高2物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)

　　三、等勢(shì)面

　　1. 等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面。

　　2. 等勢(shì)面的特點(diǎn)

　?、俚葎?shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，在同一等勢(shì)面的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功;

　?、陔妶?chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交;

　?、鄣炔畹葎?shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。

　　第5節(jié) 電勢(shì)差

　　一、電勢(shì)差：電勢(shì)差等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的差值

　　二、電場(chǎng)力的功

　　電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。

　　第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

　　一、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系? (下圖)

　　結(jié)論：電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)沒(méi)有直接關(guān)系!

　　二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系

　　勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向距離的乘積

　　在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì).

　　電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向.

　　推論：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意一個(gè)方向上，電勢(shì)降落都是均勻的，故在同一直線上間距相同的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。

　　第7節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

　　一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象

　　1. 導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體。

　　2. 導(dǎo)體中存在大量自由電荷。常見的導(dǎo)體有：金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽溶液等。

　　3. 靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體，其內(nèi)部的自由電子在電場(chǎng)力的作用下向電場(chǎng)的反方向作定向移動(dòng)，致使導(dǎo)體的兩端分別出現(xiàn)等量的正、負(fù)電荷。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象。

　　4. 感應(yīng)電荷：靜電感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體不同部分出現(xiàn)的凈電荷。

　　二、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)

　　1. 靜電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)分布

　　2. 靜電平衡：電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)(包括表面上)自由電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。

　　3. 靜電平衡導(dǎo)體的特性：

　　(1)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零

　　(2) 導(dǎo)體是等勢(shì)體,表面為等勢(shì)面

　　(3)導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直

　　三、導(dǎo)體上電荷分布

　　1. 法拉弟圓桶實(shí)驗(yàn)

　　2. 靜電平衡時(shí)，超導(dǎo)體上電荷分布規(guī)律：

　　導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面

　　在超導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷位置幾乎沒(méi)有電荷。

　　3. 尖端放電：

　　四、靜電屏蔽

　　1. 空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以把外部電場(chǎng)遮住，使其不受外電場(chǎng)的影響。

　　2. 靜電屏蔽的兩種情況

　　導(dǎo)體內(nèi)腔不受外界影響：

　　接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響：

　　3. 靜電屏蔽的本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡

　　4. 靜電屏蔽的應(yīng)用：

　　電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面金屬罩、通訊電纜外層金屬套

　　電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋

　　第8節(jié) 電容器的電容

　　一、電容器

　　1. 電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個(gè)電容器，貯藏電量和能量。兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的兩極。

　　2. 電容器的帶電量：電容器一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值。

　　3. 電容器的充電、放電.

　　操作：把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過(guò)程叫做充電。

　　現(xiàn)象：從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個(gè)極板間有電場(chǎng)存在,充電過(guò)程中由電源獲得的電能貯存在電場(chǎng)中,稱為電場(chǎng)能。

　　操作：把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過(guò)程叫放電。

　　充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場(chǎng)強(qiáng)E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

　　放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場(chǎng)強(qiáng)E減少,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能

　　二、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(shì)U的比值，叫做電容器的電容

　　C=Q/U，式中Q指每一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值

　?、匐娙菔欠从畴娙萜鞅旧砣菁{電荷本領(lǐng)大小的物理量，跟電容器是否帶電無(wú)關(guān)。

　?、陔娙莸膯挝唬涸趪?guó)際單位制中，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F。

　　常用單位有微法(μF)，皮法(pF) 1μF = 10-6F，1 pF =10-12F

　　2. 平行板電容器的電容C：跟介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。

　　是電介質(zhì)的介電常數(shù)，k是靜電力常量;空氣的介電常數(shù)最小。

　　3. 電容器始終接在電源上，電壓不變;電容器充電后斷開電源，帶電量不變。

　　第9節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

　　研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要注意以下三點(diǎn)：

　　1. 帶電粒子受力特點(diǎn)。

　　2. 結(jié)合帶電粒子的受力和初速度分析其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。

　　3. 注意選取合適的方法解決帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

　　一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速

　　例1：在真空中有一對(duì)帶電平行金屬板，板間電勢(shì)差為U，若一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電電荷量為q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。

　　二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

　　例2：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)以初速度v0沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入，兩平行板的間距為d，兩板間的電勢(shì)差為U，金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，

　　(1)若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量。

　　(2)若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度。

　　三、帶電粒子的分類

　　(1)基本粒子

　　如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。

　　(2)帶電微粒

　　如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。

　　第二章 恒定電流

　　第1節(jié) 電源和電流

　　一、電源

　　電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置。(從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置)

　　二、電流

　　1. 電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流。

　　2. 產(chǎn)生電流的條件

　　(1)導(dǎo)體中存在著能夠自由移動(dòng)的電荷

　　金屬導(dǎo)體——自由電子 電解液——正、負(fù)離子

　　(2)導(dǎo)體兩端存在著電勢(shì)差

　　三、恒定電場(chǎng)和恒定電流

　　1. 恒定電場(chǎng)：由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)。

　　2. 恒定電流: 大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。

　　四、電流(強(qiáng)度)

　　1. 電流：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t的比值叫做電流，即：?jiǎn)挝唬喊才?A) 常用單位：毫安(mA)、微安(μA)

　　2、電流是標(biāo)量，但有方向?規(guī)定正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?/p>

　　注意：

　　(1)在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷(電子)的定向移動(dòng)方向相反;

　　(2)在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子走向移動(dòng)方向相反,導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，電量q表示通過(guò)截面的正、負(fù)離子電量絕對(duì)值之和。

　　第2節(jié) 電動(dòng)勢(shì)

　　一、電動(dòng)勢(shì)

　　(1)定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。

　　(2)定義式：E=W/q

　　(3)單位：伏(V)

　　(4)物理意義：表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。

　　二、電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)

　　(1)電動(dòng)勢(shì)：它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)。

　　(2)內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。

　　(3)容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是：A·h，mA·h.

　　第3節(jié) 歐姆定律

　　一、導(dǎo)體的電阻

　　(1)定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。

　　(2)公式：R=U/I(定義式)

　　說(shuō)明：

　　A、對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系，R只跟導(dǎo)體本身的性質(zhì)有關(guān)。

　　B、這個(gè)式子(定義)給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法。

　　C、電阻反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用

　　二、歐姆定律

　　(1)定律內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。

　　(2)公式：I=U/R

　　(3)適應(yīng)范圍：一是部分電路，二是金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液。

　　三、導(dǎo)體的伏安特性曲線

　　(1)伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。

　　(2)線性元件和非線性元件

　　線性元件：伏安特性曲線是通過(guò)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件。

　　非線性元件：伏安特性曲線是曲線，即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件。

　　四、導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系

　　(1)對(duì)同一導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比。

　　(2)在相同電壓下，U/I大的導(dǎo)體中電流小，U/I小的導(dǎo)體中電流大。所以U/I反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，叫做電阻(R)

　　(3)在相同電壓下，對(duì)電阻不同的導(dǎo)體，導(dǎo)體的電流跟它的電阻成反比。