物理選修3-1知識點(diǎn)
物理選修3-1知識點(diǎn)
物理選修3-1是高中物理的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，為了方便同學(xué)們復(fù)習(xí)，接下來學(xué)習(xí)啦小編為你整理了物理選修3-1知識點(diǎn)總結(jié)，一起來看看吧。
物理選修3-1知識點(diǎn)：靜電場
一、基本規(guī)律
1.電荷守恒定律
(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。
(2)變式表述：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和不變。
2.庫侖定律
(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
二、電場力的性質(zhì)
1.電場強(qiáng)度
定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度是反映電場的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷的電荷量q及其受到的靜電力F都無關(guān)。
2.電場線：為了形象地了解和描述電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向而假想的線，電場線并不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡。其特點(diǎn)：
(1)電場線是起始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷的不閉合的曲線;
(2)電場線在電場中不相交;
(3)用電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小，電場線上某點(diǎn)的切線方向描述該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。
實(shí)例：
(1)勻強(qiáng)電場的電場線是間距相等、互相平行有方向的直線;
(2)等量同(異)種電荷連線和中垂線上電場強(qiáng)度和電勢的特點(diǎn)。
三、電場能的性質(zhì)
1.能量描述
(1)電勢能：電荷在電場中具有的勢能。與重力勢能類比，電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做的功。
(2)電勢：電荷在電場中的某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值。
(3)等勢面：電場中電勢相同的點(diǎn)構(gòu)成的面。其特點(diǎn)：①等勢面垂直電場線;②電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，等勢面的疏密程度可表示電場強(qiáng)度的大小;③任意兩個等勢面都不會相交;④在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功。
2.能量量度
(1)電場力做功的特點(diǎn)：電場力對電荷做的功只與電荷的初、末位置有關(guān)，而與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān);電場力對電荷做正功時，電荷的電勢能減小，電場力對電荷做負(fù)功時，電荷的電勢能增加。電場力做的功等于電勢能的減小量。
(2)電場力做功的計算方法表述：
?、倥c電勢能改變量的關(guān)系：
?、谂c電勢差的關(guān)系：
?、鄹鶕?jù)動能定理計算：
四、靜電場的應(yīng)用
1.靜電平衡現(xiàn)象
(1)靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中沒有電荷的定向移動。
(2)靜電平衡的原因：外電場和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場所疊加的合電場為零。
(3)靜電平衡的特點(diǎn)：①導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零;②凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，分布情況與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān);③導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面，在導(dǎo)體表面上移動電荷，電場力不做功;④導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向垂直該點(diǎn)所在的切面。
(4)靜電平衡的應(yīng)用實(shí)例：尖端放電和靜電屏蔽等。
2.電容器的電容
(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。
(2)定義式：
(3)物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)(導(dǎo)體的大小、形狀、相對位置及電介質(zhì))決定的，與電容器是否帶電無關(guān)。
(4)平行板電容器的電容的決定式：，其中S為極板的正對面積，d為極板間的距離，k為靜電力常量，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。利用控制變量法探究C的有關(guān)因素。
3.帶電粒子只在電場力作用下的加速與偏轉(zhuǎn)
(1)加速：作加速直線運(yùn)動，利用動能定理求解粒子被加速后的速度。
物理選修3-1知識點(diǎn)：恒定電流
一、基本概念
1.電源和電流
(1)電源：從動力學(xué)角度看，是把電子從A搬運(yùn)到B的裝置;從能量轉(zhuǎn)化的角度講，是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。
(2)恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場。產(chǎn)生恒定電流的電場是電源正負(fù)極上的電荷和導(dǎo)線兩側(cè)堆積的電荷產(chǎn)生的合電場;在有恒定電流的導(dǎo)體中場強(qiáng)不為零，導(dǎo)體中存在恒定電場，但處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。
2.電動勢和內(nèi)阻
(1)電動勢：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值，電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
(2)內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻。內(nèi)阻和電動勢同為電源的重要參數(shù)。
3.門電路：處理數(shù)字信號的電路叫數(shù)字電路，數(shù)字電路主要是研究電路的邏輯功能，數(shù)字電路中最基本的電路是門電路，包括“與”門、“或” 門和“非”門，不同的門電路反映不同的邏輯關(guān)系。
二、基本定律
1.歐姆定律
(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。
(2)表達(dá)式：
(3)適用條件：適用于金屬導(dǎo)體和電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電。
2.焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。
(2)表達(dá)式：
(3)變式表述：
?、匐娏魍ㄟ^純電阻電路做功時，所做的功等于電流通過這段電路時產(chǎn)生的熱量
?、陔娏魍ㄟ^非純電阻電路做功時，電功W=Q+W其他。
3.電阻定律
(1)內(nèi)容：在溫度不變時，同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度L成正比，跟它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).
