高中物理选修31知识点归纳完美版.docx
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高中物理选修31知识点归纳完美版
实用标准文案
物理选修3-1
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
QQ
12
2.库仑定律：
FK
（真空中的点电荷）｛F:
点电荷间的作用力（N）；
2
r
k:
静电力常量k＝9.0×101、Q2:
两点电荷的电量（C）；r:
两点电荷间的距离（m）；
9N?
m2/C2；Q
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｝
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
电荷的电量（C）｝
4.真空点（源）电荷形成的电场E
KQ
2
r
｛r：
源电荷到该位置的距离（m），Q：
源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强
E
U
AB
d
｛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：
UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝
E
P减
Δ
q
8.电场力做功：
WAB＝qUAB＝qEd＝ΔEP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）；
ΔEP减：
带电体由A到B时势能的减少量｝
9.电势能：
EPA＝qφA｛EPA:
带电体在A点的电势能（J），q:
电量（C），φA:
A点的电势（V）｝
10.电势能的变化ΔEP减＝EPA-EPB｛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＝ΔEP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
εS
＝（S:
两极板正对面积，d:
两极板间的垂直距离，ω：
介电常数）
4πkd
常见电容器
2
mVt
14.带电粒子在电场中的加速（Vo＝0）：
W＝ΔEKqU＝
增或
2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V0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：
垂直电场方向:
匀速直线运动L＝V0t
E＝
U
d
平行电场方向:
初速度为零的匀加速直线运动
2
at
d＝，
2
FqEqU
a
＝＝＝
mmm
注:
（1）两个完全相同的带电金属小球接触时,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
的总量平分；
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实用标准文案
（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；
612PF；（6）电容单位换算：
1F＝10μF＝10
-19
（7）电子伏（eV）是能量的单位,1eV＝1.60×10J；
（8）其它相关内容：
静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面
带电粒子在匀强电场中的类平抛运动
一、模型原题
一质量为m，带电量为q的正粒子从两极板的中部以速
度v0水平射入电压为U的竖直向下的匀强电场中，如图所示，
已知极板长度为L，极板间距离为d。
U
++++
1．初始条件：
带电粒子有水平初速度v0
v0
d
2．受力特点：
带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力
U
d
q
m
m,q
+
Φy
θ
3．运动特点：
水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为
v零的匀加速直线运动。
---
-
4．运动时间：
若带电粒子与极板不碰撞，则运动时间为
L
t；
v
0
L
若带电粒子与极板碰撞，则运动时间可以从竖直方向求得
d
2
1
2
U
d
q
m
2
ttd
，故
m
Uq
二、模型特征
1．特征描述：
侧移
y
1
2
U
d
q
m
L
（
v
0
）
2
U
2．能量特点：
电场力做正功qy
W。
电场力做多少正功，粒子动能增加多少，电势能减少多少。
d
3．重要结论：
速度偏向角的正切
tan
vy
v
0
UqL
2
dmv
0
，位移偏向角的正切
tan
y
L
UqL
2
2dmv
0
，即
tan2tan，即带电粒子垂直进入匀强电场，它离开电场时，就好象是从初速度方向的位移中点沿直
线射出来的。
电容器
（1）两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。
（2）电容：
表示电容器容纳电荷的本领。
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a定义式：
C
Q
U
Q
（），即电容C等于Q与U的比值，不能理解为电容C与Q成正比，与U成反
U
比。
一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。
b决定因素式：
如平行板电容器C
4
S
kd
（不要求应用此式计算）
（3）对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况：
a保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U不变
b充电后断开电源，则带电量Q不变
（4）电容的定义式：
C
Q
U
（定义式）
（5）C由电容器本身决定。
对平行板电容器来说C取决于：
C
4
S
Kd
（决定式）
（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况：
第一种情况：
若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电量Q为一定，此时电容器两极的电势
差将随电容的变化而变化。
第二种情况：
若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压V为一定，此时电容器的电量将
随电容的变化而变化。
二、恒定电流
1.电流强度：
I
q
＝｛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）｝
t
2.欧姆定律：
I
U
＝｛I:
导体电流强度（A），U:
导体两端电压（V），R:
导体阻值（Ω）｝
R
3.电阻、电阻定律：
L
2
R＝ρ｛ρ:
电阻率（Ω?
m），L:
导体的长度（m），S:
导体横截面积（m
）｝
S
4.闭合电路欧姆定律：
I
E
＝或E＝Ir+IR（纯电阻电路）；
rR
E＝U
内+U外；E＝U外+Ir；（普通适用）
｛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）｝
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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）
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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
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2、滑动变阻器的两种接法：
注：
（1）单位换算：
1A＝103mA＝106μA；1kV＝103V＝106mV；1MΩ＝103kΩ＝106Ω
（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、磁场：
磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：
对处于其中的磁体、电流、
运动电荷有力的作用．
2、磁现象的电本质：
所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．
二、磁感线
为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．
1．疏密表示磁场的强弱．
2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向．
3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。
4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场．
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5．安培定则（右手定则）：
姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，
每点磁场方向是在该点切线方向·
*熟记常用的几种磁场的磁感线：
三、磁感应强度
1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最
大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。
2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，
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