高中物理电学知识总结.docx

1、高中物理电学知识总结高中物理电学知识总结第一单元 库仑定律 电场强度一：电荷 库仑定律1、自然界存在两种电荷： 和 。2、元电荷：电荷量为1.610-19C电荷，叫 。3、电荷守恒定律：电荷既不能被 ，也不能被 ，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。4、库仑定律： 内容：在真空中的两个点电荷的作用力跟它们的电量的乘积成 ，跟它们之间距离的平方成 ，作用力的方向在它们的边线上。 公式： ，其中k=9109Nm2/C2，叫静电力常量。 适用条件： 。 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的 对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电

2、荷。与带电体本身大小无关。二：电场 电场强度1、电场：带电体周围存在的一种特殊物质，（其特殊性表现在不是由分子原子组成的，看不见摸不着），是电荷间 的媒介，电场是客观存在的，电场具有 的特性和 的特性。电场的基本特性之一，是对放入其中的电荷有 的作用。2、电场强度E：在电场中放入一个试探电荷q，它所受到的电场力F跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度。定义式： ，单位 。场强是 量，规定电场强度E的方向为 所受的电场力的方向。负电荷所受电场力方向则与场强E的方向 。注意：E与试探电荷的电量 关，与它所受的电场力也 关。由 决定。三：电场线 匀强电场1、电场线：为了直观形象地描述电场中各点的

3、强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的 表示该点的场强方向，曲线的 表示电场的强弱。2、电场线的特点： 电场线是为了形象地描述 而假想的、实际上不存在的 。 始于 （或无穷远），终于 （或无穷远），不 。 任意两条电场线都不 。如果平行则等距，不会平行而不等距。 电场线的疏密表示表示 ，某点的切线方向表示该点的 。它不表示电荷在电场中的运动轨迹。尽管二者可能是重合的，那也是一种巧合，不是应有的规律。 沿电场线方向，电势 。电场线从高等势面（线）指向低等势面（线）。3、要熟悉以下几种典型电场的电场线分布：孤立正负点电荷；等量异种点电荷；等量同种点电荷；匀强电场；带等量异种电荷的平行金属

4、板间的电场。4、正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场，场强的计算公式是 。5、匀强电场：场强方向处处 ，场强大小处处 的区域称为匀强电场。匀强电场的电场线是 、平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是 。答案：一：正电荷 负电荷 元电荷 整数倍 创造 消灭 正比 反比 F=kQ1Q2/r2 真空中的点电荷 体积 二：相互作用力 力 能 电场力 E=F/q 伏/米 矢 正电荷 相反 无 无 电场本身的性质三：切线方向 疏密 电场的分布 一簇曲线 正电荷 负电荷 闭合 相交 场强的大小 场强的方向 降低 E=kQ/ r2 相同 相等 等距的平行线 匀强电场第二单元 电

5、势能 电势差 电场中的导体一：电势差和电势1、电势差： 引入电势差是从 的观点来研究电场的性质，或者说是为了描述电场的 性质而引入。 定义和定义式：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时， 与 的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示，其定义式为 。 物理意义：A、B两点间的电势差在数值上等于 。 单位及1伏的定义：电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为 ，简称 。国际单位制中的单位符号为 。1伏= 。即如果 正电荷在电场中由一点移到另一点，电场力所做的功为1焦，则这两点间的电势差就是 伏。注意：电势差为标量；电势差UAB与电场力对电荷做的功WAB ，与电荷所带电量q 。电势差

6、是由 决定的，与初、末位置有关。2、电势 电势实质上是 的电势差。即电场中某点的电势在数值上等于 零电势点时电场力所做的功。 电势的单位：电势通常用 表示，其单位与电势差单位相同，都是 ，国际符号是 。 电势的正负号的物理意义：电势是标量，只有大小，没有方向，运算规则不是平行四边形定则，而是代数规则。它的正表示 ，负则表示 。 电势的相对性及电势差的绝对性：电势具有相对性，同一点的电势会随 的不同而不同，因此说某点的电势的高低，应相对于一个零电势点，通常认为 电势为零。注意：两点的电势差却是绝对的，不会随零电势点的不同而不同。（类比两点的高度差）。 电势与电势差的关系：UAB= 如果UAB0,

7、即AB 则表示A点电势 B点电势。如果UAB0,即AP额，用电器可能烧坏。答案：一：电荷；电荷；电势差（电压）；时间；I=Q/t；I=nqvs；定向移动的速率；正电荷；负电荷；正极；负极；负极；正极二：L/s；导电性能的好坏；温度；增大；减小；欧米（m）；超导；转变（或临界）；减小；半导体；热敏；光敏三：电压；电阻；U/R；金属导体；电解质溶液导电；同一段；UI；I2R；正；反；额定电压；额定功率；U额I额 第五单元 闭合电路欧姆定律 一：电动势1、电源：把其它形式的能转化为 的装置。2、电源的电动势E：表征电源 的本领。在数值上等于电源没有接入电路时两极间的 ；闭合电路中等于 ，即E= 。3