(2)變式表述：對某一材料構(gòu)成的導(dǎo)體在長度.橫截面積一定的條件下，ρ越大，導(dǎo)體的電阻越大。ρ叫做這種材料的電阻率。它反映了材料導(dǎo)電性能的好壞，電阻率越小，導(dǎo)電性能越好。①金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，應(yīng)用實(shí)例：電阻溫度計;②某些合金(如錳銅和鎳銅)的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，應(yīng)用實(shí)例：標(biāo)準(zhǔn)電阻;③半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，應(yīng)用實(shí)例：熱敏電阻。
4.閉合電路的歐姆定律
內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外的電阻之和成反比。
三、串、并聯(lián)電路
1.串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)
(1)串聯(lián)電路中，各處的電流相等，即
(2)串聯(lián)電路中的總電壓等于各部分的電壓之和，即
(3)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和，即
(4)串聯(lián)電路的總功率等于各電阻消耗的功率之和，即
2.并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)
(1)并聯(lián)電路中，各支路的電壓相等，即
(2)并聯(lián)電路中的總電流等于各支路的電流之和，即
(3)并聯(lián)電路的總電阻與各支路電阻的關(guān)系：
(4)并聯(lián)電路的總功率等于各支路消耗的功率之和，即
3.電流表的改裝
(1)將小量程的電流表改裝成大量程的電壓表：串聯(lián)一個分壓電阻，利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點(diǎn)
(2)將小量程的電流表改裝成大量程的電流表：并聯(lián)一個分流電阻，利用并聯(lián)電路各支路電壓相等的特點(diǎn)
(3)將電流表改裝成歐姆表：串聯(lián)一個電源E和一個可變電阻R，利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點(diǎn)。
四、基本實(shí)驗
1.描繪小燈泡的伏安特性曲線
(1)定義：建立平面直角坐標(biāo)系，用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出導(dǎo)體的I—U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
(2)線性元件：伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，表示電流與電壓成正比的電學(xué)元件，其斜率等于電阻的倒數(shù)。
(3)非線性元件：伏安特性曲線不是直線，即電流I和電壓U不成正比的電學(xué)元件。應(yīng)用實(shí)例：小燈泡的伏安特性曲線。
2.多用電表的使用
使用多用電表時應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使指針正對電流或電壓的零刻度。
(1)測直流電壓：①將功能選擇開關(guān)旋至直流電壓擋;②根據(jù)待測電壓的估計值選擇量程，若無法估測，則從大量程到小量程進(jìn)行試測，確定恰當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測量;③測量時，與被測用電器并聯(lián)，注意紅“+”黑“―”的接法;④根據(jù)擋位所指的量程以及指針?biāo)傅目潭戎担x出電壓表的示數(shù)。
(2)測電流：與電流表原理相同，切記要串聯(lián)接入電路。
(3)測電阻：選擇合適的量程，將兩表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0Ω”。改變不同倍率的歐姆檔后必須重復(fù)這項操作，被測電阻必須與電路斷開。根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，測二極管的正向電阻時，選擇開關(guān)旋至低倍率的歐姆檔;測二極管的反向電阻時，選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆檔。
3.測定電池的電動勢與內(nèi)阻
(1)實(shí)驗原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律，關(guān)系式：E=U+Ir利用如圖所示的電路測出幾組U和I值，由作出U—I圖像，它在U軸上的截距就是電動勢E，它的斜率的絕對值就是內(nèi)阻r。注意：有時縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求斜率的一般式應(yīng)該是r=。
(2)誤差分析：用如圖所示的電路測量時，對整個外電路而言，電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，電流表的示數(shù)比通過電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。測量的結(jié)果是E測
如果把上圖的電表位置對調(diào)，測量的結(jié)果是E測=E真，r測>r真，誤差來自電流表，應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電流表。本實(shí)驗因為電源內(nèi)阻較小，我們選用內(nèi)接法進(jìn)行實(shí)驗。
物理選修3-1知識點(diǎn)：磁場
一、磁場
1.磁場：磁體或電流周圍存在一種特殊的物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場。地球由于本身具有磁性而在其周圍形成的磁場叫做地磁場。
2.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的定向移動產(chǎn)生的。
3.勻強(qiáng)磁場：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場。
二、磁場的描述
1.磁感線
(1)定義：如果在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。
(2)特點(diǎn)：①磁感線是為了形象的描述磁場而人為假設(shè)的曲線;②在磁體的外部，磁感線從北極出來，進(jìn)入南極;在磁體的內(nèi)部，由南極回到北極;③磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱，磁場的方向在過該點(diǎn)的磁感線的切線上;④磁感線是不相交、不相切的閉合曲線。
(3)判斷方法：安培定則(右手螺旋定則)
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度
(1)定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到安培力F的作用，安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值。是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量。
(2)公式： 單位：T
(3)變式表述：磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量，又叫磁通密度。表達(dá)式：
3.磁通量
(1)定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。
(2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場;②磁感線與平面垂直。
(3)變式表述：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。
三、磁場力的性質(zhì)
1.安培力
(1)大?。?/p>
(2)方向—左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入，讓使四指指向電流方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。
(3)變式表述：如果磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線方向成θ角，其表達(dá)式：
(4)應(yīng)用實(shí)例：磁電式電流表
2.洛倫茲力
(1)大小：
(2)方向—左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入，讓使四指指向正電荷運(yùn)動的方向，這時拇指所指的方向就是運(yùn)動正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。
(3)特點(diǎn)：洛倫茲力不對帶電粒子做功。
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