高中物理電學(xué)知識點_高中物理電學(xué)基礎(chǔ)知識(2)
高中物理電學(xué)知識點_高中物理電學(xué)基礎(chǔ)知識
高中物理電學(xué)知識點篇四
一、電場基本規(guī)律2、庫侖定律(1)定律內(nèi)容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
(2)表達(dá)式:k=9.0×109N?m2/C2——靜電力常量(3)適用條件:真空中靜止的點電荷。
1、電荷守恒定律:電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變。(1)三種帶電方式:摩擦起電,感應(yīng)起電,接觸起電。
(2)元電荷:最小的帶電單元,任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍,e=1.6×10-19C——密立根測得e的值。
二、電場能的性質(zhì)
1、電場能的基本性質(zhì):電荷在電場中移動,電場力要對電荷做功。
2、電勢φ(1)定義:電荷在電場中某一點的電勢能Ep與電荷量的比值。
(2)定義式:φ——單位:伏(V)——帶正負(fù)號計算(3)特點:
○1電勢具有相對性,相對參考點而言。但電勢之差與參考點的選擇無關(guān)。
○2電勢一個標(biāo)量,但是它有正負(fù),正負(fù)只表示該點電勢比參考點電勢高,還是低。
○3電勢的大小由電場本身決定,與Ep和q無關(guān)。
○4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功。
(4)電勢高低的判斷方法○1根據(jù)電場線判斷:沿著電場線電勢降低。φA>φB○2根據(jù)電勢能判斷:
正電荷:電勢能大,電勢高;電勢能小,電勢低。
負(fù)電荷:電勢能大,電勢低;電勢能小,電勢高。
結(jié)論:只在電場力作用下,靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運動。
3、電勢能Ep(1)定義:電荷在電場中,由于電場和電荷間的相互作用,由位置決定的能量。電荷在某點的電勢能等于電場力把電荷從該點移動到零勢能位置時所做的功。
(2)定義式:——帶正負(fù)號計算(3)特點:
○1電勢能具有相對性,相對零勢能面而言,通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。
○2電勢能的變化量△Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。
4、電勢差UAB(1)定義:電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。
(2)定義式:UAB=φA-φB(3)特點:
○1電勢差是標(biāo)量,但是卻有正負(fù),正負(fù)只表示起點和終點的電勢誰高誰低。若UAB>0,則UBA<0。
○2單位:伏○3電場中兩點的電勢差是確定的,與零勢面的選擇無關(guān)○4U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差計算公式。——電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。
5、靜電平衡狀態(tài)(1)定義:導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動的穩(wěn)定狀態(tài)(2)特點○1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。
○2感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該處場強(qiáng)的大小相等,方向相反。
○3處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體,導(dǎo)體表面是個等勢面。
○4電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,在導(dǎo)體表面的分布與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān),越彎曲,電荷分布越多。
6、電場力做功WAB(1)電場力做功的特點:電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān),即與初末位置的電勢差有關(guān)。
(2)表達(dá)式:WAB=UABq—帶正負(fù)號計算(適用于任何電場)WAB=Eqd—d沿電場方向的距離。——勻強(qiáng)電場(3)電場力做功與電勢能的關(guān)系WAB=-△Ep=EpA-EPB結(jié)論:電場力做正功,電勢能減少電場力做負(fù)功,電勢能增加7、等勢面:
(1)定義:電勢相等的點構(gòu)成的面。
(2)特點:
○1等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷,電場力不做功。
○2等勢面與電場線垂直○3兩等勢面不相交○4等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。
○5畫等勢面時,相鄰等勢面間的電勢差相等。
(3)判斷電場線上兩點間的電勢差的大?。嚎拷鼒鲈?場強(qiáng)大)的兩間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源(場強(qiáng)小)相等距離兩點間的電勢差。
三、電場力的性質(zhì)
1、電場的基本性質(zhì):電場對放入其中電荷有力的作用。
2、電場強(qiáng)度E(1)定義:電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值,就叫做該點的電場強(qiáng)度。
(2)定義式:E與F、q無關(guān),只由電場本身決定。
(3)電場強(qiáng)度是矢量:大?。簡挝浑姾墒艿降碾妶隽Α?/p>
方向:規(guī)定正電荷受力方向,負(fù)電荷受力與E的方向相反。
(4)單位:N/C,V/m1N/C=1V/m(5)其他的電場強(qiáng)度公式○1點電荷的場強(qiáng)公式:——Q場源電荷○2勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式:——d沿電場方向兩點間距離(6)場強(qiáng)的疊加:遵循平行四邊形法則3、電場線(1)意義:形象直觀描述電場強(qiáng)弱和方向理性模型,實際上是不存在的(2)電場線的特點:
○1電場線起于正(無窮遠(yuǎn)),止于(無窮遠(yuǎn))負(fù)電荷○2不封閉,不相交,不相切○3沿電場線電勢降低,且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小,可以判斷電勢高低。