8、、电源内阻r：电流通过内电路时也受阻碍作用，阻碍的强弱用内阻表示。4、电源给定后一般认为E、r不变，但电池用久后，E会 （但很不明显），r会 。二：闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路中的电流强度跟电源的 成正比，跟内外电路中 成反比。2、公式： 。3、路端电压：电路两端的电压，即电源的输出电压U= 。讨论：R增大，I ，U ，当R增大到无穷大（断路）时，I= ，U= 。R减小，I ，U ，当R减小到零（短路）时，I= ，U= 。 三：闭合电路中的几个功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映。就象愣次定律就是能的转化和守恒在电磁感应现象中的反映。由E=U+U可得：EI= 或

9、Eit= .1、电源的总功率：P总= =UI+UI=P出+P内。若外电路是纯电阻电路，还有P总=I2（R+r）= .2、电源内部消耗的功率：P内= =UI=P总-P出。3、电源的输出功率：P出= = = 。若外电路为纯电阻电路，还有P出= 。由I=E/(R+r)t得P出=E2R/(R+r)2=E2/(R-r)2/R+4r，可见，当R=r（内外电阻相等）时，P出 ，且最大值为P出= ，由P出-R图象（请自己画出）可知：当Rr时，R增大时，P出 。4、电源的效率，所以当R增大时，效率 。当R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为 ，效率并不高。这不是我们使用电源的目的。四：电源的U-I图象及其应用闭

10、合电路的中U-I图象，（请自己画出）由于路端电压U=E-Ir，知U是I的一次函数，为一条不过原点的在U、I轴上均有截距的直线。由图可知：1、路端电压U随I的增大而 。2、在I=0（开始）时，纵轴上截距为 。3、在U=0（短跑）时，横轴上截距为 。4、图象的斜率的绝对值为 ，一般地r= 。5、图象上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻R，R= 。答案：一：电能； 把其它形式的能转化为电能； 电压； 内电压与外电压之和；U外+U内；减小；增大二：电动势；电阻之和；I=E/(R+r)；E-Ir；变小；增大；0；E；增大；减小；E/r；0三：UI+UI；UIt+UIt；EI；E2/(R+r)；I

11、2r；UI；EI-I2r；P总-P内；I2R；最大；E2/4r； 增大；减小；增大；50%四：减小；电源的电动势；短跑电流；电源的内阻；U/I；U0/I0第六单元 电表 电阻的测量一：电表的改装1、表头 构造：常用的表头主要由 和放入永磁体磁场中的可转动的 （又叫电枢）组成。表头测量电流、电压的原理：当线圈有电流通过时，线圈在 作用下带着指针一起偏转。电流越大， 越大，电流与偏转角一一对应，由指针所指的位置在刻度盘上直接读出电流值。如果刻度盘上标有电压值，也可直接读出电压。2、表头满偏值 电流表（表头）的内阻：电流表G的内电阻Rg叫做电流表的内阻。 满偏电压：Ug指的是电流表所能测量的 ，即量

12、程。 满偏电流：Ig指的是电流表所能测量的 ，即量程。注意：Rg、Ug、Ig满足欧姆定律，即 。3、电流表改装大量程的电压表：电流表G串联一个电阻（阻值为R）后改装成量程为U的电压表，U满足：U=Ig（Rg+R），显然R越大，改装表的量程 。电压扩大量程的扩大倍数N=U/Ug，分压电阻R= Rg。4、电流表G改装成大量程的电流表：电流表G并联一个电阻（阻值为R）后，改装为大量程的电流表，新表的量程I满足：IgRg= ，即I=（1+Rg/R）显然R越小，改装表的量程 。上式也可以表示为R=Rg/(N-1)，其中N为 ，即电流表扩大量程的倍数。二：伏安法测电阻1、原理：R=U/I，其中U为被测电阻

13、两端电压，I为流经 的电流。2、两种方法：内接法和外接法 内接法：电路形式（自己画出），误差：R测=Uv/IA= = Rx。适用条件：当RxRA时，即内接法适用于测量 。 外接法：电路形式（自己画出），误差：R测=Uv/IA= ，即R测IV时，即当Rx RV时，R测与Rx的真实值很接近，则可知外接法适用于测量 。3、选择测量电路的原则 当被测电阻Rx的大约阻值以及电压表和电流表内阻Rv、RA已知时，若Rx2RvRA时，应该用 ；若Rx2RvRA时，则用 。当Rx的大约阻值未知时，采用试测法，将电流表、电压表及被测电阻Rx连成试测法所用的电路（自己补画出电路），若试接触点接在外接法处时两表示数为

