教科版选修31基础知识填空.docx

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教科版选修31基础知识填空

3-1-1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度

一、电荷及电荷守恒

1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。

电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。

所有带电体的带电量都是电荷量e=的整数倍，电荷量e称为。

2、

（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。

真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。

3、使物体带电有方法：

摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。

4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。

二、库仑定律

1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。

公式F=其中静电力常量k

适用范围：

真空中的。

4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表：

定律

共同点

区别

影响大小的因素

万有引力定律

（1）都与距离的二次方成反比

（2）都有一个常量

与两个物体、有关，只有力

m1，m2，r

库仑定律

与两个物体、有关，有力，也有力

Q1，Q2，r

三、电场强度

1、电场和电场强度

电场

电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质，周围存在电场，

电场强度和定义式

放入电场中某点的电荷所受的跟该电荷所带的比值叫做该点的电场强度

公式：

，单位：

，或V/m

物理意义

是描述电场力的性质的物理量，能够反映电场的强弱

相关因素

E的大小和的大小无关，是由电场决定的，只与形成电场的电荷和该点有关，与试探电荷无关

矢标性

电场强度的方向与该点所受电场力的方向相同，与受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即定则。

2、电场强度的几个公式

（1）

是电场强度的定义式，适用于的静电场。

（2）

是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于在真空中形成的电场。

（3）

是匀强电场中场强的计算式，只适用于，其中，d必须是沿的距离。

3、电场的叠加

电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。

四、电场线

（1）电场线：

在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟该点的方向一致，这样的曲线就叫做电场线。

电场线是人们为了描述而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。

它可以形象直观地反映电场的和。

（2）电场线的性质：

电场线起始于（或无穷远处）；终止于（或无穷远处）。

其上每一点的切线方向和该点的方向一致。

疏密程度反映了电场的，电场线密集的地方场强；电场线稀疏的地方场强。

在没有电荷的空间，电场线不能，两条电场线不能。

（3）与电势的关系：

在静电场中，电场线和等势面且由电势较的等势面指向电势较低的等势面。

顺着电场线的方向电势越来，但顺着电场线的方向场强越来越小。

（4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是的，它们只有在一定的条件下才能重合。

即：

①电场线是。

②电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线。

③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。

只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。

3-1-1.2电场能的性质

一、电势差、电势、电势能

电

势

差

定义

电荷q在电场中的两点间移动时电场力所做的功WAB与电荷量q的比值

公式

物理意义

描述电场能的性质，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时电场力的功

电

势

定义

电场中某点的电势是指该点与零电势点之间的电势差，符号：

物理意义

电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力的功，描述电场能的性质

与电势差的关系

类似于高度差和高度的关系

电势能

定义

电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）

2、

（1）电场中确定的两点间的电势差是的，和零电势参考点（标准点）的选取。

（2）电势是相对量，它的大小和电势零点选取

（3）在选取了参考点以后，在确定的电场中的确定点的电势是，和该点有无试探电荷无关。

（4）正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由电势处向电势处运动；负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由向运动。

