C.F1=F2D.不能确定
2.真空中有两个点电荷,分别带电q1=5×10-3C,q2=-2×10-2C,它们相距15cm,现引入第三个点电荷,它应带电量为 ,放在 位置才能使三个点电荷都处于静止状态。
课时2电场电场强度电场线静电现象
考点展示
考点
内容
等级要求
1
电场电场强度电场线
A
2
静电现象
A
知识梳理
1.电场:
电荷间的相互作用是通过发生的,电场是存在于电荷周围的一种特殊物质。
2.电场强度——反映电场 性质的物理量。
⑴定义:
。
⑵定义式:
。
⑶国际单位:
。
⑷物理意义:
。
3.点电荷电场的场强
⑴公式:
,Q为 ,r为 ;
⑵方向:
若Q为正电荷,场强方向 ;若Q为负电荷,场强方向 。
⑶适用条件:
场强三性:
矢量性、唯一性、叠加性。
4.电场线:
为形象描述电场而引入的实际是 (“存在”或“不存在”)
电场线可形象描述电场强弱和方向。
电场线特点,⑴电场线从 或 出发,终止于 或 ;⑵电场线在电场中不相交,这是因为 ;⑶同一幅图中电场强度越大的地方电场线越 。
5.静电平衡状态:
处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为 ,整个导体是个 ,它的表面是个 。
典例剖析
【例1】在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10—9C,直线MN通过O点,OM的距离r=30cm,M点放一个点电荷q=—1.0×10—10C,如图1,求:
(1)q在M点受到的作用力。
(2)M点的场强。
(3)拿走q后M点的场强。
(4)M、N两点的场强哪点大?
【思路点拨】
(1)E=F/q是电场强度的定义式适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与检验电荷q无关。
(2)E=KQ/r2是由场源电荷Q决定的。
图2
【例2】如图2示,AB是某个点电荷的一根电场线,在电场线上O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向B运动,下列判断正确的是()
A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小
B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小变化由题设条件不能确定
C.电场线由A指向B,电荷做匀加速运动
D.电场线由B指向A,电荷做加速运动,加速度越来越大
【例3】两个固定的异号点电荷,电量给定但大小不等,用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E1=E2的点()
A.有三个,其中两处合场强为零B.有三个,其中一处合场强为零
C.只有两个,其中一处合场强为零D.只有一个,该处合场强不为零
当堂达标
1.关于电场,下列说法正确的是 ( )
A.电场是假想的,并不是客观存在的物质B.描述电场的电场线是客观存在的
C.电场对放入其中的电荷有力的作用 D.电场对放人其中的电荷没有力的作用
2.如图3是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是()
A.A点场强一定大于B点场强B.在B点静止释放一个电子,将一定向A点运动
C.这点电荷一定带正电D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向
3.关于电场强度和电场线,下列说法正确的是()
A.在电场中某点放一检验电荷后,该点的电场强度会发生改变
B.由场强定义式E=F/q可知,电场中某点的E与q成反比,与q所受的电场力F成正比
C.电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向
D.初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动的轨迹可能不与电场线重合
4.如图4示,QA=3
10-8C,QB=-3×10-8C,A、B两球相距5cm,在水平方向的匀强电场作用下,A、B保持静止,悬线竖直,求A、B连线中点场强。
(小球可视为质点,k=9.0×109Nm2/C2)
●冲A试题
1.如图5所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是()
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右
2.如图6示,在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷a、b受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象分别如图7中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。
(1)求B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。
(3)求点电荷Q的位置坐标。
课时3电势(能)电势差与电场强度的关系电容(器)
考点展示
考点
内容
等级要求
1
电势能电势电势差
A
2
电势差与电场强度的关系
A
3
电容器电容
A
知识梳理
1.电势差UAB
⑴定义:
电荷在电场中,由一点A移动到另一点B时,所做的功与电荷量的比值WAB/q,叫做A、B两点间的电势差,用UAB表示。
⑵定义式:
UAB=。
⑶.单位:
。
⑷.是标量但有正负,正负表示电势的高低。
2.电势
⑴定义:
电势是某点与标准位置的电势差.在数值上等于把从某点移到(零电势点)时电场力所做的功。
⑵.定义式:
φA=UAO=。
⑶单位:
。
⑷.是标量,但有正负.电势的正负表示该点电势比零势点高还是低。
3.电势能
⑴单位:
.虽有正负但是标量,正负表示所在位置能量比参考位置大还是小。
⑵电场力做功与电势能的关系:
电场力对电荷做正功,电荷的电势能;电场对电荷做负功,电荷的电势能。
电场力做的功等于即W电=一△EP。
4.U=Ed,适用条件在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落,即E=U/d。
5.电容器电容
⑴最简单的电容器是电容器。
把电容器的两极板分别与电池的两极相连,两极板就会带上等量电荷,这一过程叫;用导线把电容器的两板接通,两板上的电荷,电容器不再带电,这一过程叫做。
电容器的带电量为所带的电荷量的绝对值。
⑵电容是用来描述电容器的物理量。
电容在数值上等于。
电容定义式为C==ΔQ/ΔU,单位:
lF=μF=pF。
典例剖析
【例1】如图1所示,A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,沿电场线从A运动到B.则()
A.电场强度的方向向左B.A点场强一定大于B点场强
C.电场力做负功 D.电势能增加
【例2】如图2所示的电场线,可判定()
