高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(2)
高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
(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。
第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
一、串聯(lián)電路
1.串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：
2.串聯(lián)電路的性質(zhì)：
等效電阻： 電壓分配： 功率分配：
二、并聯(lián)電路
1.并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：
2.并聯(lián)電路的性質(zhì)：
等效電阻： 電流分配： 功率分配：
第5節(jié)焦耳定律
一、電功和電功率
(一)導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，電場(chǎng)力所做的功稱為電功。適用于一切電路.包括純電阻和非純電阻電路。
1、純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件。
2、非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路。
在國(guó)際單位制中電功的單位是焦(J)，常用單位有千瓦時(shí)(kW·h)。
1kW·h=3.6×106J
(二)電功率是描述電流做功快慢的物理量。
額定功率：是指用電器在額定電壓下工作時(shí)消耗的功率，銘牌上所標(biāo)稱的功率。
實(shí)際功率：是指用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)消耗的功率。
用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才等于額定功率。
二、焦耳定律和熱功率
(一)焦耳定律：電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量Q=I 2Rt
此式也適用于任何電路，包括電動(dòng)機(jī)等非純電阻發(fā)熱的計(jì)算.產(chǎn)生電熱的過程，是電流做功，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。
(二)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率。
熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I 的二次方與導(dǎo)體電阻R 的乘積。
(三)電功率與熱功率
1、區(qū)別：
電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積。
熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率.決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積。
2、聯(lián)系：
對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率;
對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和。
(四)電功和電熱的關(guān)系
1、在純電阻電路中，電流做功，電能完全轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能.因而電功等于電熱，有：
2、在非純電阻電路中，電流做功，電能除了一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其他形式的能.因而電功大于電熱，電功率大于電路的熱功率。.即有：W=UIt=E機(jī)、化+I2Rt或UI=I2R+P其他(P其他指除熱功率之外的其他形式能的功率)
第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻
一、電阻定律
電阻定律：實(shí)驗(yàn)表明，均勻?qū)w的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比，用公式表示為
1. ρ表示材料的電阻率，與材料和溫度有關(guān);
2. l表示沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度;
3. S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積。
二、電阻率
(一)電阻定律中比例常量ρ跟導(dǎo)體的材料有關(guān),是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率.ρ值越大，材料的導(dǎo)電性能越差。
(二)電阻率的單位是Ω·m，讀作歐姆米，簡(jiǎn)稱歐米。
(三)材料的電阻率隨溫度的變化而改變，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。錳銅合金和鎳銅合金的電阻率受溫度影響很小，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
(四)各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化。
1、金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。
2、半導(dǎo)體(熱敏電阻)的電阻率隨溫度的升高而減小。
第7節(jié) 閉合電路歐姆定律
一、閉合電路
外電路：電源的外部叫做外電路，其電阻稱為外電阻，R。
外電壓 U外：外電阻兩端的電壓。常也叫路端電壓。
內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，r。
二、閉合電路歐姆定律
閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。這一結(jié)論稱為閉合電路歐姆定律。
三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系
(一)路端電壓：外電路兩端的電壓叫做路端電壓。
(二)路端電壓是用電器(負(fù)載)的實(shí)際工作電壓。
電動(dòng)勢(shì)為E ， 內(nèi)阻為r=E / I短
注意：
1、U—I圖象是一向下傾斜的直線,路端電壓隨電流的增大而減小。
2、圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻,圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示短路電流。
3、斜率大，內(nèi)阻大。
四、測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
(一)電路圖
(二)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法比較：
1、計(jì)算法：原理清晰但處理繁雜，偶然誤差處理不好。
2、作圖法：原理清晰、處理簡(jiǎn)單，偶然誤差得到很好處理，可以根據(jù)圖線外推得出意想不到的結(jié)論。
第8節(jié) 多用電表的原理
一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)
測(cè)量時(shí)，黑表筆插入“-”插孔，紅表筆插入“+”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)量相應(yīng)的測(cè)量端。使用時(shí)，電路只有一部分起作用。
二、測(cè)量原理
(一)測(cè)直流電流和直流電壓的原理，就是電阻的分流和分壓原理，其中轉(zhuǎn)換開關(guān)接 1 或 2 時(shí)測(cè)直流電流;接 3 或 4 時(shí)測(cè)直流電壓;轉(zhuǎn)換開關(guān)接 5 時(shí)，測(cè)電阻。
(二)多用電表電阻擋(歐姆擋)原理。
1.