二、电场力的功

1、特点

电场力做功与路径，只与有关。

2、计算方法

（1）由公式W=qE·s（s为电荷初末位置在电场方向上的位移）

（2）由公式

（

为电荷初末位置间电势差的大小）

（3）由电场力做功和电势能的变化的关系：

分别是电荷电场中A、B两点的电势能）

（4）由动能定理

三、等势面

1、定义：

电场中构成的面叫等势面。

2、等势面与电场线的关系

（1）电场线总是与等势面垂直，且从等势面指向等势面。

（2）电场线越密的地方，等势面也。

（3）沿等势面移动电荷，电场力做功，沿电场线移动电荷，电场力做功。

（4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具

（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。

四、电势差与电场强度的关系

1、匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为U=

2、说明

（1）U=Ed只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E越大处，d，即等势而越

（2）式中d的含义是某两点距离或两点所在等势面间的距离。

由此可知电场强度的方向是电势降落最的方向。

（3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落

3-1-1.3电容器与电容带电粒子在电场中的运动

一、电容器与电容

1、电容器、电容

（1）电容器：

两个彼此又互相的导体都可构成电容器。

（2）电容：

①物理意义：

表示电容器电荷本领的物理量。

②定义：

电容器所带（一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间的比值叫电容器的电容。

③定义式：

2、电容器的充放电过程

（1）充电过程

特点（如图1.3—1）

①充电电流：

电流方向为方向，

电流由大到小；

②电容器所带电荷量；

③电容器两板间电压；

④电容中电场强度；

当电容器充电结束后，电容器所在电路中电流，电容器两极板间电压与充电电压；

⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为

（2）放电过程

特点（如图1.3—2）：

①放电电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小；开始时电流最大

②电容器电荷量；

③电容器两极板间电压；

④电容器中电场强度；

⑤电容器的转化成其他形式的能

注意：

放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。

3、平等板电容器

（1）平行板电容器的电容计算式（即电容与两板的正对面积成正比，与两板间距离成为反比，与介质的介电常数成正比）

（2）带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场，且E=

4、测量电容器两极板间电势差的仪器—静电计

电容器充电后，两板间有电势差U，但U的大小用电压表去测量（因为两板上的正、负电荷会立即中和掉），但可以用静电计测量两板间的电势差，如图1.3—3所示

静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由的两部分构成，静电计与电容器的两部分分别接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的，U的大小就从静电计上的刻度读出。

注意：

静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容C很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变。

5、关于电容器两类典型问题分析方法：

（1）首先确定不变量，若电容器充电后断开电源，则不变；若电容器始终和直流电源相连，则不变。

（2）当决定电容器大小的某一因素变化时，用公式判断电容的变化。

（3）用公式分析Q和U的变化。

（4）用公式分析平行板电容两板间场强的变化。

二、带电粒子的加速和偏转

1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即

2、

（1）带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。

①求出运动时间，②离开电场时的偏转量，③离开电场时速度的大小④以及离开电场时的偏转角

（2）若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则y=

（U1为加速电压，U2为偏转电压）

3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法

（1）等效法：

带电粒子在匀强电场中运动，若不能忽略重力时，可把电场和重力看作等效重力，这样处理起来更容易理解，显得方便简捷。

（2）分解法：

带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动来分析、处理。

3-1-2.1导体中的电场和电流电动势

1、分别带正负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个______电流，若要保持持续的电流，A、B需维持一定的______。

能使A、B间维持一定的电势差的装置称为_______.

2、达到稳定状态时，导线内的电场是由______、_______等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是______的，电场的分布也是_______的，且导线内的电场线保持和导线________。

3、有稳定分布的______所产生的稳定的_______，称为恒定电场.

静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中_______适用。

4、我们把_____、______都不随时间变化的电流称为恒定电流。

5、I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系势为:

_______。

6、在外电路中，正电荷由电源_____的极流向______极，在电源的内部靠“非静电力”把静电荷从______极搬运到_______极。

7、电源是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。

8、电动势是用来表示______把其他形式的能转化为_____本领的物理量。

用E来表示，定义式为__________，其单位是______。

9、电动势由电源中_______决定，跟电源的体积______，跟外电路_______。

10、电源的重要参数有______、_______、_______等。

3-1-2.2串、并联电路的特点电表的改装

1、串联电路和并联电路的电流

串联电路各处的电流，并联电路的总电流等于

2、串联电路和并联电路的电压

串联电路两端的总电压各部分电路电压之和，并联电路的总电压与各支路电压。

3、电阻的串联和并联

串联电路的总电阻各部分电路电阻之和，并联电路总电阻的倒数各支路电阻的倒数之和。

4、串联电路和并联电路中的分配关系

（1）串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成阻值越大的电阻，两端分得的电压就越大

（2）并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成

5、小量成的电流表要改装成量程较大的电压表示需___连一个电阻，要改装成一个量程较大的电流表需___连一个电阻。

6、电流表G的电阻Rg叫电流表的___,指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做___,此时加在它两端的电压Ug叫做有欧姆定律可知Ug=_____.

