高中物理电学知识归纳(1).doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高中物理电学知识归纳(1)高中物理电学知识归纳（沙城稿）高中物理电学知识归纳一、静电场： 静电场：概念、规律特别多，注意理解及各规律的适用条件；电荷守恒定律，库仑定律1.电荷守恒定律：元电荷2.库仑定律： 条件：真空中、点电荷；静电力常量k=9×109Nm2/C2三个自由点电荷的平衡问题：“三点共线，两同夹异，两大夹小”中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的；常见电场的电场线分布熟记，特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用.3.力的特性(E)：只要有电荷存在周围就存在电场 ，电场中某位置场强： （定义式）（真空点电荷） （匀强电场E、d共线）4.两点间的电势差：U、UAB：(有无下标的区别)静电力做功U是(电能其它形式的能) 电动势E是(其它形式的能电能)UBA（UBUA）与零势点选取无关) 电场力功W=qu=qEd=F电SE (与路径无关)5.某点电势描述电场能的特性：(相对零势点而言)理解电场线概念、特点；常见电场的电场线分布要求熟记，特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律6.等势面(线)的特点，处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?)，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；表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端放电。应用：静电感应，静电屏蔽7.电场概念题思路：电场力的方向电场力做功电势能的变化(这些问题是电学基础)8.电容器的两种情况分析始终与电源相连U不变；当d增C减Q=CU减E=U/d减 仅变s时，E不变。充电后断电源q不变:当d增c减u=q/c增E=u/d=不变,仅变d时,E不变； 9带电粒子在电场中的运动qU=mv2；侧移y=，偏角tg= 加速 偏转(类平抛)平行E方向：L=vot竖直： tg=(为速度方向与水平方向夹角)速度：Vx=V0 Vy =at （为速度与水平方向夹角） 位移：Sx= V0 t Sy = （为位移与水平方向的夹角） 圆周运动 在周期性变化电场作用下的运动结论：不论带电粒子的m、q如何，在同一电场中由静止加速后，再进入同一偏转电场，它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同)出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O点，粒子好象从中心点射出一样 (即) 证： (的含义?)二、恒定电流： I=(定义) I=nesv(微观) I= R=(定义) 电阻定律：R=(决定)部分电路欧姆定律： U=IR 闭合电路欧姆定律：I = 路端电压： U = e I r= IR 输出功率： = IIr = 电源热功率： 电源效率： = = 电功： WQUUItI2RtU2t/R 电功率P=W/t =UIU2/RI2R 电热：QI2Rt 对于纯电阻电路： W=IUt= P=IU = 对于非纯电阻电路： W=IUt > P=IU>E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt单位：J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev电路中串并联的特点和规律应相当熟悉 1、联电路和并联电路的特点（见下表）：串联电路并联电路两个基本特点电压U=U1+U2+U3+U=U1=U2=U3=电流I=I1=I2=I3=I=I1+I2+I3+三个重要性质电阻R=R1+R2+R3+1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ R=电压U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=IIR=I1R1=I2R2=I3R3=U功率P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=I2PR=P1R1=P2R2=P3R3=U22、记住结论：并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻；当电路中的任何一个电阻的阻值增大时，电路的总电阻增大，反之则减小。3、电路简化原则和方法原则：a、无电流的支路除去；b、电势相等的各点合并；c、理想导线可任意长短；d、理想电流表电阻为零，理想电压表电阻为无穷大；e、电压稳定时电容器可认为断路方法：a、电流分支法：先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定），按电流流向，自左向右将各元件，结点，分支逐一画出，加工整理即可；b、等势点排列法：标出节点字母，判断出各结点电势的高低（电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压），将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。4、滑动变阻器的几种连接方式a、限流连接：如图，变阻器与负载元件串联，电路中总电压为U，此时负载Rx的电压调节范围红为，其中Rp起分压作用，一般称为限流电阻，滑线变阻器的连接称为限流连接。b 、分压连接：如图，变阻器一部分与负载并联，当滑片滑动时，两部分电阻丝的长度发生变化，对应电阻也发生变化，根据串联电阻的分压原理，其中UAP= ，当滑片P自A端向B端滑动时，负载上的电压范围为0U，显然比限流时调节范围大，R起分压作用，滑动变阻器称为分压器，此连接方式为分压连接。一般说来，当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时，做分压器使用好；反之做限流器使用好。5、含电容器的电路：分析此问题的关键是找出稳定后，电容器两端的电压。6、电路故障分析：电路不能正常工作，就是发生了故障，要求掌握断路、短路造成的故障分析。路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况1程序法:局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分局部变化再讨论其它 2直观法: 任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加； 与之串联支路电压U串减小（称串反并同法）当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%，路端电压跟负载的关系(1)路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。(2)路端电压跟负载的关系当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。UUr0IOEU内I1rUI1R定性分析：RI()IrU(EIr)RI()IrU(EIr)特例：00外电路断路：RIIrUE。0外电路短路：RI()Ir(E)U0。图象描述：路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。UI图象如图所示。直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。闭合电路中的功率(1)闭合电路中的能量转化qEqU外qU内在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。(2)闭合电路中的功率：EIU外IU内I EII2RI2r说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。(3)电源提供的电功率：又称之为电源的总功率。PEIRP，R时，P0。 RP，R0时，Pm。(4)外电路消耗的电功率：又称之为电源的输出功率。PU外I定性分析：I U外EIr从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。PROUIOR1 r R2RrEE/rE/2rE/2定量分析：P外U外I(当Rr时,电源的输出功率为最大，P外max)图象表述：从PR图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明，R1、R2和r必须满足：r。(5)内电路消耗的电功率：是指电源内电阻发热的功率。P内U内I RP内，RP内。(6)电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值。