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物理选修3-1知识点总结第一章 静电场第1课时 库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体1. 元电荷：电荷量的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：摩擦起电 接触带电 感应起电。3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。考点2.库仑定律1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。2. 公式：3. 适用条件：真空、点电荷。4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。考点3.电场强度1.电场1 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。2 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。3 静电场：静止的电荷产生的电场2.电场强度1 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。2 定义式： E与F、q无关，只由电场本身决定。3 单位：N/C或V/m。4 电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式表达式适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关Q：场源电荷的电荷量r:研究点到场源电荷的距离U:电场中两点的电势差d：两点沿电场线方向的距离（5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。（6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。考点4.电场线、匀强电场1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。2. 电场线的特点1 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。2 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。3 任意两条电场线不相交。4 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。5 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。3. 匀强电场定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场。4. 几种典型的电场线孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线E第2课时 电场能的性质考点1.电势差1. 定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与该电荷电荷量的比值就叫做AB两点的电势差，用表示。2. 定义式：3. 单位：4. 矢标性：标量，但有正负，正负代表电势的高低 考点2.电势1. 定义：电势实际上是和标准位置的电势差，即电场中某点的电势。在数值上等于把1C正电荷从某点移到标准位置（零电势点）是静电力说做的功。2. 定义式：3. 单位：4. 矢标性：是标量，当有正负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。 考点3.电势能1.电场力做功WAB ：（1）电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，即与初末位置的电势差有关。（2）表达式：WAB=UABq带正负号计算（适用于任何电场） WAB=Eqdd沿电场方向的距离。（匀强电场）（3）电场力做功与电势能的关系 静电力对电荷做功等于电荷电势能的减少量，所以静电力的功是电荷电势能变化的量度。无条件结论结论：电场力做正功，电势能减少 电场力做负功，电势能增加2、电势能Ep：（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。（2）定义式：带正负号计算（3）特点： 电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。电势能的变化量Ep与零势能面的选择无关。3、电势：（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。（2）定义式：单位：伏（V）带正负号计算（3）特点： 电势具有相对性，相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无关。电势是一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。AB（4）电势高低的判断方法 根据电场线判断：沿着电场线方向电势降低。AB根据电势能判断：根据电势的定义式U=W/q来确定正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。结论：只有电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。考点4.等势面1. 定义：电势相等的点构成的面叫做等势面。2. 等势面的特点等势面一定跟电场线垂直, 而且电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面任意两等势面都不会相交等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功。电场强度较大的地方，等差等势面较密(6) 规定：画等势面（或线）时，相邻的两等势面（或线）间的电势差相等。这样，在等势面（线）密处场强较大，等势面（线）疏处场强小3.几种常见的等势面如下：几种等势面的性质A、等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。B、等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。4.判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小：靠近场源（场强大）的两点间的电势差大于远离场源（场强小）相等距离两点间的电势差。ABC若AB=BC，则UABUBC5、电势差UAB（1）定义：电场中两点间的电势之差。也叫电压。（2）定义式：UAB=A-B 单位：伏（V）（3）特点： 电势差是标量，却有正负，只表示起点和终点的电势谁高谁低。电场中两点的电势差是确定的，与零势面的选择无关U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。电势差与电场强度之间的关系。电场力做功与电势差关系 WAB=UABq带正负号计算（适用于任何电场）考点5.匀强电场中电势差和电场强度的关系1.匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为：2.说明只适用于匀强电场的计算式中的d的含义是某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面间距。由此可以知道：电场强度的方向是电势降落最快的方向。3.电场强度和电势大小关系：没有必然联系考点6.静电现象的应用7、静电平衡状态：静电感应：把金属导体放在外电场中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应。静电平衡：发生静电感应的导体两端面感应的等量异种电荷形成一附加电场，当附加电场与外电场完全抵消时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。（即感应电荷的场强与原场强大小相等方向相反E= E0 +E=0）导体外部电场线与导体表面垂直。处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。电荷只分布在导体的外表面，与导体表面的弯曲程度有关，越弯曲，电荷分布越多。