A.该电场一定是匀强电场B.A点的电势一定低于B点电势
C.负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大D.负电荷放在B点所受电场力方向向右
【例3】如图3所示,匀强电场中有A、B、C三点,它们的连线构成一个直角三角形,AB=0.12m,AC=0.05m,把一电荷量q=-1×10-8C的点电荷从B点移到C点,电场力做功为5×10-7J,把点电荷从B点移到A点,电场力做功仍为5×10-7J,由此可知电场强度的方向为,电场强度的大小为,B、C两点带电电势差是。
【例4】关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系说法正确的是()
A.C由U确定 B.C由Q确定
C.C一定时,Q与U成正比 D.C一定时,Q与U成反比
当堂达标
1.关于电势差与场强的关系,下列说法中正确的是()
A.U=Ed关系式适用于任何电场
B.在匀强电场中,两点间的电势差正比于两点间的距离
C.U=Ed公式中的d是指电场中两点间的距离
D.V/m和N/C两单位相等
2.一电容器所带电荷量为Q时两极板间电势差为U,如所带电荷量增大为2Q,则()
A.电容器的电容增大为原来的2倍,两极板间电势差保持不变
B.电容器的电容减小为原来的1/2倍,两极板间电势差保持不变
C.电容器的电容保持不变,两极板间电势差增大为原来的2倍
D.电容器的电容保持不变,两极板间电势差减少为原来的1/2倍
3.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在电场中()
A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动
4.如图4示,在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电量为q的正电荷从A点移到B点。
若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=______;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功W2=______;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=______。
由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是:
______。
●冲A试题
1.如图5所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则()。
A.电场力做正功
B.动能减少
C.电势能减小
D.加速度增大
2.如图6所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面且垂直于BC,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×lO-6J,将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6J。
(1)求电场线的方向及UAB、UAC、UBC的值。
(2)若AB边长为
cm,求电场强度。
课时4焦耳定律电阻定律
考点展示
考点
内容
等级要求
1
焦耳定律
A
2
电阻定律
A
知识梳理
1.电流强度:
通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度,简称电流.即I=q/t
2.电功:
所谓电流做功实质上是导体中的恒定电场对的静电力在做功。
电流在一段电路中所做的功W=。
单位:
焦耳(J),1J=1V·A·s
3.电功率:
表达式:
P=W/t=UI(对任何电路都适用)单位:
瓦特(W),1W=1J/s。
额定功率:
用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:
用电器在实际电压下的功率。
4.焦耳定律:
电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式:
Q=I2Rt
【说明】:
对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W=Q=UIt=I2Rt
非纯电阻电路中电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等。
这时W>>Q。
即W=Q+E其它或P=P热+P其它、UI=I2R+P其它
5.电阻定律
⑴.电阻定律:
在温度不变的情况下,导体的电阻跟它的成正比,跟它的成反比,其表达式为R=。
⑵.电阻率:
反映的物理量,其特点是随温度的改变而变化,材料不同,电阻率一般不同。
典例剖析
【例1】在如图1所示的电解池中,测得在5s内共有7.5C正电荷和7.5C的负电荷通过电解池的竖直截面OO′,则电路中电流表指示的读数应为()
A.0B.1.5AC.3AD.7.5A
【思路点拨】电解液导电与金属导体导电不同。
金属导体中的自由电荷只有自由电子,而电解液中的自由电荷是正、负离子,应用I=q/t计算时,q应是同一时间内正、负两种离子通过某横截面积的电荷量的绝对值之和。
这是应用I=q/t的关键。
【例2】一段均匀导线对折一次后并联在一起,测得其电阻为2Ω,导线原来的电阻多大?
【思路点拨】本题考查的是电阻定律公式的理解和应用,由电阻定律易得答案
【例3】把“1.5V,0.3A”的电珠接到6V电源上,为使电珠正常发光,需串联一个________Ω的电阻。
【例4】小明家有一台电风扇,内阻为20Ω,额定电压为220V,额定功率为66W,将它接上220V的电源后,发现因扇叶被东西卡住不能转动,此时电风扇消耗的电功率和热功率各是多少?
当堂达标
1.关于电阻率,下列说法中不正确的是()
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好
B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大
C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它们制作标准电阻
2.实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示:
()
3.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,若将导线均匀拉长,使其半径变为原来的
,再给它两端加上电压U,则()
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.通过导线的电流为
D.通过导线的电流为
4.如图2所示的电路中,
,电压表
的内阻为6kΩ,电压表
的内阻为3kΩ,AB间电压U保持不变,当电键S闭合后,它们的示数变化是 ( )
A.