○4電場線垂直于等勢面,靜電平衡導(dǎo)體,電場線垂直于導(dǎo)體表面(3)幾種特殊電場的電場線四、應(yīng)用——帶電粒子在電場中的運動(平衡問題,加速問題,偏轉(zhuǎn)問題)1、基本粒子不計重力,但不是不計質(zhì)量,如質(zhì)子,電子,α粒子,氕,氘,氚帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。
2、平衡問題:電場力與重力的平衡問題。
mg=Eq3、加速問題(1)由牛頓第二定律解釋,帶電粒子在電場中加速運動(不計重力),只受電場力Eq,粒子的加速度為a=Eq/m,若兩板間距離為d,則(2)由動能定理解釋,可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān),只與兩板間的電壓有關(guān),但是粒子在電場中運動的時間不一樣,d越大,飛行時間越長。
3、偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運動在垂直電場線的方向:粒子做速度為v0勻速直線運動。
在平行電場線的方向:粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運動帶電粒子若不計重力,則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離,若能飛出電場水平距離為L,若不能飛出電場則水平距離為x帶電粒子飛行的時間:t=x/v0=L/v0——————○1粒子要能飛出電場則:y≤d/2————————○2粒子在豎直方向做勻加速運動:———○3粒子在豎直方向的分速度:——————○4粒子出電場的速度偏角:——————○5由○1○2○3○4○5可得:
飛行時間:t=L/vO豎直分速度:
側(cè)向偏移量:偏向角:
飛行時間:t=L/vO側(cè)向偏移量:y’=偏向角:
在這種情況下,一束粒子中各種不同的粒子的運動軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量,偏向角都相同,但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時間不同,此時間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時,只要將加速度a重新求出即可,具體計算過程相同五、電容器及其應(yīng)用1、電容器充放電過程:(電源給電容器充電)充電過程S-A:電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電過程S-B:電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容(1)物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。
(2)定義:電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。
(3)定義式:——是定義式不是決定式——是電容的決定式(平行板電容器)
(4)單位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F
(5)特點
○1電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。
○2電容器的電容C與Q和U無關(guān),只由電容器本身決定。
○3在有關(guān)電容器問題的討論中,經(jīng)常要用到以下三個公式和○3的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷○4電容器始終與電源相連,則電容器的電壓不變。電容器充電完畢,再與電源斷開,則電容器的帶電量不變。
高中物理電學(xué)知識點篇五
一、電場
1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),
r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強(qiáng)度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強(qiáng)度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強(qiáng)方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強(qiáng)度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),
UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點沿場強(qiáng)方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))
高中物理電學(xué)知識點篇六
二、恒定電流
1.電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總
{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應(yīng),因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。
11.伏安法測電阻
電流表內(nèi)接法: 電流表外接法:
電壓表示數(shù):U=UR+UA 電流表示數(shù):I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 選用電路條件Rx<12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡單,功耗小 電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗較大
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp>Rx 便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp注1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯(lián)總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個分電阻;
(4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:電阻率與溫度的關(guān)系半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用〔見第二冊P127〕。
看了高中物理電學(xué)知識點的人還看: