物理选修全册.pptx

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1、目录第一章静电场1.1电荷及其守恒定律1.2库仑定律1.3.1电场强度1.3.2专题：静电平衡1.4电势能 电势1.5电势差1.6电势差与电势强度的关系1.7电容器与电容1.8带电粒子在电场中的运动 第1页/共63页目录第二章、恒定电流2.1、导体中的电场和电流（1课时）2.2、电动势（1课时）2.3、欧姆定律（2课时）2.4、串联电路和并联电路（2课时）2.5、焦耳定律（1课时）第2页/共63页目录第三章 磁场 3.1 磁现象和磁场（1课时）3.2、磁感应强度（1课时）3.3、几种常见的磁场（1.5课时）3.4、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）3.6

2、、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）第3页/共63页 电 场 第4页/共63页一、一、电荷电荷1 1、基本电荷、基本电荷（元电荷）：（元电荷）：2 2、物体起电方式：、物体起电方式：本质：电荷转移摩擦起电；（绝缘体）接触起电：（导体）感应起电：（导体）二、二、库仑定律库仑定律1 1、公式：、公式：K的测定：库仑扭秤实验2 2、适用条件：、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）第5页/共63页3 3、应用：、应用：两相同球体接触起电三点电荷静电平衡:两球带同种电荷，总电量两球均分: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，进小远大带电摆球的平衡：整体法：三

3、力共点（c为两球重心）m，G总12cm1m2摆角与带电量无关第6页/共63页三、三、电场强度（场强）电场强度（场强）1 1、场强、场强E E：2 2、场强的叠加：、场强的叠加：定义式：单位：N/C V/m矢量方向：规定正电荷受力方向决定式：-适用真空点电荷-平行四边形定则第7页/共63页例：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第8页/共63页四、四、电场线电场线1 1、应用：、应用：2 2、特点：、特点：定性判断场强大小、方向：定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间从正电荷出

4、发，终止于负电荷不闭合、不相交、不中断电场线条数与电荷量成正比电场线与电荷运动轨迹一般不重合第9页/共63页3 3、常见电场的电场线：、常见电场的电场线：正、负点电荷电场一对等量异种电荷的电场一对等量同种电荷的电场匀强电场第10页/共63页五、五、静电平衡静电平衡2 2、静电平衡导体的特点：、静电平衡导体的特点：净电荷只能分布于导体表面内部场强处处为0表面附近的场强垂直于导体表面导体是个等势体，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）电荷运动反证法反证法第11页/共63页例：求感应电荷产生的场强AC

5、dAd接地第12页/共63页六、六、电势电势1 1、定义：、定义：2 2、单位：、单位：伏伏 1V=1J/C1V=1J/C3 3、决定因素：、决定因素：生场电荷、位置4 4、相对性：、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 5、电势高低的判断：、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ABO ABOABAB第13页/共63页1 1、定义：、定义：七、电势差：七、电势差：（电压电压）2 2、决定式、决定式：uab=a-b 单下标或无下标时取绝对值 有下脚标

6、时应注意正负号 uab=uba3 3、绝对性：、绝对性：与零势点无关4 4、场强与电势无必然联系：、场强与电势无必然联系：场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5 5、场强与电势差关系：、场强与电势差关系：-适用于匀强电场第14页/共63页八、电场力的功八、电场力的功1 1、电场力做功特点、电场力做功特点：（同重力）：（同重力）静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）只决定于起点、终点的电势差，与路径无关正功电势能减少，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

7、负电荷：均从电势能大电势能小2 2、电场力做功的计算：、电场力做功的计算：W=Fd=Eqd-匀强W=qu-通用可通过功的正负来确定电势的高低及电势差第15页/共63页九、电容器九、电容器 ：平行板1 1、定义式：、定义式：1，介电常数S正对面积；d极板间距2 2、决定式：、决定式：3 3、单位：、单位：法拉（F）微法（F F）皮法（pF）普适通用1F=106F=10F=101212pF第16页/共63页4 4、平行板电容器两种充电方式：两种充电方式：U不变 电源保持连接状态 充电后电源切断若d，E d，C，Q Q不变若d，C ，U E不变第17页/共63页十、带电粒子在电场中的运动十、带电粒子

8、在电场中的运动 ：牛顿运动定律 动能定理1 1、匀变速直线运动：、匀变速直线运动：2 2、辐射电场中的匀速圆周运动：、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 3、匀强电场中的圆周运动、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）（考虑重力）例：单摆（带电小球与绝缘绳）等效“重力”：mgEqGABo“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲第18页/共63页 粒子落在极板上 粒子穿出极板4 4、匀强电场中的类平抛运动、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决定第19页/共63页 粒子先经过加