7、电压表和电流表

（1）小量程电流表G（表头）

小量程电流表G的主要参数是：

电流表的内阻Rg,指针偏转到最大刻度时的满偏电流Ig和电流表通过满偏电流时加在电流表两端的满偏电压Ug。

由欧姆定律知Ug=。

注：

电流表G的满偏电流和满偏电压一般都较小，如果通过电流表的电流大于Ig，电流表可能被烧坏。

（2）电流表G改装成电压表

电流表G的电压量程Ug较小，当要改装成量程为U的大量程电压表时，应根据串联分压，串联一个电阻R，起分压作用，R称为分压电阻。

由串联电路特点可得：

=

，R=（

-1）Rg=（n-1）Rg,

其中n为电压量程扩大倍数，n=

。

即电压表量程扩大的倍数为n时，需串联一个分压电阻R=，改装后电流表的总阻值Rv=Rg+R=nRg

（3）电流表G改装成大量程电流表

电流表G的量程为Ig，当改装成量程为I的电流表时，应根据并联电路分流，并联一个电阻R，起分流作用，这个电阻叫分流电阻。

由并联电路特点得:

（I-Ig）R=IgRg,则R=

Rg=

，

其中n为电流表量程扩大倍数，n=

。

改装后的电流表的总电阻RA=

=

（4）理想电压表和理想电流表

由改装后的电压表的分压电阻R=（n-1）Rg,可知电压表量程越大,其分压电阻越大,电压表内阻Rv越大.通常不做特别说明,都认为电压表内阻无穷大;由改装后的电流表的分流电阻R=

可知,电流表的量程越大,其分流电阻越小,电流表的内阻越小.通常不做特别说明,都认为电压表内阻为零.

3-1-2.3欧姆定律电阻定律焦耳定律

一、欧姆定律

1、电阻是一个只跟导体本身性质______而跟通过的电流______的物理量。

它反映了导体对电流的_____作用。

定义式为_______。

2、欧姆定律的内容是：

________________________________________________________

______________________________________。

公式为___________。

3、欧姆定律是个实验定律，实验表明适用于_____导体和_________，对_____和______并不适用。

4、画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。

是过原点的直线的叫_____元件，适用于欧姆定律；不是直线的叫_________元件。

I一U特性曲线上各点切线的斜率表示___________，而U一I特性曲线上各点切线的斜率表示__________。

二、焦耳定律

1、所谓电流做功，实质上是导体中的________对自由电荷的_______在做功。

2、电流在一段电路中所做的功等于这段电路___________电路中的_____、_______三者的乘积，即W=______。

3、电热Q=______，热功率P=______。

4、在纯电路中，如由白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时W=Q，则计算电功和电热时，可采用公式W=Q=______=______=______=Pt中的任一形式进行计算。

在非纯电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，但仍遵从能量守恒。

此时有W＞Q，则计算电功只能用公式W=________，计算电功率只能用公式P=_____进行计算；计算电热只能用公式Q=________，计算电热功率只能用公式P=_____进行计算。

三、电阻定律

1、通过实验探究，采用了____________法，得知影响导体电阻的因素有温度、________、__________、__________、。

2、电阻定律的内容：

同种材料的导体，其电阻R与它的长度成_____，与它的横截面积S成______；导体的电阻与构成它的______有关。

公式为__________。

式中的ρ为电阻率，反映了导体材料的导电性质，与导体的l和S___关，和物体的_____和_____有关，如金属的电阻率随温度的升高而______，半导体的电阻率随温度的升高而______，有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。

3、材料相同、厚度相同、表面为正方形但面积不同（S1＞S2）的导体的电阻关系为R1__R2。

3-1-2.4闭合电路的欧姆定律

一、闭合电路欧姆定律

1、电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系________________

、电动势等于电源___________时两极间的电压

、用电压表接在电源两极间测得的电压U外___E

2、闭合电路欧姆定律

、内容___________

、表达式

常用变形式U外=E-Ir

二、路端电压与负载的关系

1、路端电压与外电阻的关系

根据U=E-Ir、I=

可知：

当R_____时，U增大，当R_____时，U减小

当外电路断开时，R=∞，I=_____,U=_____

当外电路短路时，R=0，I=_____,U=_____

2、路端电压与电流的关系图像

由U=E-Ir可知，U-I图像是一条向下倾斜的直线如图说出：

图线与纵轴截距的意义_____________________

图线与横轴截距的意义_____________________

图像斜率的意义___________________________

与部分电路欧姆定律U—I曲线的区别_______________________________

3-1-2.5多用电表

一、欧姆表

1、欧姆表的原理

欧姆表是据_________定律制成的测量电阻的仪表，可直接读出电阻值，比用伏安法测电阻方便。

原理.如右图示：

调零时.Ig=_________

测量时.I=_________

只要将对应Rx值的电流刻度Ⅰ改为阻值Rx,即为欧姆表。

由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是_____的,其对应的电阻刻度却是______的电阻零刻度在电流满偏处。

