高中物理电学知识归纳完整版(DOC 20页).docx

1、 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】高中物理电学知识归纳高中物理电学知识归纳一、静电场： 静电场：概念、规律特别多，注意理解及各规律的适用条件；电荷守恒定律，库仑定律1.电荷守恒定律：元电荷2.库仑定律： 条件：真空中、点电荷；静电力常量k=9109Nm2/C2三个自由点电荷的平衡问题：“三点共线，两同夹异，两大夹小”中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的；常见电场的电场线分布熟记，特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用.3.力的特性(E)：只要有电荷存在周围就存在电场 ，

2、电场中某位置场强： （定义式）（真空点电荷） （匀强电场E、d共线）4.两点间的电势差：U、UAB：(有无下标的区别)静电力做功U是(电能其它形式的能) 电动势E是(其它形式的能电能)UBA（UBUA）与零势点选取无关) 电场力功W=qu=qEd=F电SE (与路径无关)5.某点电势描述电场能的特性：(相对零势点而言)理解电场线概念、特点；常见电场的电场线分布要求熟记，特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律6.等势面(线)的特点，处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点)，导体内部合场强为零,导体内部没有

3、净电荷,净电荷只分布于导体外表面；表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端放电。应用：静电感应，静电屏蔽7.电场概念题思路：电场力的方向电场力做功电势能的变化(这些问题是电学基础)8.电容器的两种情况分析始终与电源相连U不变；当d增C减Q=CU减E=U/d减 仅变s时，E不变。充电后断电源q不变:当d增c减u=q/c增E=u/d=不变,仅变d时,E不变； 9带电粒子在电场中的运动qU=mv2；侧移y=，偏角tg= 加速 偏转(类平抛)平行E方向：L=vot竖直： tg=(为速度方向与水平方向夹角)速度：Vx=V0 Vy =at （为速度与水平方向夹角） 位移：Sx= V0 t Sy = （

4、为位移与水平方向的夹角） 圆周运动 在周期性变化电场作用下的运动结论：不论带电粒子的m、q如何，在同一电场中由静止加速后，再进入同一偏转电场，它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同)出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O点，粒子好象从中心点射出一样 (即) 证： (的含义)二、恒定电流： I=(定义) I=nesv(微观) I= R=(定义) 电阻定律：R=(决定)部分电路欧姆定律： U=IR 闭合电路欧姆定律：I = 路端电压： U = I r= IR 输出功率： = IIr = 电源热功率： 电源效率： = = 电功： WQUUItI2RtU2t/R 电功率P=W/t =U

5、IU2/RI2R 电热：QI2Rt 对于纯电阻电路： W=IUt= P=IU = 对于非纯电阻电路： W=IUt P=IUE=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt单位：J ev=1.910-19J 度=kwh=3.6106J 1u=931.5Mev电路中串并联的特点和规律应相当熟悉 1、联电路和并联电路的特点（见下表）：串联电路并联电路两个基本特点电压U=U1+U2+U3+U=U1=U2=U3=电流I=I1=I2=I3=I=I1+I2+I3+三个重要性质电阻R=R1+R2+R3+1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ R=电压U/R

6、=U1/R1=U2/R2=U3/R3=IIR=I1R1=I2R2=I3R3=U功率P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=I2PR=P1R1=P2R2=P3R3=U22、记住结论：并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻；当电路中的任何一个电阻的阻值增大时，电路的总电阻增大，反之则减小。3、电路简化原则和方法原则：a、无电流的支路除去；b、电势相等的各点合并；c、理想导线可任意长短；d、理想电流表电阻为零，理想电压表电阻为无穷大；e、电压稳定时电容器可认为断路方法：a、电流分支法：先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定），按电流流向，自左向右

7、将各元件，结点，分支逐一画出，加工整理即可；b、等势点排列法：标出节点字母，判断出各结点电势的高低（电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压），将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。4、滑动变阻器的几种连接方式a、限流连接：如图，变阻器与负载元件串联，电路中总电压为U，此时负载Rx的电压调节范围红为，其中Rp起分压作用，一般称为限流电阻，滑线变阻器的连接称为限流连接。b 、分压连接：如图，变阻器一部分与负载并联，当滑片滑动时，两部分电阻丝的长度发生变化，对应电阻也发生变化，根据串联电阻的分压原理，其中UAP= ，当滑片P自A端向B

