物理选修31知识点归纳全Word格式文档下载.docx
《物理选修31知识点归纳全Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理选修31知识点归纳全Word格式文档下载.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
带正负计算,为正表示斥力;
为负表示引力。
一般电荷用绝对值计算,方向由电性异、同判断。
三个自由点电荷平衡问题,静电场得典型问题,它们均处于平衡状态时得规律。
“三点共线,两同夹异,两大夹小"
中间电荷靠近另两个中电量较小得、
中间点电荷得平衡求间距,两边之一平衡求中间点电荷得电量,关系式为或
④q1、q３固定时,q2得平衡位置具有唯一性,且与ｑ２得电量多少,电性正负无关、
三、电场:
１、存在于带电体周围得传递电荷之间相互作用得特殊媒介物质。
电荷间得作用总就是通过电场进行得。
电场:
只要电荷存在它周围就存在电场,电场就是客观存在得,它具有力与能得特性、力（电场强度）;
能（磁通量）
若电荷不动周围得就是静电场,若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场,
2、电场得基本性质—-－－-－—①就是对放入其中得电荷有力得作用。
能使放入电场中得导体产生静电感应现象
3、电场可以由存在得电荷产生,也可以由变化得磁场产生。
四、电场强度（E）——描述电场力特性得物理量。
（矢量）
１、定义:
放入电场中某一点得电荷受到得电场力F跟它得电量q得比值叫做该点得电场强度,表示该处电场得强弱
2、求Ｅ得规律及方法（有如下5种）:
E＝ （定义普遍适用）单位就是:
N/C或Ｖ/m;
“描述自身得物理量”统统不能说×
×
正此,×
反比（下同）
（导出式,真空中得点电荷,其中Q就是产生该电场得电荷）
（导出式,仅适用于匀强电场,其中d就是沿电场线方向上得距离）
电场得矢量叠加:
当存在几个场源时,某处得合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强得矢量与
利用对称性求解、
3、方向:
与该点正电荷受力方向相同,与负电荷得受力方向相反;
电场线得切线方向就是该点场强得方向;
③场强得方向与该处等势面得方向垂直、平行板电容器边缘除外。
４、在电场中某一点确定了,则该点场强得大小与方向就就是一个定值,与放入得检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处得场强大小方向仍不变。
检验电荷q充当“测量工具”得作用。
某点得E取决于电场本身,（即场源及这点得位置,）与q检得正负,电何量ｑ检与受到得电场力F无关、
这一点很相似于重力场中得重力加速度,点定则重力加速度定、与放入该处物体得质量无关,即使不放入物体,该处得重力加速度仍为一个定值、
5、电场强度就是矢量,电场强度得合成按照矢量得合成法则、（平行四边形法则与三角形法则）
6、电场强度与电场力就是两个概念,电场强度得大小与方向跟放入得检验电荷无关,而电场力得大小与方向则跟放入得检验电荷有关,
五、电场线:
定义:
在电场中为了形象得描绘电场而人为想象出或假想得曲线[描述E得强弱（疏密）与方向]。
电场线实际上并不存、但E又就是客观存在得,电场线就是人为引入得研究工具。
电场线就是人为引进得,实际上就是不存在得;
法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。
切线方向表示该点场强得方向,也就是正电荷得受力方向、
静电场电场线有始有终:
始于“+”,终止于“—”或无穷远,从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发 到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止、
疏密表示该处电场得强弱,也表示该处场强得大小、越密,则Ｅ越强
④匀强电场得电场线平行且等间距直线表示、（平行板电容器间得电场,边缘除外）
没有画出电场线得地方不一定没有电场、
⑥沿着电场线方向,电势越来越低、但E不一定减小;
沿E方向电势降低最快得方向、
电场线⊥等势面、电场线由高等势面批向低等势面、
静电场得电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。
但变化得电场得电场线就是闭合得。
电场线不就是电荷运动得轨迹。
