高二物理期末总复习(电).ppt

一一电荷使物体带电的方法和实质：使物体带电的方法和实质：a.摩擦起电摩擦起电b.静电感应静电感应实质实质使物体内正负电荷分开使物体内正负电荷分开电荷守恒定律：电荷守恒定律：一个物体一个物体物体一部分物体一部分转移电荷转移电荷另一个物体另一个物体另一部分另一部分转移过程中电荷总量不变转移过程中电荷总量不变元电荷元电荷：e=1.6二二库库伦伦定定律律内容内容：公式：公式：适用条件：适用条件：应用：大小：应用：大小：方向；同斥异引方向；同斥异引真空中的点电荷真空中的点电荷带电荷量的绝对值带电荷量的绝对值几种常见电场的电场线几种常见电场的电场线真空中孤立点电荷的电场的真空中孤立点电荷的电场的电场线电场线三、三、电场电场等量的异号电荷产生的电场的等量的异号电荷产生的电场的等量的异号电荷产生的电场的等量的异号电荷产生的电场的电场线电场线电场线电场线等量的同号电荷产生的电场的等量的同号电荷产生的电场的电场线电场线匀强电场：匀强电场：各点的电场强度都相同各点的电场强度都相同的电场称为匀强电场。的电场称为匀强电场。（常见的匀强电场有平行金属板间的电场。）（常见的匀强电场有平行金属板间的电场。）4 4、电场线的特点、电场线的特点（1 1）电场线是假想的，不是真实的曲线。）电场线是假想的，不是真实的曲线。（2 2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。线不闭合。（3 3）电场线的疏密表示电场的强弱。）电场线的疏密表示电场的强弱。（5 5）电场线不能相交。）电场线不能相交。（4）这些线上每一点的切线方向都跟该点这些线上每一点的切线方向都跟该点 的电场方向一致，即的电场方向一致，即正电荷受力方向正电荷受力方向。四、电场强度四、电场强度1、概念：放在电场中某点的电荷所受概念：放在电场中某点的电荷所受 电场力电场力F和它的电荷量和它的电荷量q的比值，叫的比值，叫 做该点的电场强度。做该点的电场强度。2、公式：、公式：单位：单位：N/C物理意义：描述电场的力的性质的物理量。物理意义：描述电场的力的性质的物理量。电场强度是矢量，合成应遵循电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形平行四边形法则法则-q+qE+E-E合等量异种点电荷在等量异种点电荷在P点的场强叠加点的场强叠加 五五.电势能和电势电势能和电势1电势能：电荷在电场中具有的势能。电势能：电荷在电场中具有的势能。电场力做功与电势能变化的关系：电场力做功与电势能变化的关系：WAB=A-B。当电场力做正功时，即当电场力做正功时，即WAB0，则，则AB，电势，电势能减少能减少当电场力做负功时，即当电场力做负功时，即WAB0，则，则AB，电势，电势能在增加能在增加零电势能点：零电势能点：在电场中规定的任何电荷在该点电势在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点；能为零的点；理论研究中通常取无限远点为零电势能理论研究中通常取无限远点为零电势能点；点；实际应用中通常取大地为零电势能点。实际应用中通常取大地为零电势能点。2电势电势：电场电场中某点的中某点的电电荷的荷的电势电势能跟它的能跟它的电电量量比比值值，叫做，叫做这这一点的一点的电势电势。定定义义式式：电势电势是反映是反映电场电场能的性能的性质质的物理量的物理量;零零电势电势点的点的选选取与零取与零电势电势能点的能点的选选取相同取相同;顺顺着着电场线电场线的方向的方向电势电势越来越低；越来越低；电场电场强强度的方向是度的方向是电势电势降低最快的方向。降低最快的方向。电势电势能与能与电势电势的关系：的关系：=qU。3等等势势面面：电场电场中中电势电势相等的点构成的面。相等的点构成的面。(1)在同一等在同一等势势面上任何两点面上任何两点间间移移动电动电荷，荷，电场电场力不做功。力不做功。(2)等等势势面一定跟面一定跟电场线电场线垂直，垂直，场场强强一定跟等一定跟等势势面垂直。面垂直。(3)电场线电场线由由电势较电势较高的等高的等势势面指向面指向电势较电势较低的等低的等势势面。面。图图1-13为为几种典型几种典型电场电场的等的等势势面。面。4电势差的概念：电荷在电场中两点间移动电势差的概念：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。做这两点间的电势差，也叫电压。定义式定义式:其中：其中：UAB=UA-UB。两点间的电势差与零电势点的选取无关。两点间的电势差与零电势点的选取无关。