当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，50%。电学实验-测电动势和内阻 (1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E(2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；单一组数据计算，误差较大应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值作图法处理数据，(u，I)值列表，在u-I图中描点，最后由u-I图线求出较精确的E和r。(3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图 (一个电流表和两个定值电阻) (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) (一个电压表和两个定值电阻) （二）测电源电动势和内阻r有甲、乙两种接法，如图甲法中所测得和r都比真实值小，/r测=测/r真；乙法中，测=真，且r测= r+rA。（三）电源电动势也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则=UAUB/（UAU）。电阻的测量 AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u-I图线求。怎样用作图法处理数据欧姆表测：测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。电桥法测：GR2S2R1S1R1SVR2半偏法测表电阻： 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2；一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字类型电路图R测与R真比较条件计算比较法己知Rv、RA及Rx大致值时内AVR大R测=RX+RA > RX适于测大电阻Rx >外AVR小R测=<Rx适于测小电阻RX <当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法：动端与a接时(I1；u1) ，I有较大变化（即）说明v有较大电流通过，采用内接法动端与c接时(I2；u2) ，u有较大变化（即）说明A有较强的分压作用，采用内接法测量电路( 内、外接法 )选择方法有（三）Rx与 Rv、RA粗略比较 计算比较法 Rx 与 比较 当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法：二、供电电路( 限流式、调压式 )电路图电压变化范围电流变化范围优势选择方法限流E电路简单附加功耗小Rx比较小、R滑 比较大，R滑全>n倍的Rx通电前调到最大调压0E0电压变化范围大要求电压从0开始变化Rx比较大、R滑 比较小R滑全>Rx/2通电前调到最小以“供电电路”来控制“测量电路”：采用以小控大的原则电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便R滑唯一：比较R滑与Rx 控制电路 Rx<R滑<10 Rx 限流方式分压接法R滑Rx两种均可，从节能角度选限流R滑不唯一：实难要求确定控制电路R滑实难要求：负载两端电压变化范围大。负载两端电压要求从0开始变化。电表量程较小而电源电动势较大。有以上3种要求都采用调压供电。无特殊要求都采用限流供电三、选实验试材(仪表)和电路,按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.(1)选量程的原则：测u I,指针超过1/2，测电阻刻度应在中心附近.(2)方法: 先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序) 明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填,先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上. (3)注意事项：表的量程选对,正负极不能接错；导线应接在接线柱上,且不能分叉；不能用铅笔画用伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。(4)实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路).对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。实物连线的总思路 分压（滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端）画出电路图连滑动变阻器 限流（一般连上一接线柱和下一接线柱）（两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 电表的正负接线柱连接总回路： 总开关一定接在干路中 导线不能交叉微安表改装成各种表：关健在于原理首先要知：微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。采用半偏法先测出表的内阻；最后要对改装表进行较对。(1)改为V表：串联电阻分压原理 (n为量程的扩大倍数)(2)改为A表：串联电阻分流原理 (n为量程的扩大倍数)(3)改为欧姆表的原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小四、磁场 基本特性,来源, 方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(NS)内部(SN)组成闭合曲线要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布（正确分析解答问题的关健）脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念；会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图（正视、符视、侧视、剖视图）安培右手定则：电产生磁 安培分子电流假说，磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量F安=B I L f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)从安培力F=ILBsin和I=neSv推出f=qvBsin。典型的比值定义(E= E=k) (B= B=k ) (u=) ( R= R=) (C= C=)磁感强度B：由这些公式写出B单位，单位公式B= ; B= ; E=BLv B= ； B=k（直导体） ；B=NI（螺线管）qBv = m R = B = ; 电学中的三个力：F电=q E =q F安=B I L f洛= q B v注意：、BL时，f洛最大，f洛= q B v （f 、B 、v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直）导致粒子做匀速圆周运动。、B | v时，f洛=0 做匀速直线运动。、B与v成夹角时，（带电粒子沿一般方向射入磁场），可把v分解为（垂直B分量v，此方向匀速圆周运动；平行B分量v| ，此方向匀速直线运动。）合运动为等距螺旋线运动。带电粒子在磁场中圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）。规律： (不能直接用) 1、 找圆心：(圆心的确定)因f洛一定指向圆心，f洛v任意两个f洛方向的指向交点为圆心；任意一弦的中垂线一定过圆心； 两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。2、 求半径(两个方面)：物理规律 由轨迹图得出几何关系方程 ( 解题时应突出这两条方程 ) 几何关系：速度的偏向角=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)=2倍的弦切角相对的弦切角相等，相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出：关于半径的几何关系式去求。3、求粒子的运动时间：偏向角（圆心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2 ×T4、圆周运动有关的对称规律：特别注意在文字中隐含着的临界条件a、从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。b、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。注意：均匀辐射状的匀强磁场，圆形磁场，及周期性变化的磁场。-