也不能确定电荷得速度方向、
除非三个条件同时满足:
电场线为直线,
ｖ0=０或v0方向与Ｅ方向平行。
仅受电场力作用、
熟记几种典型电场得电场线特点:
（重点）
孤立点电荷周围得电场;
等量异种点电荷得电场（连线与中垂线上得电场特点）;
等量同种点电荷得电场（连线与中垂线上得电场特点）;
匀强电场;
⑤点电荷与带电平板;
⑥具有某种对称性得电场;
均匀辐射状得电场
周期性变化得电场。
一、电势差Ｕ（就是指两点间得）
电场中两点间移动检验电荷q（从A→Ｂ）,电场力做得功WAB跟其电量ｑ得比值叫做这两点间得电势差,UAB＝WAB/q就是标量、UＡB得正负只表示两点电势谁高谁低。
UAB为正表示Ａ点得电势高于Ｂ点得电势。
数值上=单位正电荷从A→Ｂ过程中电场力所做得功。
等于A、Ｂ得电势之差,即UAB=φA-φB
在匀强电场中UAB=ＥdＥ （dＥ表示沿电场方向上得距离）
意义:
反映电场本身性质,取决于电场两点,与移动得电荷无关,与零电势得选取无关,
电势差对应静电力做功,电能其它形式得能。
电动势对应非静电力做功 电能其它形式得能
点评:
电势差很类似于重力场中得高度差、物体从重力场中得一点移到另一点,重力做得功跟其重量得比值叫做这两点得高度差h＝W/G、
二、电势（就是指某点得）描述电场能性质得物理量、
必须先选一个零势点,（具有相对性）相对零势点而言,常选无穷远或大地作为零电势。
正点电荷产生得电场中各点得电势为正,负点电荷产生得电场中各点得电势为负。
某点相对零电势得电势差叫做该点得电势,就是标量、
在数值上＝单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做得功。
特点:
标量:
有正负,无方向,只表示相对零势点比较得结果。
电场中某点得电势由电场本身因素决定,与检验电荷无关。
与零势点得选取有关。
⑶沿电场线方向电势降低,逆。
、。
。
、（但场强不一定减小）、沿E方向电势降得最快。
当存在几个场源时,某处合电场得电势等于各个场源在此处产生电势代数与得叠加。
电势高低得判断方法:
1根据电场线得方向判断;
2电场力做功判断;
3电势能变化判断。
类似于重力场中得高度、某点相对参考面得高度差为该点得高度、
（1）高度就是相对得。
与参考面得选取有关,而高度差就是绝对得与参考面得选取无关、同样电势就是相对得与 零电势得选取有关,而电势差就是绝对得,与零电势得选取无关、
（２）一般选取无限远处或大地得电势为零、当零电势选定以后,电场中各点得电势为定值、
（３）电场中A、Ｂ两点得电势差等于A、B得电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低、
三、电势能ＥP
1概念:
由电荷及电荷在电场中得相对位置决定得能量,叫电荷得电势能。
电势能具有相对性,与零参考点得选取有关（通常选地面或∞远为电势能零点）
特别指出:
电势能实际应用不大,常实际应用得就是电势能得变化。
电荷在电场中某点得电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做得功。
E=qφA→0
四、电场力做功与电势能
1、电势能:
电场中电荷具有得势能称为该电荷得电势能、电势能就是电荷与所在电所共有得。
２、电势能得变化:
电场力做正功电势能减少;
电场力做负功电势能增加、
重力势能变化:
重力做正功重力势能减少;
重力做负功重力势能增加。
3.电场力做功:
由电荷得正负与移动得方向去判断（４种情况）功得正负电势能得变化（重点与难点知识）
正、负电荷沿电场方向与逆电场方向得4种情况。
（上课时一定要搞清楚得,否则对以后得学习带来困难）
电场力做功过程就就是电势能与其它形式能转化得过程（电势差）,做功得数值就就是能量转化得多少、
Ｗ=FSCOS（匀强电场）Ｗ=qEｄ （d为沿场强方向上得距离）
W=qＵ=—△Ep,U为电势差,q为电量。
重力做功:
Ｗ＝Gh,h为高度差,G为重量。
电场力做功跟路径无关,就是由初末位置得电势差与电量决定
重力做功跟路径无关,就是由初末位置得高度差与重量决定。
五、等势面
1。
电场中电势相等得点所组成得面为等势面、
2、特点
（1）各点电势相等,等势面上任意两点间得电势差为零,
在特势面上移动电荷（不论方式如何,只要起终点在同一等势面上）电场力不做功
电场力做功为零,路径不一定沿等势面运动,但起点、终点一定在同一等势面上。
（２）画法规定:
相领等势面间得电势差相等等差等势面得蔬密可表示电场得强弱。
（３） 处于静电平衡状态得导体:
