1、第 1 页 共 4 页 1电荷 电荷守恒定律 高二物理选修 1-1 知识整理 （ 1）自然界的两种电荷：玻璃棒跟丝绸摩擦， 玻璃棒 带正电；橡胶棒跟毛皮摩擦，橡胶棒带负电。 （ 2）元电荷 e= 1.610-19 C, 所有物体的带电量都是元电荷的 整数 倍。 （ 3）使物体带电的方法有三种：接触起电、摩擦起电、感应起电，无论哪种方法，本质都是电荷在物体 之间的转移或从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量是不变。 （ 4）电荷守恒定律的内容是电荷既不能创生，也不能消失，只是从一个物体转移到另一个物体，并且总 量保持不变 （ 5） 两个完全相同的金属球接触后平分净电荷 2库仑定律 （ 1）库仑
2、定律的成立条件：真空中静止的点电荷。 （ 2）带电体可以看成点电荷的条件：如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形 状和大小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荷。 （ 3）定律的内容：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距 离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 （ 4）表达式： KQ 1Q2/r2， k= 9 109Nm 2/C2 3. 电场 电场强度 电场线 （ 1）电场：存在于电荷周围的特殊物质。实物和场是物质客观存在的两种方式。 （ 2）电场强度的定义：放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电量的比值
3、。 表达式： F/q。电场强度的单位是 N/C 。电场强度的大小与放入电场中的电荷无关， 只由电场本身决定。 （ 3）电场强度方向的规定：电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同。与负 电荷在该点受的电场力的方向 相反。 （ 4）电场线的特点： （ 1）电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无限远或负电荷； （ 2）电场线在电场中 不会相交；（ 3）电场越强的地方，电场线越密，因此电场线线不仅能形象地表示电场的方向，还能大致地 表示电场强度的相对大小。 + 孤立点电荷周围的电场 4. 磁场 磁感线 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 匀强电场 点电荷与带电平板 （ 1）
4、磁场：磁体和电流周围都存在磁场。 （ 2）磁场方向：在磁场中的某点，小磁针北极受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一 点的磁场方向。与通过该点的磁感线切线方向一致 （ 3）磁感线的特点： a.磁感线是假想的线 b.两条磁感线不会相交 c.磁感线一定是闭合的 5. 地磁场 (1) 磁偏角：地磁北极在地理南极附近，小磁针并不准确指南或指北，其间有一个交角，叫磁偏角。科学家 发现，磁偏角在缓慢变化。 (2) 地磁场方向：赤道上方地磁场方向水平向北。 6. 电流的磁场 安培定则 (1) 电流的磁效应的发现： 1820 丹麦 奥斯特 电流的磁效应：奥斯特实验中，通电直导线应沿南北方向放置。
5、第 2 页 共 4 页 (2) 安培定则： 2.安培定则（右手螺旋定则） ：对直导线，四指指向磁感线方向；对环行电流，大拇指指向 中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向 . 度 磁通量 A (1) 磁感应强度的定义：当通电导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力 跟电流与导线长度乘积的比值，即 B=F/IL 。单位：特（ T） (2) 磁感应强度的方向：就是该处的磁场的方向 (3) 磁场中某点的 B 只决定于磁场本身，与 F、I、L 无关，通电导线受到的安培力为零地方，磁感应强 度不一定为零 磁通量：穿过一个回路的磁感线的多少。 =BS S 为回路面积在垂直 B 方
6、向的投影 6安培力的大小 左手定则 （）安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力 （）安培力的计算公式： F=BIL ； 通电导线与磁场方向垂直时，此时安培力有最大值 F=BIL ；通电导线与磁场方向平行时，此时安培力有最 小值 F=0 。 （）左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直，且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿入手心， 并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 7 洛伦兹力的方向 （ 1）洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 （ 2）安培力是洛伦兹力的宏观表现 . (3) 左手定则判定洛伦兹力的方向：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直，且与手掌都