（4）静电屏蔽第3课时 电容器、带电粒子在电场中的运动考点1、电容器1. 构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。2. 充放电：（1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中。（2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其它形式的能量。3电容器带的电荷量：是指每个极板上所带电荷量的绝对值考点2.电容1定义：电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值2定义式：3电容的单位：法拉，符号：F 4物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V所需的电荷量。5制约因素：电容器的电容与Q、U的大小无关，是由电容器本身的结构决定的。对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。考点3.平行板电容器1平行板电容器的电容的决定式：即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比，与两板正对的面积成正比，与两板间距成反比。2平行板电容器两板间的电场：可认为是匀强电场，E=U/d3对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论问题有两种情况。电容器始终与电源相连，则电容器的电压不变。 电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量不变。对平行板电容器的讨论： 、 、（）电容器跟电源相连，U不变，q随C而变。dCqE、SCqE不变。（）充电后断开，q不变，U随C而变。dCU不变。、SCUE。考点4.带电粒子在电场中的运动（平衡问题，加速问题，偏转问题）Eqmgv01、基本粒子不计重力，但不是不计质量，如质子（），电子，粒子（）,氕（），氘（），氚（）带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。2、平衡问题：电场力与重力的平衡问题。mg=EqUv3、加速问题：若带电粒子仅受电场力且电场力做正功，其电势能减少等于动能增加。（1）初速度为零时 解得：（2）初速度不为零时 上述公式适用于匀强和非匀强电场。 可见加速的末速度与两板间的距离d无关，只与两板间的电压有关，但是粒子在电场中运动的时间不一样，d越大，飞行时间越长。4、偏转问题类平抛运动（由两极板间中点射入） 在垂直电场线的方向：粒子做速度为v0匀速直线运动。在平行电场线的方向：粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动。带电粒子若不计重力，则在竖直方向粒子的加速度 X方向：Vx= v0,t=L/ v0Y方向：初速度为零的匀加速直线运动1离开电场时侧向偏转量：y 2离开电场时的偏转角： 推论1.粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移。 推论2.位移和速度不在同一直在线，且tan=2tan U1Lv0yvv0vyLy飞 行时间：t=L/vO 偏向角：侧向偏移量： 在这种情况下，一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。即不同粒子的侧移量，偏向角都相同，但它们飞越偏转电场的时间不同，此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时，只要将加速度a重新求出即可，具体计算过程相同。4、示波器的原理同上结构图。第二章 恒定电流第1课时 电路的基本概念、部分电路考点1.导体中的电场和电流 1.导线中的电场形成因素：是由电源、导线等电路组件所积累的电荷共同形成的。方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。当导线内的电场达到动态平衡状态时，导线内的电场线保持与导线平行。性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。2电流（1） 导体形成电流的条件：要有自由电荷 导体两端形成电压（金属导体自由电子；电解质溶液正负离子；导电气体正负离子和电子）电流定义：通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。公式： （Q取正负电荷绝对值的和）电流是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。单位：A， 1A=103mA=106A微观表达式:I=nqvs，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷电荷量，s是导体的横截面积，v是自由电荷的定向移动速率。（适用于金属导体）.说明：导体中三种速率（定向移动速率非常小约10-5m/s，无规律的热运动速率较大约105m/s，电场传播速率非常大为光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮）电流的分类：方向不改变的电流叫直流电流，方向和大小都不改变的电流叫恒定电流，方向改变的电流叫交变电流。考点2. 电动势1.非静电力：根据静电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，因此电源内部必然存在着从负极指向正极的非静电力。2.电源电动势定义：在电源内部，非静电力把正电荷从负极送到正极所做的功跟被移送电荷量的比值，即说明：从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置。3、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电势能本领的大小，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功。注意： 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。4电源（池）的几个重要参数电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。内阻（r）:电源内部的电阻。容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：Ah，mAh.【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。考点3.欧姆定律 1.内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。2.公式：3.适用条件：适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体组件并不适用。4.导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U，表示纵坐标电流I，画出的I-U关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。线性组件：伏安特性曲线是直线的电学组件，适用于欧姆定律。非线性组件：伏安特性曲线不是直线的电学组件，不适用于欧姆定律。考点4：串并联电路的特点几点注意事项： 几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一； 若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻； 若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大； 若并联的支路增多时，总电阻将减小； 当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。