9、速电场再进入偏转电场 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY第20页/共63页第三四章 电流 第21页/共63页一、一、电流电流1 1、电流的形成：、电流的形成：电荷的定向移动2 2、电流（、电流（强度强度）定义）定义：3 3、电流（、电流（微观微观）决定式：）决定式：4 4、电流（、电流（宏观宏观）决定式：）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-部分电路欧姆定律第22页/共63页电流处处相等电压：U=U1+U2+U3+电阻：R=R1+R2+R3+二、串并联电路基本特点：二、串并联电路基本特点：1 1、串联：、串联：2 2、并联：、并联：电压分配：与电阻

10、成正比功率分配：与电阻成正比 各支路电压相等电流分配：与电阻反比功率分配：与电阻反比 电流：电阻：第23页/共63页三、三、电阻电阻1 1、定义式：、定义式：2 2、决定式：、决定式：金属导体电阻率随温度升高而增大：电阻率由材料决定-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第24页/共63页3 3、变阻器：、变阻器：、限流接法：、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）第25页/共63页4 4、复杂电路的电

11、阻：、复杂电路的电阻：、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、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: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）两端的电势高低第26页/共63页R3R2R1VR3R2R1VAR3R2R1VAR3R2R1AR2R1R3第27页/共63页四、四、电功与电功率电功与电功率1 1、电功：、电功：2 2、电功率：、电功率：单位：焦耳（J）、度千瓦时（瓩时)(KWh)1度=1000

12、W3600S=3.6106J3 3、效率：、效率：第28页/共63页五、五、电功与电热电功与电热1 1、焦耳定律、焦耳定律：2 2、纯电阻电路：、纯电阻电路：热效率=100%=100%对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用3 3、非纯电阻电路、非纯电阻电路：（电动机）当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路第29页/共63页六、六、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1 1、表达式：、表达式：2 2、路端电压变化规律：、路端电压变化规律：与外阻的关系：物理意义：与电流的关系：UoAB短路电流Uo4 4、闭合电路中的功率：、闭合电路中的功率：电源的总功率：P总=I 电源内耗功率：P内=U内I=

13、I2r 电源输出功率：P出=UI=I-I2r第30页/共63页1 1、电源的输出功率：、电源的输出功率：讨论讨论:当R R一定，r r可变，则r0r0，P P出最大，当r r一定，R R可变，因 则当R=rR=r时，P P出最大，七、七、欧姆定律综合应用欧姆定律综合应用第31页/共63页PR图像OP出RrR1R2当P出RgRgRg内阻验电器改装G表串联分压 高电阻G表并联分流 低电阻改装静电计伏特表 安培表 灵敏电流计 八、八、电表的改装电表的改装第36页/共63页1 1、电压表：、电压表：串联分压电阻GRgRVGRgRA电压表内阻：R内=R+Rg2 2、电流表：、电流表：并联分流电阻电流表内

14、阻：R内0第37页/共63页电表的串并联：设两改装的表头相同，量程不同、两电压表V1、V2并联、两电压表V1、V2串联、两电流表A1、A2串联、两电流表A1、A2并联读数相同，指针偏角不同指针偏角相同，读数不同指针偏角相同，读数不同读数相同，指针偏角不同第38页/共63页九、伏安法测电阻九、伏安法测电阻外接法RxAVRxAV内接法误差原因：伏特表分流安培表读数偏大安培表分压伏特表读数偏大解决方案：适宜测低阻适宜测高阻外外 内内第39页/共63页十、实物电路连接十、实物电路连接1 1、特点及注意事项：、特点及注意事项：、注意量程，及正负极性、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接2 2、实例：、

15、实例：、导线必须接于接线柱，且不能相交（铅笔草稿）伏安法测电阻第40页/共63页第41页/共63页第42页/共63页练习用多用电表测电阻练习用多用电表测电阻 操 作 内 容一、测几百欧姆的电阻R11会正确选档。2会调零。3记下电阻数值。二、测几千欧姆的电阻R25.实验完毕：测量完毕，表笔从测试笔插孔拔出，并不要把选择开关置于欧姆档，可置选择开关于交流250V或OFF档。器材要排列整齐。4会换档，会重新调零，正确记下电阻数值。第43页/共63页练习用多用电表测电阻练习用多用电表测电阻 测量结果记录（1）、R1=；选择开关倍率：。（如：100）（2）、R2=；选择开关倍率：。第44页/共63页练习

