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高中物理选修 3-1 知识点汇总:静电场、电荷及其守恒定律等

更新时间:2024-08-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

高中物理难学,难就难在初中和高中衔接处出现的“台阶”。这个台阶存在于物理教材内容、教学方式以及学生的学习能力、思维方式和心理特点上。今天贝语网校,小编就为大家整理了高中物理选修课3-1的知识点,一起和小编一起来看看吧!D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理选修3-1知识点(一)D8K物理好资源网(原物理ok网)

第 1 章 静电场D8K物理好资源网(原物理ok网)

第一节 电荷及其守恒定律D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 带电法实验研究D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 当物体具有吸引光和小物体的特性时,我们就称该物体带电或具有电荷。D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 两种收费D8K物理好资源网(原物理ok网)

自然界中有两种电荷,正电荷和负电荷。例如,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,而用干毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。同性电荷相互排斥,而异性电荷相互吸引。D8K物理好资源网(原物理ok网)

相互吸引的物体一定带相反的电荷吗?不一定。带电体除了带相反电荷的物体相互吸引外,还具有吸引轻的、小的物体的性质。这里的“轻的、小的物体”不一定带电。D8K物理好资源网(原物理ok网)

3. 电气化方式D8K物理好资源网(原物理ok网)

物体带电的方式有三种:摩擦带电、接触带电、感应带电。D8K物理好资源网(原物理ok网)

(1)摩擦起电:两种不同物体的原子核结合电子的能力不同,当两种物体相互摩擦时,结合电子能力较强的物体会获得电子而带负电,结合电子能力较弱的物体则会失去电子而带正电。(正负电荷的分离与转移)D8K物理好资源网(原物理ok网)

(2)接触起电:带电物体缺少(或过剩)电子,当带电物体与不带电物体接触时,不带电物体会失去(或获得)电子,导致不带电物体因缺少(或过剩)电子而带正电(负电)。(电荷从物体的一部分转移到另一部分)D8K物理好资源网(原物理ok网)

(3)感应起电:当带电物体接近导体时,导体中的自由电子会向带电物体移动或远离带电物体。(电荷从一个物体转移到另一个物体)D8K物理好资源网(原物理ok网)

三种带电方式各有不同,但本质上都是电子的转移,使电子过剩的物体(部分)带负电,电子不足的物体(部分)带正电,电子转移过程中,总电荷量不变。D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 电荷守恒定律D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 电荷:电荷的量。在国际单位制中,其单位为库仑,符号为C。D8K物理好资源网(原物理ok网)

2、元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值为1.6×10-19C。一切带电体的电荷都等于e或e的整数倍。(元电荷是指带足够小的电荷的带电体吗?提示:不是,元电荷是一个抽象的概念,不是指某个带电体,而是指电荷的电荷量。另外,任何带电体所带的电荷都是1.6×10-19C的整数倍。)D8K物理好资源网(原物理ok网)

3. 比电荷:粒子的电荷与其质量的比率。D8K物理好资源网(原物理ok网)

4.电荷守恒定律D8K物理好资源网(原物理ok网)

论述1:电荷守恒定律:电荷既不能产生,也不能消灭,而只能从一个物体转移到另一个物体,或从一个物体的一部分转移到另一个物体。在转移过程中,电荷总量不变。D8K物理好资源网(原物理ok网)

陈述2:在不与外界交换电荷的体系中,正负电荷的代数和保持不变。D8K物理好资源网(原物理ok网)

例如:有两个相同的带电绝缘金属球A、B,其电荷分别为QA = 6.4×10-9 C、QB = -3.2×10-9 C。让这两个绝缘球接触。在接触过程中,电子是如何转移的,转移的量是多少?D8K物理好资源网(原物理ok网)

【思考提示】当两个完全相同的金属球接触时,根据对称性,两个球所带电荷量必定相等。如果两个球原本带的电荷相同,则电荷先相加,再均分;如果两个球原本带的电荷不同,则电荷先中和,再均分。D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理选修3-1知识点(二)D8K物理好资源网(原物理ok网)

第二节 库仑定律D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 电荷间的相互作用D8K物理好资源网(原物理ok网)

1.点电荷:当电荷本身的尺寸远小于它与其他带电体的距离时,带电体上电荷的具体分布可以忽略不计,可以抽象为一个几何点。这样的带电体称为点电荷。点电荷是一种理想化的物理模型。VS粒子D8K物理好资源网(原物理ok网)

2.将带电体视为点电荷的条件:D8K物理好资源网(原物理ok网)

①两个带电体之间的距离远大于它们的尺寸;D8K物理好资源网(原物理ok网)

②两个绝缘小球,内带均匀分布的电荷。D8K物理好资源网(原物理ok网)

3.影响电荷间相互作用的因素:①距离;②电荷;③带电体的形状和大小D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的力与它们电荷的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。力的方向在它们连线上。D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理3 1公式D8K物理好资源网(原物理ok网)

(静电力常数——k=9.0×109N·m2/C2)D8K物理好资源网(原物理ok网)

注意:D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 定律成立的条件:真空、点电荷D8K物理好资源网(原物理ok网)

2.静电力常数-k=9.0×109N·m2/C2(库仑扭力天平)D8K物理好资源网(原物理ok网)

3.计算库仑力时,只使用电荷的绝对值。D8K物理好资源网(原物理ok网)

4. 方向在连接它们的线上。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。D8K物理好资源网(原物理ok网)