1电流表：表头(1)构造：主要由永磁体和放入其中的可转动的线圈组成(2)工作原理：当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上即可读出电压或电流值(3)三个主要参数内阻Rg：电流表的内电阻满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流，也叫电流表的量程满偏电压Ug：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压(4)三个参数间的关系：Ug=IgRg2电压表(V)的改装电流表的电压量程较小Ug=IgRg ，当改装成较大量程为U的电压表时，应串联一个电阻R如图所示，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，电压扩大量程倍数nUUg 则 U=IgRg+IgR 需要串联的电阻为 R=（n-1）Rg改装后的电压表内阻为：Rv=R+Rg3电流表（A）的改装(1)将量程为Ig表头改装成量程为I电流表应并联一个电阻R，如图所示，因为并联电阻有分流作用，因此叫做分流电阻扩大量程倍数nI Ig则需要并联的分流电阻 RRg(n一1)改装后的电流表内阻等于Rg与R并联时的总电阻4.伏安法测电阻电表接法5试触法用伏安法测电阻时，若不知被测电阻的大概值，为了减小测量误差，如何选择正确电路连接? 采用试触法：可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S， 然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量6滑动变阻器连接方式RxRx+R0E(1)限流式接法：电路中变阻器起限流作用，负载Rx上的电压可调范围 为 E，电压变化范围较小；消耗能量少；适应于用电器电阻阻值与变阻器阻值相当的电路。(2)分压式接法：电路中变阻器起分压作用，滑片自A端向B端滑动时，负载上电压的范围为0E，显然比限流时调节范围大，但消耗能量多，对于要求电压变化范围大的，或滑动变阻器总阻值较小的，使用此连接方式考点5.电功和电功率、焦耳定律1.电功 ：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流，在此过程中电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功，用W=Uq=UIt来计算。2.电功率：单位时间内电流所做的功，P=W/t=UI3.焦耳定律：电流流过导体产生的热量，有Q=I2Rt来计算4.热功率：P=I2R5.电动机三种功率的关系（电功率，热功率，输出功率）考点6. 电阻定律、电阻率1.电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料及温度有关，公式：2.电阻率：上式中的比例系数（单位是m） ，它与导体的材料温度有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量，数值上等于长度1m，截面积为1m2导体的电阻值。金属导体的电阻率随温度的升高而变大可以做电阻温度计用，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响做标准电阻。当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大第2课时 闭合电路欧姆定律及电路分析考点1.电动势1.物理意义：反映电源把的能其它形式转化为电势能本领的大小的物理量，它由电源本身的性质决定。2.大小（在数值上等于）在电源内部把1C的正电荷在从负极送到正极非静电力所做的功。 电源没有接入电路时两极间的电压。在闭合电路中内外电势降落之和。考点2. 闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟整个回路的电阻成反比。2.表达式：闭合电路欧姆定律的三种表达式：E = IR + Ir，E = U内+ U外，以及I = E/（R+r）3.路端电压与负载R（外电路电阻的关系） 路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压 路端电压与外电阻关系： U=IR （路端电压随外电阻增大而增大） 根据I=E/（R+r）, U内=Ir，E=U内+U外,当E、r一定时： 外电路电阻(断路) 外电路电阻(短路) 路端电压与电流关系： U=E-Ir 理解图象意义考点3. 闭合电路的功率考点4：多用电表的原理和使用1.欧姆表测量电阻 (1)欧姆表构造 如图所示，G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的微安表，R0是调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r，黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极(2)欧姆表原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的当红、黑表笔 间接入待测电阻Rx时，此时通过G表的电流为I，则： 应当注意，欧姆表刻度是不均匀的(3)注意事项：使用前进行机械调零，使指针指在电流表的零刻度要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆合理选择量程，使指针尽量在中间位置附近使用欧姆档的另一量程时，一定要重新进行电阻调零（即换档调零）。读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或OFF挡，若长期不用，取出电池。【注意】欧姆表测电阻时，指针越接近半偏位置，测量结果越准确。2实验：测定电池的电动势和内阻目标：1掌握实验电路、实验原理及实验方法2学会用图象法处理实验数据 原理：根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面几种不同的方法测E和r (1)由E=U+Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于正、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示 (2)由EIR+Ir知，测出I、R的两组数据，列出方程解出E、r，电路图如图所示 (3)由EU+Ur/R,，测出U 、R两组数据，列出关于E、r的两个方程，电路图如图所示 (1) (2) (3) 数据处理 图象法：以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系据实验数据描点如果发现个别明显错误的数据，应该把它剔除用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点能均分两侧，注意事项：(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大些的 (2) 因该实验中电压U的变化较小，为此可使纵坐标不从零开始，把坐标的比例放大，可减小实验误差此时图象与横轴交点不表示短路电流，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较大的点，用rU/I计算出电池的内阻r考点5.逻辑电路1.“与”门：如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生.这种关系叫做“与”逻辑关系.具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。（1）“与”逻辑电路（2）“与”门的逻辑符号（3） “与”门的真值表：（4） “与”门反映的逻辑关系2.“或”门：如果几个条件中，只要有一个条件得到满足,某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系.具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门.（1）“或”逻辑电路（2）“或”门的逻辑符号（3） “或”门的真值表：（4） “或”门反映的逻辑关系3.“非”门：输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫做”非”逻辑关系,具有”非”逻辑关系的电路叫“非”门.（1）“非”逻辑电路（2）“非”门的逻辑符号（3） “非”门的真值表：（4） “非”门反映的逻辑关系第3课时 实验（7） 测定金属的电阻率 实验（8） 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验（9） 测定电源的电动势和内阻 实验（10） 练习使用多用电表考点1、测定金属的电阻率一、实验目的1.