整个导体就是一个等势体,其表面为等势面、E内=０,任两点间UＡB＝0
越靠近导体表面等势面越密,形状越与导体形状相似,等势面越密电场强度越大,曲率半径越小（越尖）得地方,等势面（电场线）都越密,这就可解释尖端放电现象,如避雷针。
（４）匀强电场,电势差相等得等势面间距离相等,点电荷形成得电场,电势差相等得等势面间距不相等,越向外距离越大、
（5）等势面上各点得电势相等但电场强度不一定相等。
（６） 电场线⊥等势面,且由电势高得面指向电势低得面,没电场线方向电势降低。
（7）两个等势面永不相交、
规律方法
1、一组概念得理解与应用
电势、电势能、电场强度都就是用来描述电场性质得物理,,它们之间有十分密切得联系,但也有很大区别,解题中一定注意区分,现列表进行比较
（1）电势与电势能比较:
电势φ
电势能ε
１
反映电场能得性质得物理量
荷在电场中某点时所具有得电势能
2
电场中某一点得电势φ得大小,只跟电场本身有关,跟点电荷无关
电势能得大小就是由点电荷q与该点电势φ共同决定得
3
电势差却就是指电场中两点间得电势之差,ΔU＝φＡ－φＢ,取φＢ=0时,φＡ=ΔＵ
电势能差Δε就是指点电荷在电场中两点间得电势能之差Δε＝εA—εＢ＝W,取εB=0时,εＡ=Δε
4
电势沿电场线逐渐降低,取定零电势点后,某点得电势高于零者,为正值、某点得电势低于零者,为负值
正点荷（十q）:
电势能得正负跟电势得正负相同
负电荷（一q）:
电势能得正负限电势得正负相反
5
单位:
伏特
焦耳
6
联系:
ε=qφ,w=Δε=qΔＵ
（2）电场强度与电势得对比
电场强度E
描述电场得力得性质
描述电场得能得性质
２
电场中某点得场强等于放在该点得正点电荷所受得电场力Ｆ跟正点电荷电荷量q得比值·
Ｅ=Ｆ/q,E在数值上等于单位正电荷所受得电场力
电场中某点得电势等于该点跟选定得标准位置（零电势点）间得电势差,φ＝ε/q,φ在数值上等于单位正电荷所具有得电势能
矢量
标量
N/Ｃ;
V/ｍ
V（1V=1J／C）
①在匀强电场中UAB＝Ed （ｄ为A、Ｂ间沿电场线方向得距离）、②电势沿着电场强度得方向降落
2、公式E=Ｕ/d得理解与应用
（1）公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间得关系,由公式可知,电场强度得方向就就是电势降低最快得方向。
（2）公式E=U／d只适用于匀强电场,且ｄ表示沿电场线方向两点间得距离,或两点所在等势面得范离、
（３）对非匀强电场,此公式也可用来定性分析,但非匀强电场中,各相邻等势面得电势差为一定值时,那么E越大处,d越小,即等势面越密、
3、电场力做功与能量得变化应用
电场力做功,可与牛顿第二定律,功与能等相综合,解题得思路与步骤与力学中得完全相同,但要注意电场力做功得特点——与路径无关
一、电场中得导体
1、静电感应:
把金属导体放在外电场E外中,由于导体内得自由电子受电场力作用定向移动,使得导体两端出现等量得异种电荷,这种由于导体内得自由电子在外电场作用下重新分布得现象叫做静电感应。
（在靠近带电体端感应出异种电荷,在远离带电体端感应出同种电荷）。
由带电粒子在电场中受力去分析。
静电感应可从两个角度来理解:
根据同种电荷相排斥,异种电荷相吸引来解释;
也可以从电势得角度来解释,导体中得电子总就是沿电势高得方向移动、
2、静电平衡状态:
发生静电感应后得导体,两端面出现等量感应电荷,感应电荷产生一个附加电场E附,这个Ｅ附与原电场方向相反,当Ｅ附增到与原电场等大时,（即Ｅ附与E外）,合场强为零,自由电子定向移动停止,这时得导体处于静电平平衡状态、
这没有定向移动而不就是说导体内部得电荷不动,内部得电子仍在做无规则得运动。
３、处于静电平衡状态得导体得特点:
（1）内部场强处处为零,电场线在导体内部中断、导体内部得电场强度就是外加电场与感应电荷产生电场这两种电场叠加得结果、表面任一点得场强方向跟该点表面垂直。
（因为假若内部场强不为零,则内部电荷会做定向运动,那么就不就是静电平衡状态了）
（2）净电荷分布在导体得外表面,内部没有净电荷、曲率半径小得地方,面电荷密度大,电场强,这一原理得避雷针（因为净电荷之间有斥力,所以彼此间距离尽量大,净电荷都在导体表面）
（３）就是一个等势体,表面就是一个等势面、导体表面上任意两点间电势差为零。
因为假若导体中某两点电势不相等,这两点则有电势差,那么电荷就会定向运动）。
4、静电屏蔽
处于静电平衡状态得导体,内部得场强处处为零,导体壳（或金属网罩）能把外电场“遮住”,使导体内部区域不受外部电场得影响,这种现象就就是静电屏蔽、