7、在同一平面内，让 磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受 洛伦兹力的方向。 负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反 试判断图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性。 51 磁 感 应强 F v v v v A B C D 8. 电磁感应现象及其应用 (1) 1831 年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象 . (2) 利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象 . 由电磁感应产生的电流叫感应电流 . (3) 产生感应电流的条件 : 回路闭合，穿过回路的磁通量发生变化 . 9. 电磁感应定律 (1) 感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势
8、 . (2) 法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 第 3 页 共 4 页 8 (3) 公式： （为线圈匝数） 闭合电路中产生的感应电动势的大小取决于此回路的磁通量变化的快慢，与磁通量多少无关，与穿过 磁通量的变化多少无关。 10、交流电 1. 交变电流（简称交流（ AC），俗称交流电） ：大小和方向都随时间做周期变化的电流 . 2. 交流发电机：由定子和转子组成，转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动 势. 3. 交流的变化规律：日常使用的电是由电网送来的，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函 数的规律变化，叫做正弦式电
9、流 . （ 1）表达式： =Emsin t i=Imsin t （ 2）图象： （ 3）描述物理量： 峰值（ Em 、 Um 、Im）交流电动势、电压、电流的最大值 有效值（ E、U、I ）把交流电和直流电分别通过相等的电阻，在相等时间内产生的热量相等，直流电 的值叫做交流电的有效值 周期（ T）交流电完成一次周期性变化所用的时间 频率（ f ） 1s 内交流电完成周期性变化的次数 周期和频率的关系： T=1/f , 或 f=1/T 我国交流电网的频率为 50Hz, 周期 T=0.02s 对正弦交流电的有效值和最大值之间的关系： U= Um/ ，I= Im/ , E= Em/ 交流电表的读数是
10、交流电的有效值，计算交流电路的电功、电功率、电热用交流电的有效值，家用电器铭 牌上的额定电压、额定电流都是指有效值 . 4. 变压器 （ 1）构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成 . （ 2）工作原理：变压器利用的是电磁感应现象的互感现象 . 5. 减小输电线路上电能损失的方法： （ 1）减小输电线电阻 R（从 、 L、S 三个角度考虑，但效果不佳） . （ 2）减小输电电流 I （因为 I=P/U ，所以采用高压输电既有效又经济） 11. 电磁波 （ 1） 麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹证实了电磁波的存在。 （ 2）麦克斯韦电磁场理论： a. 变化的磁场产生电场 b. 变化的电
11、场产生磁场 非均匀变化的周期性磁场与电场相互激发形成电磁场，电磁场由近向远传播形成电磁波 （ 3）电磁波的特点： a. 电磁波可以在真空中传播； b. 电磁波本身是一种物质，电磁波具有能量； c .波长、频率和波速： c= f （c 波速 ； 波长； f 频率） d. 电磁波在真空中的速度： c=3.00 10 m/s 第 4 页 共 4 页 e. 电磁波在不同介质中传播速度不同，频率保持不变 （ 4）电磁波的发射和接收 （ 1）载波：携带声音、图象等信息的电磁波 . （ 2）调制：把信息加到载波上，使载波随信号而变叫调制 . （ 3）调幅（频）波：使振幅（频率）随信号而变叫调幅（频）波 .
12、（ 4）调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐 . （ 5）解调：从载波中将声音、图象等信息 取出叫解调 . （ 5）电磁波谱： . 电磁波按波长由大到小的顺序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、射线 b. 不同的电磁波具有不同的频率，因此具有不同的特点 无线电波适用于通信和广播，微波炉中使用的微波也是一种无线电波 红外线具有热效应，应用有：夜视仪、红外摄影、红外线遥感 可见光能引起视觉，不同颜色的光是频率范围不同的电磁波 紫外线具有较高的能量，能灭菌消毒；具有荧光效应，能激发许多物质发光 X 射线穿透能力较强，能透视人体，检查金属部件内部有无缺陷 射线穿透能力很强，能治疗某些
13、癌症，探测金属部件内部有无缺陷 12. 静电的利用与防止 A （ 1）静电利用原理：带电粒子受到电场力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上。 带正电荷的粒子在电场力作用下会向 负 极运动，带负电的粒子则向 正 极运动。 实例：静电除尘、静电喷涂、静电复印、静电植绒、避雷针等。 （ 2）静电危害：放电火花可能引起易燃物的爆炸。人体静电在与金属等导体接触时放电会使人有刺疼感。 （ 3）静电防止的方法：及时把静电导走。如给空气加湿、地毯中加入导电金属丝等。 - 洁净气体 + + A B 混浊气体 - 灰尘 在上图的避雷针模拟实验中 A 金属 静电除尘装置中，灰尘 颗粒被带上了负 _电。 柱容易放电， 因此避雷针应为 _尖 头形 状。