5电场力做的功：电场力做的功：WAB=qUAB=A-B（上式各物理量均应代入正负号）（上式各物理量均应代入正负号）电场力做功特点与重力做功相似，与电荷电场力做功特点与重力做功相似，与电荷在电场中的具体路径无关，只由电荷的初、在电场中的具体路径无关，只由电荷的初、末位置决定。末位置决定。6匀强电场中电势差和电场强度的关系：匀强电场中电势差和电场强度的关系：U=Ed该式中该式中U为两点间电势差的绝对值，为两点间电势差的绝对值，E为电场强为电场强度的大小，度的大小，d为两点间距离在场强方向上的投影。为两点间距离在场强方向上的投影。场强还有另一单位：伏场强还有另一单位：伏/米米(v/m)，1N/c=1v/m。【例【例1】如图如图1-14所示，所示，a、b、c是一条电场线上的三是一条电场线上的三个点，电场线的方向由个点，电场线的方向由a到到c。a、b间的距离等于间的距离等于b、c 间间的距离。用的距离。用Ua、Ub、Uc和和Ea、Eb、Ec分别表示三点的分别表示三点的电势和场强，可以判定电势和场强，可以判定AAUaUbUc；BEaEbEc；CUa-Ub=Ub-Uc；DEa=Eb=Ec。【例【例2】下列说法中正确的是下列说法中正确的是A A电场线相互平行的电场一定是匀强电场；电场线相互平行的电场一定是匀强电场；B在电场中将电荷由在电场中将电荷由a点移到点移到b点，如果电场做点，如果电场做功为零，则功为零，则a、b两点场强大小必相等；两点场强大小必相等；C电势降低的方向，一定就是场强方向；电势降低的方向，一定就是场强方向；D在电场中，只在电场力作用下，使电荷沿电在电场中，只在电场力作用下，使电荷沿电场线运动，这样的电场只能是匀强电场。场线运动，这样的电场只能是匀强电场。【例【例3】将一个将一个10-6库的负电荷从电场中库的负电荷从电场中A点移动到点移动到B点，克服电场力做功点，克服电场力做功210-6焦，焦，从从C点移到点移到D点，电场力做功点，电场力做功710-6焦，若焦，若已知已知B点比点比C点电势高点电势高3伏，则伏，则AD之间的电之间的电势差的值是势差的值是_伏。伏。【解题】【解题】由电场力做功公式由电场力做功公式W=qU得得所以所以A、D两点间的电势差：两点间的电势差：UAD=UAB+UBC+UCD=2+3+(-7)=-2(V)D点电势高于点电势高于A点电势。点电势。六六.稳恒电流稳恒电流1.电流电流定义式：定义式：适用于任何电荷的定向移动形成的电流。适用于任何电荷的定向移动形成的电流。在在电电解解液液导导电电时时，是是正正负负离离子子向向相相反反方方向向定定向向移移动动形形成成电流。电流。金属导体金属导体:I=nqvSn为为单单位位体体积积内内的的自自由由电电子子个个数数，S为为导导线线的的横横截截面面积积，v为自由电子的定向移动速率为自由电子的定向移动速率2.2.电阻定律电阻定律 导导体体的的电电阻阻R R跟跟它它的的长长度度L L成成正正比比，跟跟它它的的横横截截面面积积S S成反比。成反比。是是反反映映材材料料导导电电性性能能的的物物理理量量，叫叫材材料料的的电电阻阻率率（反反映该材料的性质）。单位是映该材料的性质）。单位是 m m。VA描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线VARS测电源的电动势和内阻测电源的电动势和内阻3.欧姆定律欧姆定律:适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。电电阻阻的的伏伏安安特特性性曲曲线线：注注意意I-U曲曲线线和和U-I曲曲线线的的区区别别。还还要要注注意意：当当考考虑虑到到电电阻阻率率随随温温度度的的变变化化时时，电电阻阻的的伏伏安安特特性曲线不再是过原点的直线。性曲线不再是过原点的直线。IO U O I U1212R1R2R1R2【例例1】实实验验室室用用的的小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的I-U特特性性曲曲线线可可用用以以下下哪个图象来表示：哪个图象来表示：A.B.C.D.I I I Io U o U o U o U【例【例2】下图所列的】下图所列的4个图象中，最能正确地个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率的电功率P与电压平方与电压平方U 2之间的函数关系的之间的函数关系的是以下哪个图象是以下哪个图象PU2oPU2oPU2oP U2o4.电功和电热电功和电热电功电功:W=UIt电热电热:Q=I 2Rt(焦耳定律焦耳定律)（1）对纯电阻而言，电功等于电热：）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t=（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。