学会使用各种常用电学仪器以及正确读数2.学会使用螺旋测微器以及正确读数3.学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率二、实验原理欧姆定律和电阻定律，用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d，用电压表和电流表测导体的电阻，由电路图如下所示三、实验器材 被测金属导线、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导线若干四、实验步骤1用螺旋测微器测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积。2. 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测导线的长度。3按照电路图连接好电路，注意滑动变阻器要调在适当的位置，电流表、电压表的量程要选择恰当。4闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一恰当的读书，并记录下来。5继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表、电压表的读数。6.打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。7.处理数据。 五、注意事项1由于所测金属导线的电阻值较小，测量电路应该选用电流表外接线路。2闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置。3测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜过长。4求R的平均值可以用二种方法：第一种用算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用U-I图像的斜率求出。考点2。描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1.描绘小灯泡的伏安特性曲线。2.分析曲线变化规律。二、实验原理用电流表测流过小灯泡的电流，用电压表测出加在小灯泡两端的电压，测出多组对应的U、I值，在直角坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。三、实验器材 小灯泡、4V6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干四、实验步骤1连接电路：将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关用导线按照电路图连接起来。2. 测出小灯泡在不同电压下的电流。移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入已经画好的表格中。3画出伏安特性曲线。在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。在坐标纸上描出各做数据对应的点。注意横纵坐标的比例标度选取要适中，以使所描图线占据整个坐标纸为宜。将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线4.拆除电路，整理仪器。五、注意事项1电路的连接方式电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与00.6A的电流表串联式，电流表的分压影响很大。滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始变化。2闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置（应该使小灯泡被短路）。3保持小灯泡电压接近额定值是要缓慢增加，到额定值，记录I后马上断开开关。4误差较大的点要舍去，U-I图像应是平滑曲线而非折线。考点3。测定电源的电动势和内阻一、实验目的1. 测定电池的电动势和内电阻。二、实验原理如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图像(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。 三、实验器材 待测电池，电压表( 0-3V ),电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10），电键，导线。四、实验步骤1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。 4. 打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。 2干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U资料中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。 4画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的资料从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。考点4。练习使用多用电表一、实验目的 1.练习使用多用电表测电阻。二、实验原理多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路奥姆定律制成的,原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有：当表笔间接入待测电阻Rx时，有：由得：当Rx=R中时，Ix=1/2Ig，指标指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由式可知每一个Rx都有一个对应的电流值Ix，如果在刻度盘上直接标出与Ix对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。 三、实验器材 多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。 四、实验步骤1机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指标指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“”插孔。2. 选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。3短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指标指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。 5换一个待测电阻，重复以上2、3、4步骤，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。 6.多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 五、注意事项1多用电表在使用前，应先观察指标是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。2测量时手不要接触表笔的金属部分。3合理选择量程，使指标尽可能指在中间刻度附近.若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指标示数乘以挡位倍率。4测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏液腐蚀。第三章磁场第1课时 磁场、磁场对电流的作用考点1. 磁场的基本概念2. 磁体的周围存在磁场。3. 电流的周围也存在磁场4. 变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。5. 磁场和电场一样，也是一种特殊物质6. 磁场不仅对磁极产生力的作用， 对电流也产生力的作用7. 