2、注意：

_____笔接欧姆表内部电源负极，而_____笔接内部电源的正极。

二、多用电表

1、原理：

多用电表由一只灵敏的直流电表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。

（1）直流电流挡

直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头________改装而成的几个量程不同的电流表。

（2）直流电压挡：

直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头_________改装而成的几个量程不同的电压表.

（3）欧姆挡（欧姆表）

2、多用电表的表面结构，多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示。

其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测_______的.中间的刻度线是用于测________和________的,其刻度是分布______的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是_________的。

多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。

将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量______；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。

多用电表表面还有一对正、负插孔。

红表笔插____插孔，黑表笔插____插孔,插孔上面的旋钮叫____________，用它可进行电阻调零，另外，在表盘和选择开关之间还有一个____________,用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在______端“0”刻线。

3、使用步骤及注意事项

（1）使用前

①__________：

调节欧姆表调零螺丝，使指针指向_______端O点；

②__________：

将选择开关置于欧姆表某一挡后，红、黑表笔短接，使指针指向________的零（即右端“0”）。

（2）使用中

①使待测电阻和外电路_______。

②不能用手接触表笔的金属部分。

③使指针指在_______附近。

④换挡时________。

（3）使用后：

将选择开关置于________挡或_______挡，并将表笔从插孔拔出，如长期不用应将电池取出。

4、回答问题

用多用电表测直流电流，直流电压、电阻时，红表笔和黑表笔分别是哪个电势高？

三、二极管的单向导电性

二极管全称叫_____________，是用半导体材料制成的电子元件，它有二个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是__________。

当二极管的正极接_______，电势点，负极接_________电势点,即加正向电压时，二极管电阻________电势点，即加正向电压时，二极管电阻，________，处于导通状态，相当于一个接通的开关；当给二极管加反向电压时，二极管的电阻_________，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的____________，已被广泛应用。

3-1-2.6实验：

测定电池的电动势和内阻

一、实验目的

测定电源的________________。

二、实验原理

1、图2.6-1中，电源电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为

E=______________。

（1）

2、图2.6-2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为

E=______________。

（2）

3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为

E=______________。

（3）

ErR

ErR

图2.6-2图2.6-3

实验原理1是本节课的重点。

测出几组U,I数值，带入

（1）式得到的方程两两组成方程组，可得到E，r值。

这种方法误差较大。

还可以多测出几组U,I值，然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些点画一直线，如图2.6-4所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流Io=E/r，因此可求的内电阻r=E/Io。

三、实验器材U/V

_________、__________、__________、__________、开关、

导线。

四、实验步骤

1.连接电路。

如图2.6-1所示。

电流表取0.6A量程，电压表oIoI/A

取3V量程，移动触头位置使连入电路中的有效阻值_______。

图2.6-4

2.测几组（I，U）值。

闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流有明显示数，记下一组（I，U）值，断开电键。

用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组（I，U）值，然后断开电键。

3.建立坐标系、描点。

纵轴表示__________,横轴表示__________,取合适的标度，使所描坐标点分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以_________________。

4.据描出的坐标点作出U-I图像。

应使图象尽量多的通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称的分布于图线两侧，误差很大，应坚决舍弃。

5.测算电动势和内电阻。

准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标，并带入U=E-Ir中，算出E=?

r=?

3-1-2.7简单的逻辑电路

1．数字电路的工作状态有、两个独立的状态。

2．基本的逻辑关系有、、。

基本的逻辑电路有、、。

3．“与”门的符号为；“或”门的符号为；“非”门的符号为。

4．三种基本逻辑电路

（1）“与”门真值表

（2）“或”门真值表

输入

结果

A

B

Y

0

0

0

1

1

0

1

1

输入

结果

A

B

Y

0

0

0

1

1

0

1

1

（3）“非”门真值表

输入

结果

A

Y

0

1

3-1-3.1磁现象和磁场几种常见的磁场

一、磁现象和磁场