8、端滑动时，负载上的电压范围为0U，显然比限流时调节范围大，R起分压作用，滑动变阻器称为分压器，此连接方式为分压连接。一般说来，当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时，做分压器使用好；反之做限流器使用好。5、含电容器的电路：分析此问题的关键是找出稳定后，电容器两端的电压。6、电路故障分析：电路不能正常工作，就是发生了故障，要求掌握断路、短路造成的故障分析。路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况1程序法:局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分局部变化再讨论其它 2直观法: 任一个R增必引起通过该电阻的电流减

9、小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加； 与之串联支路电压U串减小（称串反并同法）当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%，路端电压跟负载的关系(1)路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。(2)路端电压跟负载的关系当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。UUr0IOEU内I1rUI1R定性分析：RI()IrU(EIr)RI()IrU(EIr)特例：00外电路断路：RIIrUE。0外电路短路：RI()Ir(E)U0。图象描述：路端电压U与电流I的关系图象是

10、一条向下倾斜的直线。UI图象如图所示。直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。闭合电路中的功率(1)闭合电路中的能量转化qEqU外qU内在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。(2)闭合电路中的功率：EIU外IU内I EII2RI2r说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。(3)电源提供的电功率：又称之为电源的总功率。PEIRP，R时，P0。 RP，R0时，Pm。(4)外电路消耗的电功率：又称之为电源的输出功率。PU外I定性

11、分析：I U外EIr从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。PROUIOR1 r R2RrEE/rE/2rE/2定量分析：P外U外I(当Rr时,电源的输出功率为最大，P外max)图象表述：从PR图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明，R1、R2和r必须满足：r。(5)内电路消耗的电功率：是指电源内电阻发热的功率。P内U内I RP内，RP内。(6)电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值。当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，50%。电学实验-测电动势和内阻 (1)直接法：外电路断开时，用

12、电压表测得的电压U为电动势E ;U=E(2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；单一组数据计算，误差较大应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值作图法处理数据，(u，I)值列表，在u-I图中描点，最后由u-I图线求出较精确的E和r。(3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图 (一个电流表和两个定值电阻) (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) (一个电压表和两个定值电阻) （二）测电源电动势和内阻r有甲、乙两种接法，如图甲法中所测得和r都比真实值小，/r测=测/r真；乙法中，测=真，且r测= r+rA。（三）电源电动势也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读

13、数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则=UAUB/（UAU）。电阻的测量 AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u-I图线求。怎样用作图法处理数据欧姆表测：测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 IgE/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小GR2S2R1S1R1SVR2使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附

14、近,每次换挡要重新短接欧姆调零。电桥法测：半偏法测表电阻： 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2；一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字类型电路图R测与R真比较条件计算比较法己知Rv、RA及Rx大致值时内AVR大R测=RX+RA RX适于测大电阻Rx 外AVR小R测=Rx适于测小电阻RX n倍的Rx通电前调到最大调压0E0电压变化范围大要求电压从0开始变化Rx比较大、R滑 比较小R滑全Rx/2通电前调到最小以“供电电路”来控制“测量电路”：采用以小控大的原则电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便R滑唯一：

15、比较R滑与Rx 控制电路 RxR滑B2根据电势能判断：正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。3、电势能Ep（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。（2）定义式：带正负号计算（3）特点：1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。2电势能的变化量Ep与零势能面的选择无关。4、电势差UAB（1）定义：电场中两点间的电势之差。也叫电压。（2）定义式：UAB

16、=A-B（3）特点：1电势差是标量，但是却有正负，正负只表示起点和终点的电势谁高谁低。若UAB0，则UBA0。2单位：伏3电场中两点的电势差是确定的，与零势面的选择无关4U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。电势差与电场强度之间的关系。5、静电平衡状态（1）定义：导体内不再有电荷定向移动的稳定状态（2）特点1处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。2感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强的大小相等，方向相反。3处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。4电荷只分布在导体的外表面，在导体表面的分布与导体表面的弯曲程度有关，越弯曲，电荷分布越多。6、电场力做