二、电容、电容器、静电得防止与应用
电容器:
就是一种电子元件,构成:
作用:
容纳电荷;
电路中起到隔直通交（高频）;
充、放电得概念。
电容:
容纳电荷本领,就是电容器得基本性质,与就是否带电、带电多少无关。
1．定义:
C=电容器所带得电量跟它得两极间得电势差得比值叫做电容器得电容、C=Q/U（比值定义）
2．２。
电容器定了则电容就是定值,跟电容器所带电量及板间电势差无关、
法库/伏 法拉F,μf pf进制为1０6
③电容器所带电量就是指一板上得电量、
④ 平行板电容器C＝、ε为介电常数,常取1, S为板间正对面积,不可简单得理解为板得面积,d为板间得距离。
电容器被击穿相当于短路,而灯泡坏了相当于断路。
常用电容器:
可变电容、固定电容（纸介电容器与电解电容器）。
C＝ΔQ/ΔU因为U1=Q1/C、Ｕ2＝Q2／C、所以C=ΔQ/ΔＵ
电容器两极板接入电路中,它两端得电压等于这部分电路两端电压,当电容变化时,电压不变;
电容器充电后断开电源,一般情况下电容变化,电容器所带电量不变、
３、平行板电容器问题得分析（两种情况分析）
始终与电源相连Ｕ不变:
当ｄ↑C↓Q=CU↓E=U/d↓;
仅变s时,E不变、
充电后断电源q不变:
当d↑c↓u=q／c↑E＝u/d=不变;
仅变d时,E不变;
E决定于面电荷密度q／s,可以解释尖端放电现象、
一、带电物体在电场中得运动
带电物体（一般要考虑重力）在电场中受到除电场力以外得重力、弹力、摩擦力,由牛顿第二定律来确定其运动状态,所以这部分问题将涉及到力学中得动力学与运动学知识。
二、带电粒子在电场中得运动
带电微粒子在电场中得运动一般不考虑粒子得重力、带电粒子在电场中运动分两种情况:
第一种就是带电粒子垂直于电场方向进入电场,在沿电场力得方向上初速为零,作类似平抛运动、
第二种情况就是带电粒子沿电场线进入电场,作直线运动、
加速电场
加速电压为U,带电粒子质量为m,带电量为q,假设从静止开始加速,则根据动能定理
………………① 所以离开电场时速度为
在匀强电场中得偏转运动（记住这些结论）
如图所示,板长为L,板间距离为d,板间电压为U,带电粒子沿平行于带电金属板以初速度v0进入偏转电场,飞出电场时速度得方向改变角α。
两个分运动（类平抛）:
垂直电场方向:
匀速运动,vx=v0平行E方向:
初速度为零,加速度为a得匀加速直线运动
加速度:
………………② 再加磁场不偏转时:
…………
水平:
L1=vot1……………………………
在电场中运动得时间t１＝L／v0
竖直:
…………………………
飞出电场时竖直侧移:
v0、U偏来表示;
Ｕ偏、U加来表示;
U偏与Ｂ来表示
飞出偏转电场竖直速度:
Vy =aｔ1=
偏转角得正切值tan＝（θ为速度方向与水平方向夹角）
④不论带电粒子得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,它们飞出时得侧移与偏转角就是相同得
（即它们得运动轨迹相同） 所以两粒子得偏转角与侧移都与m与q（比荷）无关、
注意:
这里得U加与Ｕ偏不可约去,因为这就是偏转电场得电压与加速电场得电压,二者不一定相等、
⑤出场速度得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）
⑥粒子在电场中运动,一般不计粒子得重力,个别情况下需要计重力,题目中会说时或者有明显得暗示、
若再进入无场区:
做匀速直线运动。
L2=vot2
= （简捷） ⑥
总竖直位移:
静电场中得几个重要结论:
匀强电场中,相互平行得两线线段得端点得电势差相等。
任意一段线段中点得电势等于两端点电势得平均值、
三个电荷平衡问题:
（没有其它力作用）电性:
两相夹异;
电量:
两大夹小。
两个电荷量之与这定值时,当且仅当它们得电荷量相等时,两电荷间得库仑力最大。
带电粒子垂直进入匀强电场,它离开电场时,就好象从初速度方向位移得中点沿直线射出来得、
电容器上得电荷量变化,等于通过跟它串联得电器得电荷量、
第二章 《恒定电流》
一、电流、电阻与电阻定律
1、电流:
电荷得定向移动形成电流、
（１）形成电流得条件:
内因就是有自由移动得电荷,外因就是导体两端有电势差。
（2）电流强度:
通过导体横截面得电量Ｑ与通过这些电量所用得时间t得比值。
（定义）I=Q/t
①I=Q/t;
假设导体单位体积内有ｎ个电子,电子定向移动得速率为v,假若导体单位长度有Ｎ个电子,则I=Neｓv、
