高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)匯總
萬有引力、電的相互作用和磁的相互作用，可以在很遠(yuǎn)的地方明顯的表現(xiàn)出來，因此用肉眼就可以觀察到;但也許存在另一些相互作用力，他們的距離如此之小，以至無法觀察。下面給大家?guī)硪恍╆P(guān)于高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)大家有所幫助。
高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)1
起電方法的實(shí)驗(yàn)探究
1. 物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，就說物體帶了電或有了電荷。
2. 兩種電荷
自然界中的電荷有2種，即正電荷和負(fù)電荷。如：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷;用干燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負(fù)電荷。同種電荷相斥，異種電荷相吸。
相互吸引的一定是帶異種電荷的物體嗎?不一定，除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)，這里的“輕小物體”可能不帶電。
3. 起電的方法
使物體起電的方法有三種：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電
(1)摩擦起電：兩種不同的物體原子核束縛電子的能力并不相同.兩種物體相互摩擦?xí)r，束縛電子能力強(qiáng)的物體就會(huì)得到電子而帶負(fù)電，束縛電子能力弱的物體會(huì)失去電子而帶正電.(正負(fù)電荷的分開與轉(zhuǎn)移)
(2)接觸起電：帶電物體由于缺少(或多余)電子，當(dāng)帶電體與不帶電的物體接觸時(shí)，就會(huì)使不帶電的物體上失去電子(或得到電子)，從而使不帶電的物體由于缺少(或多余)電子而帶正電(負(fù)電).(電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分)
(3)感應(yīng)起電：當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會(huì)向靠近或遠(yuǎn)離帶電體的方向移動(dòng).(電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體)
三種起電的方式不同，但實(shí)質(zhì)都是發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，使多余電子的物體(部分)帶負(fù)電，使缺少電子的物體(部分)帶正電.在電子轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。
二、電荷守恒定律
1. 電荷量：電荷的多少。在國際單位制中，它的單位是庫侖，符號(hào)是C。
2. 元電荷：電子和質(zhì)子所帶電荷的絕對(duì)值1.6×10-19C，所有帶電體的電荷量等于e或e的整數(shù)倍。(元電荷就是帶電荷量足夠小的帶電體嗎?提示：不是，元電荷是一個(gè)抽象的概念，不是指的某一個(gè)帶電體，它是指電荷的電荷量.另外任何帶電體所帶電荷量是1.6×10-19C的整數(shù)倍。)
3. 比荷：粒子的電荷量與粒子質(zhì)量的比值。
4. 電荷守恒定律
表述1：電荷守恒定律：電荷既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。
表述2：在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。
【例1】有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶電荷量為QA=6.4×10-9 C，QB=-3.2×10-9 C，讓兩個(gè)絕緣小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?
【思路點(diǎn)撥】當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，根據(jù)對(duì)稱性，兩個(gè)球一定帶等量的電荷量.若兩個(gè)球原先帶同種電荷，電荷量相加后均分;若兩個(gè)球原先帶異種電荷，則電荷先中和再均分。
庫侖定律
一、電荷間的相互作用
1. 點(diǎn)電荷：當(dāng)電荷本身的大小比起它到其他帶電體的距離小得多，這樣可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況，把它抽象成一個(gè)幾何點(diǎn)。這樣的帶電體就叫做點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。
2. 帶電體看做點(diǎn)電荷的條件：
①兩帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們大小;
②兩個(gè)電荷均勻分布的絕緣小球。
3. 影響電荷間相互作用的因素：①距離;②電量;③帶電體的形狀和大小
二、庫侖定律：
在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷的乘積成正比，跟它們距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
(靜電力常量——k=9.0×109N·m2/C2)
注意：
1. 定律成立條件：真空、點(diǎn)電荷
2. 靜電力常量——k=9.0×109N·m2/C2(庫侖扭秤)
3. 計(jì)算庫侖力時(shí)，電荷只代入絕對(duì)值
4. 方向在它們的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸
5. 兩個(gè)電荷間的庫侖力是一對(duì)相互作用力
庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)、控制變量法
【例2】兩個(gè)帶電量分別為+3Q和-Q的點(diǎn)電荷分別固定在相距為2L的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)在AB連線的中點(diǎn)O放一個(gè)帶電量為+q的點(diǎn)電荷。求q所受的庫侖力。
第3節(jié) 電場強(qiáng)度
一、電場——電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的
電荷(帶電體)周圍存在著的一種物質(zhì)。電場看不見又摸不著，但卻是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。
其基本性質(zhì)就是對(duì)置于其中的電荷有力的作用，這種力就叫電場力。
電場的檢驗(yàn)方法：把一個(gè)帶電體放入其中，看是否受到力的作用。
試探電荷：用來檢驗(yàn)電場性質(zhì)的電荷。其電量很小(不影響原電場);體積很小(可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn))的電荷，也稱點(diǎn)電荷。
二、電場強(qiáng)度
1. 場源電荷
2. 電場強(qiáng)度
放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力與它所帶電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。
(國際單位：N/C)
電場強(qiáng)度是矢量。規(guī)定：正電荷在電場中某一點(diǎn)受到的電場力方向就是那一點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。即如果Q是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果Q是負(fù)電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q。(“離+Q而去，向-Q而來”)
電場強(qiáng)度是描述電場本身的力的性質(zhì)的物理量，反映電場中某一點(diǎn)的電場性質(zhì)，其大小表示電場的強(qiáng)弱，由產(chǎn)生電場的場源電荷和點(diǎn)的位置決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場力。
1V/m=1N/C
三、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式
四、電場的疊加
在幾個(gè)點(diǎn)電荷共同形成的電場中，某點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這叫做電場的疊加原理。
五、電場線
1. 電場線：為了形象地描述電場而在電場中畫出的一些曲線，曲線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小，曲線上某點(diǎn)的切線方向表示場強(qiáng)的方向。
2. 電場線的特征
(1)電場線密的地方場強(qiáng)強(qiáng)，電場線疏的地方場強(qiáng)弱。
(2)靜電場的電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷(或負(fù)電荷)的電場線止無窮遠(yuǎn)處點(diǎn)。
(3)電場線不會(huì)相交，也不會(huì)相切。
(4)電場線是假想的，實(shí)際電場中并不存在。
(5)電場線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒有必然聯(lián)系。
3. 幾種典型電場的電場線
