物理选修 3-1 复习提纲
一、电场
1. 两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e = 1.60 × 10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2. 库仑定律: F=kQ1Q2/r 2(真空中的点电荷) {F: 点电荷间的作用力 (N) ;k: 静电力常量 k=9.0 × 109N?m2/C 2;
Q1、 Q2: 两点电荷的电量 (C) ; r: 两点电荷间的距离 (m) ;作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引 }
量 (C) }
3. 电场强度: E= F/q (定义式、计算式 ) { E: 电场强度 (N/C) ,是矢量(电场的叠加原理) ;q:检验电荷的电 4. 真空点(源)电荷形成的电场 5. 匀强电场的场强 E= UAB/d E= kQ/r 2 { r :源电荷到该位置的距离( m), Q:源电荷的电量} { UAB:AB 两点间的电压 (V) , d:AB 两点在场强方向的距离 (m)}
6. 电场力: F= qE {F: 电场力 (N) , q: 受到电场力的电荷的电量 (C) , E: 电场强度 (N/C) }
7. 电势与电势差: U =φ - φ , U = W /q = E /q
ABA B
ABAB
P 减
8. 电场力做功: WAB= qUAB= qEd= EP 减 { WAB: 带电体由 A 到 B 时电场力所做的功 (J) ,q: 带电量 (C) , UAB: 电场 EP
中 A、 B 两点间的电势差 (V)( 电场力做功与路径无关 ),E: 匀强电场强度 ,d: 两点沿场强方向的距离 (m) ; 减 : 带电体由 A 到 B 时势能的减少量}
9. 电势能: EPA= qφ A { EPA: 带电体在 A 点的电势能 (J) , q: 电量 (C) ,φ A:A 点的电势 (V) } 10. 电势能的变化
EP减 = EPA-E PB {带电体在电场中从 A 位置到 B 位置时电势能的减少量}
11. 电场力做功与电势能变化 WAB= EP 减= qUAB ( 电场力所做的功等于电势能的减少量) 12. 电容 C= Q/U( 定义式 , 计算式 ) { C: 电容 (F) , Q:电量 (C) , U:电压 ( 两极板电势差 )(V) }
13. 平行板电容器的电容 C=ε S/ ( 4π kd)( S: 两极板正对面积, d: 两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常
见电容器
K 增
t
2
14. 带电粒子在电场中的加速 (Vo = 0) : W= E 或 qU= mV /2 15. 带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo 进入匀强电场时的偏转 ( 不考虑重力作用 ) :
类平抛运动 ( 在带等量异种电荷的平行极板中:E= U/d)
d= at 2/2 , a= F/m= qE/m = q U /m
垂直电场方向 : 匀速直线运动 L= Vot
平行电场方向 : 初速度为零的匀加速直线运动
注 : (1) 两个完全相同的带电金属小球接触时 量平分;
, 电量分配规律 : 原带异种电荷的先中和后平分 , 原带同种电荷的总
(2) 电场线从正电荷出发终止于负电荷 , 电场线不相交 , 切线方向为场强方向 , 电场线密处场强大 , 顺着电场线电势越来越低 , 电场线与等势线垂直;
(3 )常见电场的分布要求熟记;
(4) 电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定 , 而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5) 处于静电平衡导体是个等势体 , 表面是个等势面 , 导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合
场强为零 , 导体内部没有净电荷
, 净电荷只分布于导体外表面;
6
12
(6) 电容单位换算: 1F=10 μ F= 10 PF;
(7 )电子伏 (eV) 是能量的单位 ,1eV = 1.60 ×10-19 J;
(8) 其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面
二、 恒定电流
1. 电流强度: I = q/t { I: 电流强度 (A ), q: 在时间 t 内通过导体横载面的电量
(C), t: 时间 (s )}
2. 欧姆定律: I = U/R { I: 导体电流强度 (A) , U: 导体两端电压 (V) ,R: 导体阻值 ( Ω ) }
3. 电阻、电阻定律: R=ρ L/S {ρ : 电阻率 ( Ω ?m), L: 导体的长度 (m) , S: 导体横截面积 (m2) } 4. 闭合电路欧姆定律: I = E/(r +R) 或 E= Ir+ IR (纯电阻电路) ;
E=U 内 +U 外 ; E= U 外 + I r ;(普通适用)
1
1
{ I: 电路中的总电流 (A) , E: 电源电动势 (V) , R: 外电路电阻 ( Ω ) , r: 电源内阻 ( Ω ) }
5. 电功与电功率: W= UIt , P= UI {W:电功 (J) , U: 电压 (V) , I: 电流 (A) ,t: 时间 (s) , P: 电功率 (W)} 6. 焦耳定律: Q=I 2Rt{ Q:电热 (J) , I: 通过导体的电流 (A) , R: 导体的电阻值 ( Ω ) , t: 通电时间 (s) }
7. 纯电阻电路和非纯电阻电路
8. 电源总动率 P 总 = IE ;电源输出功率 P 出 = IU ;电源效率η= P 出/P 总{ I: 电路总电流 (A) ,E: 电源电动势
(V) , U:
路端电压 (V) ,η:电源效率} 9. 电路的串 / 并联: 串联电路 (P 、 U 与 R 成正比 ) 并联电路 (P 、 I 与 R成反比 )
2 2
10. 欧姆表测电阻
11. 伏安法测电阻
1、电压表和电流表的接法
2、滑动变阻器的两种接法
3 3
3
6 3 6 3 6 注:( 1) 单位换算: 1A= 10 mA= 10 μ A;1kV= 10 V=10 mV; 1MΩ= 10 kΩ= 10 Ω
(2) 各种材料的电阻率都随温度的变化而变化 , 金属电阻率随温度升高而增大; 半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。
(3) 串联时,总电阻大于任何一个分电阻;并联时,总电阻小于任何一个分电阻; (4) 当外电路电阻等于电源电阻时 , 电源输出功率最大 , 此时的输出功率为 E2/(4r) ;
三、磁场
1. 磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量
, B = Φ /S, 是矢量 ,单位 (T),1T = 1N/ ( A?m)
2. 安培力 F= BIL ( 注: I ⊥ B) ; {B: 磁感应强度 (T),F: 安培力 (F),I: 电流强度 (A),L:
导线长度 (m)}
3. 洛仑兹力 f = qVB(注 V⊥ B) ; 质谱仪{ f: 洛仑兹力 (N) , q: 带电粒子电量 (C) , V: 带电粒子速度 (m/s) }
4. 在重力忽略不计 ( 不考虑重力 ) 的情况下 , 带电粒子进入磁场的运动情况 ( 掌握两种 ) :
( 1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场: 不受洛仑兹力的作用 , 做匀速直线运动 V= V0 (2) 带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场
: 做匀速圆周运动 , 规律如下
2
2
2
(a) f 洛 = F 向= mV/r = mω r = m (2
π /T) r = qVB; r =mV/qB; T= 2π m/qB; (b)
运动周期与圆周运动的半径和线速度无关, 洛仑兹力对带电粒子不做功 ( 任何情况下 ) ; (c) 解题关键 : 画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=弦切角的二倍)
注:
(1) 安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负; (2) 磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;
(3) 其它相关内容:地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料
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