方向； （2）已知 B 和 F 安的方向，导线的位置确定时，可唯一确定 I 的方向； （3）已知 I 和 F 安的方向，不能唯一确定 B 的方向； 考点9. 磁电式电流表的工作原理 由于种磁场的方向总是沿径向均地分布的，在距轴线等距离的磁感应䁛度的大小总 是相等的，不管线圈到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I 与指 针偏角θ成正比，I 越大指偏角越大，因而电流表可以量出电流 I 的大小，且刻度是均 的，线圈中的电流方向改时，安培力的方向随改，指偏方向也随改，又可 知道被测电流的方向。 第 2 课时 磁场ᦙ电荷的作用 考点1.洛仑力 5. 定：磁场ᦙ电荷受到的作用力叫做洛仑力． 6. 大小：F 洛=qvBsinθ ,(θB 与 v 的角) （1）v⊥B 时，F 洛 max=qvB; （2）v∥B 时，F 洛 min=0 ; 7. 洛仑力的方向：由左手定判断。 注意： 1 洛仑力一定垂直于 B 和 v 所决定的平面（因它由 B、V 决定）即 F 洛⊥B 且 F 洛⊥V; 但是 B 与 V 不一定垂直（因它由自身决定） ②四指的指向是正电荷的ᦙ方向或负电荷ᦙ的反方向 8. 特点：洛仑力电荷不做功，它只改ᦙ电荷速度的方向，不改速度的大小。原 因： F 洛⊥V 9. 洛仑力和安培力的关系：F 洛是 F 安的微解，F 安是 F 洛宏体现。 考点2：带电粒子在磁场中的周ᦙ 1．若 v∥B， F 洛=0，带电粒子以速度 v 做速直线ᦙ. 2．若 v⊥B，带电粒子在垂直于磁感应线的平面以入射速度 v 做速周ᦙ． (1) 洛仑力充向心力： r mvqvB 2  (2)䁪道半径： qB mE qB p qB mvr K2 (3)周 期： qB m v rT  22  (4)角 速 度： m qBω  (5)频 率： m qB Tf 2 1  (6)ᦙ 能： m (qBr)mvEk 22 1 2 2  第 3 课时 带电粒子在复合场中的ᦙ 考点1. 带电粒子在复合场中的ᦙ 1．带电粒子在电场、磁场和重力场等共存的复合场中的ᦙ，其受力情况和ᦙ图景都比 复，但其本质是力学问题，应按力学的基本思路，用力学的基本律研究和解决此类 问题。 2．分析带电粒子在复合场中的受力时，要注意各力的特点。如带电粒子无论ᦙ与否，在 重力场中所受重力及在䁛电场中所受的电场力均恒力，它的做功只与始末位置在重力 场中的高度差或在电场中的电差有关，而与ᦙ路径无关。而带电粒子在磁场中只有 ᦙ (且速度不与磁场平行)时才会受到洛仑力, 力的大小随速度大小而, 方向始与速 度垂直,故洛仑力ᦙ电荷不做功. 3.带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的ᦙ（电场、磁场均䁛场） ⑴带电微粒在三场共同作用下做速周ᦙ:必然是电场力和重力平衡，而洛力充 向心力. ⑵带电微粒在三场共同作用下做直线ᦙ:重力和电场力是恒力，它的合力也是恒力。 带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛力，因此可能做速ᦙ也可能做速 ᦙ； 带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做速ᦙ。 ⑶与力学密结合的合题，要真分析受力情况和ᦙ情况（包括速度和加速度）。必要 时加以讨论 考点2.带电粒子在复合场中的ᦙ例 ᦙ的带电粒子在磁场中的应用：速度选择器、磁流体发电机、质谱㌵、回旋加 速器、电磁流量、霍尔件等 1．速度选择器 两平行金板（平行金板足够长）有电场和磁场，一带电的粒子（重力忽 略不）垂直于电、磁场的方向射入复合场，具有不同速度的带电粒子受力不同， 射入后发生偏的情况不同。如果能满足所受到的洛仑力等于电场力，那一 粒子沿直线飞出。种置能把具有某一定速度（必满足 V=E/B）的粒子选 择出来，所以叫做速度选择器。而且：在置确定的情况下，速度选择器所选的 粒子，与电性无关，只与带电粒子的速度大小方向有关，是名副其的速度选择 器。 2．磁流体发电机 磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的能直接化成电能，两平行 金板之有一很䁛的䁛磁场，一束等离子体（即高下电离的气体，含 有大量的正、负带电粒子）喷入磁场，些等离子体在洛仑力的作用下，回分 别打在两金板上形成电源的正负极，就可以给外电路供电。若外电路接通， 等离子体时刻向两金板聚集形成持㈠电源。 3．质谱㌵ 质谱㌵最初是由汤姆生的学生阿斯顿设的，带电粒子飘进加速电场，后进入 偏磁场最打在照相底片上，假设粒子质量 m，电量 q，加速电场电压 U，磁感应䁛度 B，可以得到打在照相底片的位置距离进入磁场 q mU Bx 21 ， 结果可以看出如果粒子的电荷量相同而质量不同打在照相底片的不同 地方，他用质谱㌵发现了氖 20 和氖 22，证了同位素的存在。现在的质谱㌵已 是一种十分精密的㌵器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。 4．回旋加速器：要识原子核部的情况，必把核“打开”进行“察”。然 而，原子核被䁛大的核力束，只有用极高能量的粒子作“炮弹”去轰击，才 能把它“打开”。产生些高能“炮弹”的“工厂”就是各种各的粒子加速器， 人首先想到用电场去加速带电粒子，然而产生很高的加速电压在技术是困难 的。所以就想到了多次（多级）加速的方法：回旋加速器，它用电场加速，磁场 粒子“圈圈”。技术上的高压可以通过多次加速现，且可以减少加速 器置所占的空。 5．电磁流量：监测某化工厂的污水排放量等，技术人员在排污管末端安了的流量．该 置由材料制成，长、宽、高分别 a、b、c,左右两端开口．在 垂直于上下底面方向加磁感应䁛度大小 B 的䁛磁场,在前后两 侧面分别固定有金板作电极．污水（含正负离子）充满管口 左向右流该置时，由于受到磁场的作用会打在上下两极板上， 电压表显示两电极的电压 U．可以推出污水流量 Q 与电压表 的示 U 有一定的关系。 Q B a b c 6．霍尔件：1879 年美物理学家 E.H.霍尔察到，在䁛磁场中放置一矩 形截面的载流导体，磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都 垂直的方向上出现了电差。是因薄片中的载流子就在洛仑力的作用下向 与电流和磁场都垂直的方向漂移，使得那两极板出现电压，种电压后来 就叫做霍尔电压。它与电流䁛度、磁感应䁛度、长方体形导体的厚度都有关系。 利用种效应制成的件可以制成多种感器。例如，由于霍尔件体很小， 它可以用来制作探测磁场的探头，可以应用在其它与磁场有关的自ᦙ控制系统 中。