17、功WAB（1）电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，即与初末位置的电势差有关。（2）表达式：WAB=UABq带正负号计算（适用于任何电场）WAB=Eqdd沿电场方向的距离。匀强电场（3）电场力做功与电势能的关系WAB=-Ep=EpA-EPB结论：电场力做正功，电势能减少电场力做负功，电势能增加7、等势面：（1）定义：电势相等的点构成的面。（2）特点：1等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功。2等势面与电场线垂直3两等势面不相交4等势面的密集程度表示场强的大小：疏弱密强。5画等势面时，相邻等势面间的电势差相等。（3）判断电场线上两点间的电势差的大小：靠近场源（

18、场强大）的两间的电势差大于远离场源（场强小）相等距离两点间的电势差。三、电场力的性质1、电场的基本性质：电场对放入其中电荷有力的作用。2、电场强度E（1）定义：电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q的比值，就叫做该点的电场强度。（2）定义式：E与F、q无关，只由电场本身决定。（3）电场强度是矢量：大小：单位电荷受到的电场力。方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E的方向相反。（4）单位：N/C,V/m1N/C=1V/m（5）其他的电场强度公式1点电荷的场强公式：Q场源电荷2匀强电场场强公式：d沿电场方向两点间距离（6）场强的叠加：遵循平行四边形法则3、电场线（1）意义：形象直观描述电场

19、强弱和方向理性模型，实际上是不存在的（2）电场线的特点：1电场线起于正（无穷远），止于（无穷远）负电荷2不封闭，不相交，不相切3沿电场线电势降低，且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大小，可以判断电势高低。4电场线垂直于等势面，静电平衡导体，电场线垂直于导体表面（3）几种特殊电场的电场线四、应用带电粒子在电场中的运动（平衡问题，加速问题，偏转问题）1、基本粒子不计重力，但不是不计质量，如质子，电子，粒子,氕，氘，氚带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。2、平衡问题：电场力与重力的平衡问题。mg=Eq3、加速问题（1）由牛顿第二定律解释，带电粒子在电场中加速运动（不计重力），只受

20、电场力Eq，粒子的加速度为a=Eq/m，若两板间距离为d，则（2）由动能定理解释，可见加速的末速度与两板间的距离d无关，只与两板间的电压有关，但是粒子在电场中运动的时间不一样，d越大，飞行时间越长。3、偏转问题类平抛运动在垂直电场线的方向：粒子做速度为v0匀速直线运动。在平行电场线的方向：粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动带电粒子若不计重力，则在竖直方向粒子的加速度带电粒子做类平抛的水平距离，若能飞出电场水平距离为L，若不能飞出电场则水平距离为x带电粒子飞行的时间：t=x/v0=L/v01粒子要能飞出电场则：yd/22粒子在竖直方向做匀加速运动：3粒子在竖直方向的分速度:4粒子出电场

21、的速度偏角：5由12345可得：飞行时间：t=L/vO竖直分速度：侧向偏移量：偏向角：飞行时间：t=L/vO侧向偏移量：y偏向角：在这种情况下，一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。即不同粒子的侧移量，偏向角都相同，但它们飞越偏转电场的时间不同，此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时，只要将加速度a重新求出即可，具体计算过程相同五、电容器及其应用1、电容器充放电过程：（电源给电容器充电）充电过程S-A：电源的电能转化为电容器的电场能放电过程S-B：电容器的电场能转化为其他形式的能2、电容（1）物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。（2）定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。（3）定义式：是定义式不是决定式是电容的决定式（平行板电容器）（4）单位：法拉F，微法F，皮法pF1pF=10-6F=10-12F（5）特点1电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。2电容器的电容C与Q和U无关，只由电容器本身决定。3在有关电容器问题的讨论中，经常要用到以下三个公式和3的结论联合使用进行判断4电容器始终与电源相连，则电容器的电压不变。电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量不变。利用暑假，掌握科学的学习方法，彻底改变成绩