14、（U1，I1）当试接触点接在内接法处时两表示数为（U2，I2）。若，即 示数变化明显，宜用电流表 。若，即 示数变化明显，宜用电流表 。三：欧姆表1、欧姆表主要由内阻为Rg、满偏电流Ig的电流计G、电池、 组成，自己画出电路图。2、红、黑表笔短接时，待测电阻Rx=0，调零，使指针满偏，Ig=E/(Rg+Ro+r)，红、黑表笔断开时，Rx，I= .红、黑表笔间接入电阻Rx时，I=E/(Rg+Ro+r+Rx)，所以Rx与电流I一一对应。3、欧姆表的刻度 ，刻度顺序与电流表、电压表的刻度顺序 。4、注意事项： 使用前进行 调零，使指针指在 的零刻度。 要使被测电阻与其它元件和电源 ，不能用手接触表笔

15、的 。 合理选择量程，使指针尽量指在 附近。 使用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行 调零，然后再测量。 读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的 。 测量完毕，拔出表笔，开关置于 或 ，若长期不用，取出电池。答案：一：永磁铁；线圈；磁场力；偏角；最大电压；最大电流；IgRg；越大；（N-1）；(I-Ig)R 越大；I/Ig二：被测电阻；（Ux+UA）/I；Rx+RA；大电阻；RxRv/( Rx+Rv)；小电阻；内接法； 外接法；电压表；外接法；电流表；内接法三：调零电阻；0；不均匀；相反；机械；电流挡表盘；断开；金属杆；中间位置； 电阻（或欧姆）；倍数；交流电压最高挡；OFF挡第七单元 磁感应

16、强度 安培力一：磁场1、磁体周围存在磁场， 实验表明，通电导体周围也存在着磁场，磁场是一种物质。2、磁现象的电本质： 安培分子的电流假说认为，在原子、分子等物质微粒内部存在着 ， 使每一个物质微粒都成为一个微小的磁体。 分子电流实际上是由 形成的。 磁现象的电本质：一切磁现象都是起源于 。3、磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用是通过 发生的。4、磁场方向：规定在磁场中任一点小磁针 受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向。5、磁感线： 定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的 表示该位置的磁场方向，曲线的 能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线。它是

17、为了形象地描述磁场在空间的分布情况而人为假设的有向曲线。 电流（包括直线电流、环形电流、通电螺线管）周围的磁感线方向与电流方向的关系，可以由 来判定。 磁感线的特点：磁感线都是闭合曲线，且不能 。二：磁感应强度1、磁场最基本的性质之一是对放入其中的电流有 的作用，电流垂直于磁场时所受磁场力 ，电流与磁场平行是地，磁场力等于 。在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线和，受到的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度，定义式为：B= 。磁感应强度的方向就是该位置的 方向。2、匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小 ，方向 ，那么这个区域的磁场叫做匀强磁场，距离很近的两个异

18、名磁极之间（除边缘之外）、长直密绕通电螺线管内部（除两端之外）都可以认为是匀强磁场，匀强磁场中的磁感线是 的直线。三：安培力1、安培力大小的计算 通电直导线垂直于磁场方向时F= 。 通电直导线平行于磁场方向时F= 。2、安培力方向的判断 通电直导线所受的安培力F的方向，磁场（磁感应强度）B的方向及电流I的方向之间的关系可以用 。 安培力F的方向既与 的方向垂直，又与 的方向垂直，即F总是垂直于 所决定的平面。答案：一：奥斯特；分子电流；分子电流；原子内部电子的运动；电荷的运动；磁场；N极； 切线方向；疏密；安培定则；相交二：磁场力；最大；零；F/IL；磁场；处处相等；都相同；平行等距三：BIL

19、；0；左手定则；磁感应强度B；电流I；B和I第八单元 磁场对运动电荷的作用一：洛伦兹力1、定义：磁场对 的作用力通常叫洛伦兹力。2、大小： 当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小为 。 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力的大小为 。 只有 电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力的作用， 电荷在磁场中受到的磁场对它的作用力一定是零。3、洛伦兹力的方向 运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向可用 来判定：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向 的运动方向（或 运动的反方向）， 所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力的方向。 洛伦兹力的方向总是垂直于 和 所在的平面，但V和B不一定

20、垂直。4、洛伦兹力与安培力的关系 是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的 。 一定不做功，但 却可以做功。二：带电粒子在匀强磁场中运动（不计重力）1、若VB，带电粒子以速度V做 运动（此情况下洛伦兹力为零）。2、若VB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度V做 运动。 向心力由洛伦兹力提供： =mV2/R. 轨道半径公式：R= 。 周期：T= = 。频率：f=1/T= ，角速度：=2/T= 。说明：T、f和的两个特点： T、f和的大小与轨道半径R和运行速率V无关，只与 和 有关。 比荷q/m相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f和均 。三：本节知识在生活中的应用实例1、质谱仪：是测量带电粒子的 和分析 的重要工具。从谱线的位置就可以知道圆周的 ，如果再知道粒子的带电量q，就可以计算出粒子的质量。2、回旋加速器：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，其周期T= ，与运动速率V和半径R ，对于一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是 。这是回旋加速器能赖以工作的基础，利用磁场使带电粒子偏转，利用交变电场使带电粒子 ，只要交变电场的周期 带电粒子做圆周运动的周期，带电粒子每运动 就可以被加速一次，这样经过多次加速，带电粒子可