第三章 磁場(chǎng)
第1節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)
一、磁現(xiàn)象
磁性、磁體、磁極：能吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。具有磁性的物體叫磁體，磁體中磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。
二、磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.(與電荷類比)
三、磁場(chǎng)
(一)磁體的周圍有磁場(chǎng)
(二)奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟示：電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間有磁場(chǎng)。
導(dǎo)線南北放置
(三)安培的研究：磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)磁體有力的作用;電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)對(duì)電流也應(yīng)該有力的作用。
(四)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：
1、磁場(chǎng)對(duì)處于場(chǎng)中的磁體有力的作用。
2、磁場(chǎng)對(duì)處于場(chǎng)中的電流有力的作用。
第2、4節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度、通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)中受到的力
一、安培力的方向
安培力——磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力。
左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一個(gè)平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。
二、安培力方向的判斷
1.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，在判斷安培力方向時(shí)首先確定磁場(chǎng)和電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向。
2.已知I、B的方向，可唯一確定F的方向;已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定I的方向;已知F、I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能唯一確定。
3.由于B、I、F的方向關(guān)系在三維立體空間中，所以解決該類問題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想像力.如果是在立體圖中，還要善于把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖。
三、安培力的大小
實(shí)驗(yàn)表明：把一段通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)線所受到的安培力最大;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，導(dǎo)線所受到的安培力等于零;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受到的安培力介于最大值和零之間。
四、磁感應(yīng)強(qiáng)度
定義：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。
對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解
1、公式B=F/IL是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，是用比值定義的，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只決定于磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，與F、I、L均無關(guān)。
2、定義式B=FIL成立的條件是：通電導(dǎo)線必須垂直于磁場(chǎng)方向放置。因?yàn)榇艌?chǎng)中某點(diǎn)通電導(dǎo)線受力的大小，除了與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)外，還與導(dǎo)線的方向有關(guān)。導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中的方向不同，所受磁場(chǎng)力也不相同.通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不一定為零，這可能是電流方向與B的方向在一條直線上的原因造成的。
3、磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這時(shí)L應(yīng)很短，IL稱作“電流元”，相當(dāng)于靜電場(chǎng)中的試探電荷。
4、通電導(dǎo)線受力的方向不是磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。
5、磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的性質(zhì)的物理量，它們都是矢量，現(xiàn)把它們的區(qū)別列表如下：
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，遵循平行四邊形定則。如果空間同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的磁場(chǎng)時(shí)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是各磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。
五、勻強(qiáng)磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng).在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受的安培力F= BIL。
(一)公式F=BIL中L指的是“有效長(zhǎng)度”.當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)=BIL;當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)=0。
(二)彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度，如下圖相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。
1、當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，F(xiàn) = ILB
2、當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí)，F(xiàn) = ILBsinθ
第3節(jié) 幾種常見的磁場(chǎng)
一、磁場(chǎng)的方向
物理學(xué)規(guī)定：
在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
二、圖示磁場(chǎng)
(一)磁感線——在磁場(chǎng)中假想出的一系列曲線
1、磁感線上任意點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致(小磁針靜止時(shí)N極所指的方向)。
2、磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。
(二)常見磁場(chǎng)的磁感線
1、永久性磁體的磁場(chǎng)：條形，蹄形
2、直線電流的磁場(chǎng)
剖面圖(注意“ ”和“×”的意思)箭頭從紙里到紙外看到的是點(diǎn)，從紙外到紙里看到的是叉。
3、環(huán)形電流的磁場(chǎng)(安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向。)
4、螺線管電流的磁場(chǎng)(安培定則：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向。)
常見的圖示：
三、磁感線的特點(diǎn)：
1、磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。
2、磁感線上的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
3、在磁體外部，磁感線從N極指向S極;在磁體內(nèi)部，磁感線從S極指向N極。
4、磁感線是閉合的曲線(與電場(chǎng)線不同)。
5、任意兩條磁感線一定不相交。
6、常見磁感線是立體空間分布的。
7、磁場(chǎng)在客觀存在的，磁感線是人為畫出的，實(shí)際不存在。
四、安培分子環(huán)流假說
(一)分子電流假說
任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)分子都成為一個(gè)微小的磁體。
(二)安培分子環(huán)流假說對(duì)一些磁現(xiàn)象的解釋：
?、傥幢淮呕蔫F棒，磁化后的鐵棒。
?、谟来朋w之所以具有磁性，是因?yàn)樗鼉?nèi)部的環(huán)形分子電流本來就排列整齊。
?、塾来朋w受到高溫或猛烈的敲擊會(huì)失去磁性，這是因?yàn)樵诩ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或機(jī)械振動(dòng)的影響下，分子電流的取向又變得雜亂無章了。
(三)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
第5、6節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力和帶電粒子勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用——這個(gè)力叫洛侖茲力。
二、磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用，而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的。所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力可能是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn)。即：
(一)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。
(二)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。
三、洛倫茲力的方向
(一)洛倫茲力的方向符合左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，磁感線垂直穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向;若是負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么四指應(yīng)指向其反方向。
(二)關(guān)于洛侖茲力的說明：
1、洛侖茲力的方向垂直于v和B組成的平面。
2、洛侖茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。
3、洛侖茲力對(duì)電荷不做功。
4、洛侖茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。
5、洛侖茲力對(duì)電荷只起向心力的作用，故只在洛侖茲力的作用下，電荷將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
四、洛倫茲力的大小
(一)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。
(二)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。
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