(1)正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布
特點(diǎn)：
①離點(diǎn)電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大。
②e以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向不同。
(2)等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線分布
特點(diǎn)：
①沿點(diǎn)電荷的連線，場強(qiáng)先變小后變大。
②e兩點(diǎn)電荷連線中垂面(中垂線)上，場強(qiáng)方向均相同，且
總與中垂面(中垂線)垂直。
③在中垂面(中垂線)上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離
各點(diǎn)場強(qiáng)相等。
(3)等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況
特點(diǎn)：
①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為0。
②兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏，但場強(qiáng)并不為0。
③兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏。
(4)勻強(qiáng)電場
特點(diǎn)：
①勻強(qiáng)電場是大小和方向都相同的電場，故勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距同向的直線。
②e電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，電場方向與電場線平行。
第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)
一、電勢(shì)差：
電勢(shì)差等于電場中兩點(diǎn)電勢(shì)的差值。電場中某點(diǎn)的電勢(shì)，就是該點(diǎn)相對(duì)于零勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差。
(1)計(jì)算式
(2)單位：伏特(V)
(3)電勢(shì)差是標(biāo)量。其正負(fù)表示大小。
高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)2
電場力的功
電場力做功的特點(diǎn)：
電場力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)。
1. 電勢(shì)能：電荷處于電場中時(shí)所具有的,由其在電場中的位置決定的能量稱為電勢(shì)能.
注意：系統(tǒng)性、相對(duì)性
2. 電勢(shì)能的變化與電場力做功的關(guān)系
(1)電荷在電場中具有電勢(shì)能。
(2)電場力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小。
(3)電場力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大。
(4)電場力做多少功，電荷電勢(shì)能就變化多少。
(5)電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電勢(shì)能面有關(guān)(通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零。)
(6)電勢(shì)能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性。
(7)電勢(shì)能是標(biāo)量。
3. 電勢(shì)能大小的確定
電荷在電場中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場力所做的功。
三、電勢(shì)
電勢(shì)：置于電場中某點(diǎn)的試探電荷具有的電勢(shì)能與其電量的比叫做該點(diǎn)的電勢(shì)。是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。其大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無關(guān)，只與電場中該點(diǎn)在電場中的位置有關(guān)，故其可衡量電場的性質(zhì)。
單位：伏特(V)標(biāo)量
1. 電勢(shì)的相對(duì)性：某點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢(shì)而言的。零電勢(shì)的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面。
2. 電勢(shì)的固有性：電場中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。
3. 電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。(負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低.)
4. 計(jì)算時(shí)EP、q， 都帶正負(fù)號(hào)。
5. 順著電場線的方向，電勢(shì)越來越低。
6. 與電勢(shì)能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點(diǎn)的電勢(shì)為零.(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.)
三、等勢(shì)面
1. 等勢(shì)面：電場中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面。
2. 等勢(shì)面的特點(diǎn)
①等勢(shì)面一定跟電場線垂直，在同一等勢(shì)面的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力不做功;
②電場線總是由電勢(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;
③等差等勢(shì)面越密的地方電場強(qiáng)度越大。
第5節(jié) 電勢(shì)差
一、電勢(shì)差：
電勢(shì)差等于電場中兩點(diǎn)電勢(shì)的差值
二、電場力的功
電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)。
第6節(jié) 電勢(shì)差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
一、場強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系? (下圖)
結(jié)論：電勢(shì)與場強(qiáng)沒有直接關(guān)系!
二、勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系
勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場方向距離的乘積
在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì).
電場強(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：放入電場中的導(dǎo)體，其內(nèi)部的自由電子在電場力的作用下向電場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
1. 靜電場中導(dǎo)體內(nèi)電場分布
2. 靜電平衡：電場中導(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)罩可以把外部電場遮住，使其不受外電場的影響。
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
高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)3
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。
五、電功和電功率
(一)導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動(dòng)，電場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。
六、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：單位時(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。
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一、電功和電功率
(一)導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動(dòng)，電場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：單位時(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。
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高二物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)匯總