计算，两式不能通用。电功和电热的区别：电功和电热的区别：（1）纯纯电电阻阻用用电电器器：电电流流通通过过用用电电器器以以发发热热为为目目的的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。白炽灯泡等。计算公式：计算公式：W=Q=UIt=I2R t=P=UI=I2R=（2）非非纯纯电电阻阻用用电电器器：电电流流通通过过用用电电器器是是以以转转化化为为热热能能以以外外的的形形式式的的能能为为目目的的，发发热热不不是是目目的的，而而是是不不可可避避免免的的热热能能损损失失，例例如如电电动动机机、电电解解槽槽、给给蓄蓄电电池池充充电电、日日光光灯等。灯等。W=UIt 即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用电动机U额=220V,R=0.4 正常工作时的电流I=5A,t=10min.(1)电动机消耗的电能?(2)产生的热量?(3)输出的机械能?(4)电动机的输入功率?(5)损失的功率(6)输出功率?非纯电阻的电路非纯电阻的电路（3）电动机发生“堵转”时最易烧毁原因是什么？【例3】某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？【例4】某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.【例1】已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3【例2】已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1L2L1L2L1L2L1R R R L2RA.B.C.D.E=U外+U内（I、R间关系）U=E-Ir （U、I间关系）（U、R间关系）5.闭合电路欧姆定律的表达形式有：2、电源特性图线、电源特性图线U-I图象的分析图象的分析（1）坐标的意义（2）与坐标交点的意义（要注意坐标的起点是否为零，否则易错）（3）直线的斜率的含义（4）与电阻特性图线的区别图6-50I/AI/AU/V6.05.85.65.45.20.20.4E=？，r=？将该电源与该电阻串联，该电源的输出功率？2.电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）:PE=EI电源的输出功率:P出=UI电源内部消耗的功率:Pr=I 2r电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）电源的输出功率:可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为o RP出PmrE rR2R1【例1】已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。电路的动态分析和计算电路的动态分析和计算U外外=外电路上串联电阻的电压之和外电路上串联电阻的电压之和思路：思路：R局局 R总总 I总总=各支路电流之和各支路电流之和（局部（局部 整体整体 局部）局部）Av例题：当变阻器滑片向下移动时，I1、I2、I3、电压表和电流表的读数的变化。U外外=UR2+UR3R变变 R总总 I总总=I1+I3 I3=I2+Iab（E=U+Ir)局部电阻与总电阻变化的关系局部电阻与总电阻变化的关系结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或减小）结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大（或减小）。如开关的断开和闭合。结论3：R1+R2=定值，则R1和R2的乘积有最大值。R1R2R3R3=5例：R1=4R2=3求AB间电阻的最大值AB电路故障判断1、如果被测量部分电路两点的电压为零这部分电路短路这部分以外电路某处有断路2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压这部分电路某处有断路这部分以外电路被短路将滑动变阻器接成分压电路，由于电路有一处出现故障，致使输出电压Up不能随滑动键P的位置而改变不论P如何滑动，Up始终等于0V，故障原因不可能是A导线EF段有断开处B导线AB段有断开处C滑动键P与电阻R接触不通D导线BC段有断开处不论P如何滑动，Up始终等于输入电压U0，则故障原因可能是A电源与导线端F接触不良B滑动键P与电阻R接触不通CBC段导线有断开处D滑动变阻器R的电阻丝有断开处