5. 两个电荷之间的库仑力是一对相互作用力D8K物理好资源网(原物理ok网)

库仑扭秤实验,控制变量法D8K物理好资源网(原物理ok网)

例子:两个带电点电荷分别为 +3Q 和 -Q,分别固定在 A 点和 B 点,相距 2L。现在,一个带电点电荷 +q 放置在直线 AB 的中点 O。求 q 上受到的库仑力。D8K物理好资源网(原物理ok网)

第 3 节 电场强度D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 电场 - 电荷之间的相互作用通过电场发生D8K物理好资源网(原物理ok网)

存在于电荷(带电体)周围的物质。电场是看不见、摸不着的,但它是客观存在的一种特殊物质形态。D8K物理好资源网(原物理ok网)

它的基本性质是对置于其中的电荷施加一个力,这个力叫做电场力。D8K物理好资源网(原物理ok网)

如何测试电场:将带电物体放置在其中,看看它是否受到任何力的影响。D8K物理好资源网(原物理ok网)

测试电荷:用来测试电场性质的电荷。带电量很小(不影响原电场)、体积也很小(可看作粒子)的电荷,也叫点电荷。D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 电场强度D8K物理好资源网(原物理ok网)

1. 场源电荷D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 电场强度D8K物理好资源网(原物理ok网)

电场中某一点电荷所受的电场力与该点所带电荷量的比值,称为该点的电场强度,简称场强。D8K物理好资源网(原物理ok网)

(国际单位:N/C)D8K物理好资源网(原物理ok网)

电场强度是一个矢量。其规律是:电场中某一点处正电荷所受电场力的方向,就是该点电场强度的方向。也就是说,如果Q是正电荷,E的方向就是沿着连接PQ的直线,远离Q;如果Q是负电荷,E的方向就是沿着连接PQ的直线,指向Q。(“离开+Q,走向-Q”)D8K物理好资源网(原物理ok网)

电场强度是描述电场本身力的性质的物理量,它反映电场中某一点的电场性质,它的大小表示电场的强弱,由产生电场的源电荷和该点的位置决定,与测试电荷无关,它在数值上等于该点作用于单位电荷上的电场力。D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理选修3-1知识点(三)D8K物理好资源网(原物理ok网)

2. 恒流D8K物理好资源网(原物理ok网)

1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:t时间内通过导体截面的电量(C),t:时间(s)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体电阻(Ω)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体长度(m),S:导体截面积(m2)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

4、闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR(纯电阻电路);D8K物理好资源网(原物理ok网)

E=+;E=+Ir;(一般适用)D8K物理好资源网(原物理ok网)

{I:电路中总电流(A)高中物理3 1公式,E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内部电阻(Ω)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

5、电功与电功率:W=UIt,P=UID8K物理好资源网(原物理ok网)

{W:电功(J)、U:电压(V)、I:电流(A)、t:时间(s)、P:电功率(W)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

6.焦耳定律:Q = I2RtD8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理3 1公式D8K物理好资源网(原物理ok网)

{Q:电热量(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

8.总功率因数=IE;电源输出功率Pout=IU;电源效率η=Pout/{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:电路端电压(V),η:电源效率}D8K物理好资源网(原物理ok网)

9. 串联/并联电路:串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)D8K物理好资源网(原物理ok网)

7.纯电阻电路与非纯电阻电路D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理选修3-1知识点(四)D8K物理好资源网(原物理ok网)

3.磁场D8K物理好资源网(原物理ok网)

1、磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量。B=Φ/S,是矢量,单位(T),1T=1N/(A·m)D8K物理好资源网(原物理ok网)

2、安培力F=BIL(注:I⊥B);{B:磁感应强度(T),F:安培力(F)高中物理3 1公式,I:电流强度(A),L:导线长度(m)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

3.洛伦兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛伦兹力(N),q:带电粒子电荷(C),V:带电粒子速度(m/s)}D8K物理好资源网(原物理ok网)

4.当忽略重力(忽略引力)时,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):D8K物理好资源网(原物理ok网)

(1)带电粒子平行于磁场进入磁场:不受洛伦兹力影响,以速度V=V0作匀速直线运动D8K物理好资源网(原物理ok网)

(2)带电粒子以垂直于磁场的方向进入磁场,做匀速圆周运动。其规律如下D8K物理好资源网(原物理ok网)

(a)f = F 方向 = mV2/r = mω2r = m(2π/T)2r = qVB;r = mV/qB;T = 2πm/qB;D8K物理好资源网(原物理ok网)

(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下);D8K物理好资源网(原物理ok网)

(c)解题要点:画轨迹,找圆心,确定半径,圆心角(=两倍弦切角)。常见轨迹D8K物理好资源网(原物理ok网)

注意:(1)安培力与洛伦兹力的方向可由左手定则确定,但洛伦兹力必须注意粒子所带的正负电荷;D8K物理好资源网(原物理ok网)

(2)必须掌握磁通线的特性及常见磁场中磁通线的分布;D8K物理好资源网(原物理ok网)

(3 速选择器、磁流体发电机、霍尔效应、质谱仪、回旋加速器、D8K物理好资源网(原物理ok网)

a.速度选择器D8K物理好资源网(原物理ok网)

b.磁流体发电机D8K物理好资源网(原物理ok网)

c.质谱仪D8K物理好资源网(原物理ok网)

高中物理选修3-1知识点(五)D8K物理好资源网(原物理ok网)

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