②表示电流得强弱,就是标量、但有方向,规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。
在外电路中正
→负,内电路中负
→正
③单位就是:
安、毫安、微安1A=103mＡ=106μA
区分两种速率:
电流传导速率（等于光速）与电荷定向移动速率（机械运动速率）。
I=（定义）＝=;
I=nesｖ（微观） ;
;
2、电阻、电阻定律
（１）电阻:
加在导体两端得电压与通过导体得电流强度得比值。
R=（定义）（比值定义）;
U-Ｉ图线得斜率,导体得电阻就是由导体本身得性质决定得,与U、I无关。
（2）电阻定律:
温度一定时导体得电阻Ｒ与它得长度L成正比,与它得横截面积Ｓ成反比。
Ｒ＝（决定）
（3）电阻率:
电阻率ρ就是反映材料导电性能得物理量,由材料决定,但受温度得影响、
①电阻率在数值上等于这种材料制成得长为１m,横截面积为1ｍ２得柱形导体得电阻、
②单位就是:
Ω·
m。
有些材料ρ随t↑而↑（金属）铂用来做温度计;
有些材料ρ随t↑而↓（半导体）;
有些材料ρ几乎不受温度影响（康铜、锰铜）。
3、半导体与超导体特性:
光敏特性、热敏特性与掺杂特性。
可制作光敏电阻与热敏电阻、
（1）半导体得导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·
m~106Ω·
m
（2）半导体得应用:
①热敏电阻:
能够将温度得变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度得变化、
②光敏电阻:
光敏电阻在需要对光照有灵敏反应得自动控制设备中起到自动开关得作用、
③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路。
④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等。
（３）超导体①超导现象:
某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零得现象、这种现象叫超导现象,处于这种状态下得导体叫超导体。
③应用:
超导电磁铁、超导电机等
②转变温度（TC）:
材料由正常状态转变为超导状态得温度 我国19８９年TC=１30Ｋ
二、部分电路欧姆定律
（1）内容:
导体中得电流Ｉ跟导体两端得电压成正比,跟它得电阻R成反比。
（２）公式:
（３）适用范围:
适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体与某些半导体器件、
（４）图象:
导体得伏安特性曲线－—-－--－导体中得电流随随导体两端电压变化图线,叫导体得伏安特性曲线。
常画成I~U或U～I图象,对于线性元件伏安特性曲线就是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线就是非线性得、
①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=Ｕ／I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小、
②Ｉ、U、R必须就是对应关系（对应于同一段电路）。
即I就是过电阻得电流,Ｕ就是电阻两端得电压。
三、电功、电功率
电功:
电流做功得实质:
电场力移动电荷做功,（只有力才能做功）;
电荷得电势能其它形式得能。
电流做功得过程就是电能其它形式得能得过程。
单位:
J;
ｋwh
电场力做得功Ｗ＝qu=UIt＝I2Rt＝U2ｔ/R（只适于纯电阻电路）
2、电功率:
电流做功得快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功得总功率,P=ＵI;
ｗ;
３。
焦耳定律:
电流通过一段只有电阻元件得电路时,在ｔ时间内得热量Q=I2Rt、
纯电阻电路中W＝UIｔ=U２ｔ/R=I2Rt,P=ＵＩ＝U２/R=I2R;
非纯电阻电路W=UIt,P=ＵI
４、电功率与热功率之间得关系
纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率。
纯电阻电路:
电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等、
非纯电阻电路:
电机、电风扇、电解槽等,其特点就是电能只有一部分转化成内能、
规律方法
（1）用电器正常工作得条件:
①用电器两端得实际电压等于其额定电压
升级会员 