16、用多用电表测电阻练习用多用电表测电阻选择适当的量程表笔短接，调节“调零电阻”测量双手不可碰到表笔的金属部分尽量使指针指向表盘刻度的中间。如果不满足，应换量程！读数：表盘示数倍率实验结束后，把多用表调到“OFF”档第45页/共63页第五六章 磁 场 第46页/共63页一、磁场的产生一、磁场的产生1 1、产生：、产生：磁体（磁极）、电流（运动电荷）2 2、电本质、电本质：3 3、磁现象：、磁现象：磁体安培分子电流假说磁极间相互作用：同名相斥，异名相吸电流间相互作用：同向相吸，反向相斥磁场对电流作用：安培力左手定则电流所有磁场都是运动电荷（电流）产生磁场对运动电荷作用：洛伦兹力分子电流大小：第47页

17、/共63页二、二、磁感线磁感线1 1、应用：、应用：2 2、特点：、特点：对于磁体：外部NS，内部SN-右手螺旋定则（安培定则）大小：B疏密程度方向：B的切线不相交，不中断，闭合3 3、常见电流的磁场（磁感线）：、常见电流的磁场（磁感线）：、直线电流（电流的磁效应）奥斯特第48页/共63页、环形电流、螺线管电流第49页/共63页4 4、常见（磁体）的磁场：、常见（磁体）的磁场：、匀强磁场：、条形磁铁：、蹄形磁铁：BB第50页/共63页、地磁场：同条形磁铁（通电螺线管）磁场N极在地理南极，S极在地理北极赤道B水平向北南半球B斜向上，北半球B斜向下第51页/共63页三、三、磁感应强度磁感应强度B

18、B1 1、定义式：、定义式：2 2、单位：、单位：特斯拉（T T）3 3、矢量性：、矢量性：-定量描述磁场的强弱磁感应强度B B的方向：（磁场方向）（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向）磁感线的切线第52页/共63页五、五、磁场对电流的作用磁场对电流的作用1 1、安培力：、安培力：大小：方向：左手定则、一般情况，F=ILB=ILB、当IB，F最大，F=ILB、当IB，F=0第53页/共63页3 3、解题一般步骤：、解题一般步骤：判断安培力方向其它力受力分析注意选择视图（视角）将立体受力图应转化成平面力图列力学主方程：列电学辅助方程:解方程及必要的讨论（“答”）平衡方程牛二方程（动能定理

19、）F=ILBQ=It=IR .第54页/共63页六、六、洛伦兹力洛伦兹力1 1、磁场力：、磁场力：2 2、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小：安培力：洛伦兹力：磁场对电流作用（宏观）一般位置，f=qVB=qVB 当VB，f最大，f=qVB当VB，f=0与正电荷速度同向与负电荷速度反向注意四指方向：（电流方向）磁场对运动电荷作用（微观）3 3、洛伦兹力方向：、洛伦兹力方向：左手定则（类似安培力）第55页/共63页七、七、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动1 1、当、当V VB：f=0，匀速运动2 2、当、当V VB：洛伦兹力总是垂直速度，永远不会做功第56页/共63页运动周期：运动性

20、质：匀速圆周运动（f为向心力）轨道半径：第57页/共63页3 3、解题思路、解题思路：（匀速圆周运动）（匀速圆周运动）圆心半径的确定：运动轨迹中任两点的切线的垂线交点即为圆心飞行时间的确定：周期、圆心角 圆心角等于偏转角 运动时间：t=/360 T第58页/共63页八、八、综合应用实例分析综合应用实例分析1 1、速度选择器：、速度选择器：与粒子的质量、电量及正负无关EBVEqEqqVBqVB2 2、质谱仪：、质谱仪：测定荷质比、元素鉴定分析第59页/共63页3 3、回旋加速器：、回旋加速器：极板间交变电场周期T等于回旋周期T回交变电场中的（加速）运动时间忽略N为回旋周期数dR第60页/共63页

21、三、三、综合应用类型题归纳综合应用类型题归纳1 1、直线运动：、直线运动：2 2、圆周运动：、圆周运动：受力平衡匀速直线运动如：速度选择器、霍尔效应、磁流体、电磁流量计辐射电场（重力场）中:匀速圆周运动（只讨论匀强磁场）匀强电场、重力场中：匀速圆周运动mgEq第61页/共63页3 3、复杂曲线运动：、复杂曲线运动：匀强电场、重力场中：单摆运动例：地球表面、匀强磁场中的带电小球摆动洛伦兹力沿绳子所在的直线左摆、右摆时，洛伦兹力方向相反摆球的周期与洛伦兹力无关唯一思路：动能定理（能量守恒）注意：电子、质子、粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时，一般都不计重力，但质量较大的质点（如带电尘粒、油滴、小球）在复合场中运动时，不能忽略重力.第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页