示数变小 B.
示数变大
C.
、
示数均变小 D.
、
示数均变大
5.下列说法不正确的是()
A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路的电阻增大(其它支路不变),则总电阻也增大
D.并联电路任一支路的电阻增大(其它支路不变),则总电阻一定减小
●冲A试题
1.在相距40km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10V,电流表的示数为40mA,如图3所示,求发生短路处距A处有多远?
课时5电动势闭合电路欧姆定律
考点展示
考点
内容
等级要求
1
多用电表的使用
A
2
电动势闭合电路欧姆定律
A
3
测定电源电动势和内阻
A
知识梳理
1.电动势
⑴物理意义:
反映不同电源把其他形式的能转化为本领大小的物理量。
⑵大小:
等于断开时的路端电压.也等于把1C的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功。
⑶内电阻:
电源内部对电流的阻碍作用。
其值由电源本身决定。
2.闭合电路欧姆定律
⑴内容:
闭合电路里的电流跟电源的成正比,跟的电阻之和成反比,这个结论叫闭合电路的欧姆定律。
⑵公式:
I=或者E=U外+Ir=U外+U内。
⑶路端电压:
外电路两端的电压,即电源的输出电压U=E一。
⑷电源的功率(电源总功率)PE=;电源的输出功率P出=;
电源内部消耗的功率Pr=。
3.多用表
⑴多用表能测量电压、电流、电阻等物理量,通过来选择不同的功能
⑵电阻档的表盘刻度与电压、电流档的表盘刻度不同(电阻档是左为,右为,而且刻度不均匀)
⑶红、黑表笔分别插入多用表的“”和“”插孔中
⑷使用前应先进行机械调零,用小螺丝刀轻旋调零螺丝,使指针指端零刻度线。
典例剖析
【例1】如图1所示电路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑动变阻器的全值电阻R2=12Ω,电源电动势E=6V,内阻r=0.2Ω,当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时,闭合开关S,电路中的电流表和电压表的读数各是多少?
【思路点拨】电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特别指出的除外),即电流表内阻视为零,电压表内阻视为无穷大。
【例2】用多用电表的欧姆档测量一未知电阻的阻值,若将选择倍率的旋钮拨至×100Ω的档时,测量时指针停在刻度盘OΩ附近处,为了提高测量的精确性,有下列可供选择的步骤:
A.将两根表笔短接
B.将选择开关拨至“×1kΩ”档
C.将选择开关拨至“×10Ω”档
D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数
E.调节调零电阻,使指针停在0Ω刻度线上
F.将选择开关拨至交流电压最高档上
将上述中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理的顺序是(填写步骤的代号);若操作正确,上述D步骤中,指针偏转情况如图所示,则此未知电阻的阻值Rx=.
【例3】写出分别利用如图3、4、5电路测电源电动势和内阻的方程
当堂达标
1.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图6所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是()
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
2.如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,S断开时,电流表示数为0.9A,S闭合时,电流表示数为0.8A,则电源电动势为E=______V,内阻r=______Ω。
3.有关欧姆表的使用,下列说法中不正确的是( )
A.更换测量档时,需要重新调零
B.测量电阻时,表的指针偏转角度越大,误差就越小
C.使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高档或“OFF”档
D.如果指针偏转太小,应改用大量程测量
4.在用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻时,根据实验测得的一系列数据,画出了如图8所示的U-I图,则被测干电池的电动势为______V,内阻为______Ω.
●冲A试题
1.如图9所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,若电源的电动势为6V。
求:
电键闭合时,电动机输出的机械功率。
课时6 磁场
考点展示
考点
内容
等级要求
1
磁现象磁场磁感线
A
2
磁感应强度磁通量
A
3
电流的磁场安培定则
A
知识梳理
1.磁场
⑴.磁场是磁极、电流周围存在的一种特殊.
⑵.磁场的方向:
规定在磁场中任一点小磁针极的受力的方向就是那一点的磁场方向.
⑶.磁场的基本特性;磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有的作用.
2.磁感应强度(B)
⑴.定义:
在磁场中于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的叫磁感应强度.
⑵.定义式:
.式中F为I与磁场方向垂直时的磁场力(此时磁场力最大,I与磁场平行时,磁场力为零).
⑶.方向:
小磁针时,极所指(所受磁场力)的方向.即是该点方向,不是电流元所受的安培力的方向.
⑷.单位:
lT=1.
⑸.磁场的叠加:
磁感强度是矢量,空间某点的磁场的叠加遵循。
⑹.磁通量:
在匀强磁场中,如果有一个与磁感应强度
垂直的平面,其面积为
,
定义为穿过这个平面的磁通量,单位是韦伯,简称韦,符号为Wb。
3.磁感线
⑴.定义:
在磁场中画一系列曲线,使曲线上任意点的都跟该点磁场方向一致,这一系列曲线即为磁感线.
⑵.特点:
a磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线,并不