磁场的方向在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向 8. 磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 考点2. 磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。5. 磁极和磁极之间有磁场力的作用6. 两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相反方向的电流时，它们相互排斥7. 电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用 8. 磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用9. 磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场来传递的 考点3。磁感应强度（向量）1.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F安跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度，（BL，LI小）2.磁感应强度的单位:特斯拉，简称特，国际符号是T3.磁感应强度的方向: 就是磁场的方向 小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向磁感在线各点的切线方向就是这点的磁场的方向也就是这点的磁感应强度的方向4.磁感应强度的迭加类似于电场的迭加考点4. 磁感线1.是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向2.磁感在线各点的切线方向就是这点的磁场的方向. 也就是这点的磁感应强度的方向3.磁感线的密疏表示磁场的大小在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，表示那里的磁感应强度越大4.磁感线都是闭合曲线，磁场中的磁感线不相交 考点5.电流周围的磁感应线1直线电流的磁感应线：直线电流的磁感线方向用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向(即正电荷定向运动方向或与负电荷定向运动方向相反）一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向2通电螺线管的磁感线：通电螺线管的磁感线方向也可用安培定则来判定: 用右手握住螺线管让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向也就是说,大拇指指向通电螺线管的北极（通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似）考点6.磁通量1磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量S与B垂直：=BS S与B平行：=0 S与B夹角为：=BS=BSsin2 磁通量的单位: 韦伯，符号是Wb1Wb=1Tm23磁通量的意义:磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数多少。4.磁通密度: 从=BS可以得出B=/S ，这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此常把磁感应强叫做磁通密度，并且用Wb/m2作单位1T=1 Wb/m2=1N/Am5.磁通量是标量,但是有正负.如果将从平面某一侧穿入的磁通量为正, 则从平面反一侧穿入的磁通量为负.考点7. 安培力的大小:在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,电流所受的安培力F安等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积 F安BIL 通电导线方向与磁场方向成角时,F安BILsin1当IB时(=90),Fmax=BIL;2当IB时(= 0),Fmin= 0 ;安培力大小的特点：不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0考点8. 安培力的方向1左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向2安培力方向的特点：总是垂直于B和I所决定的平面，即F安B且F安I（但B、L不一定垂直）。（1）已知B和I的方向，可用左手定则唯一确定F安的方向；（2）已知B和F安的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；（3）已知I和F安的方向，不能唯一确定B的方向；考点9. 磁电式电流表的工作原理由于这种磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角成正比，I越大指标偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指标偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。第2课时 磁场对运动电荷的作用考点1.洛仑兹力5. 定义：磁场对运动电荷受到的作用力叫做洛仑兹力 6. 大小：F洛=qvBsin ,(为B与v的夹角) （1）当vB时，F洛max=qvB; （2）当vB时，F洛min=0 ;7. 洛仑兹力的方向：由左手定则判断。注意： 洛仑兹力一定垂直于B和v所决定的平面（因为它由B、V决定）即F洛B且F洛V;但是B与V不一定垂直（因为它们由自身决定）四指的指向是正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向8. 特点：洛仑兹力对电荷不做功，它只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小。原因： F洛V9. 洛仑兹力和安培力的关系：F洛是F安的微观解释，F安是F洛宏观体现。考点2：带电粒子在磁场中的圆周运动1若vB，则F洛=0，带电粒子以速度v做匀速直线运动.2若vB，则带电粒子在垂直于磁感应线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动 (1) 洛仑兹力充当向心力：(2)轨道半径：(3)周 期：(4)角 速 度：(5)频 率：(6)动 能：第3课时 带电粒子在复合场中的运动考点1. 带电粒子在复合场中的运动 1带电粒子在电场、磁场和重力场等共存的复合场中的运动，其受力情况和运动图景都比较复杂，但其本质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决此类问题。 2分析带电粒子在复合场中的受力时，要注意各力的特点。如带电粒子无论运动与否，在重力场中所受重力及在匀强电场中所受的电场力均为恒力，它们的做功只与始末位置在重力场中的高度差或在电场中的电势差有关，而与运动路径无关。而带电粒子在磁场中只有运动 (且速度不与磁场平行)时才会受到洛仑兹力, 力的大小随速度大小而变, 方向始终与速度垂直,故洛仑兹力对运动电荷不做功.3.带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动（电场、磁场均为匀强场）带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动:必然是电场力和重力平衡，而洛兰兹力充当向心力.带电微粒在三个场共同作用下做直线运动:重力和电场力是恒力，它们的合力也是恒力。当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛兰兹力，因此可能做匀速运动也可能做匀变速运动； 当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和运动情况（包括速度和加速度）。必要时加以讨论考点2.带电粒子在复合场中的运动实例运动的带电粒子在磁场中的应用：速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器、电磁流量计、霍尔组件等1速度选择器两平行金属板（平行金属板足够长）间有电场和磁场，一个带电的粒子（重力忽略不计）垂直于电、磁场的方向射入复合场，具有不同速度的带电粒子受力不同，射入后发生偏转的情况不同。如果能满足所受到的洛仑兹力等于电场力，那这一粒子将沿直线飞出。这种装置能把具有某一定速度（必须满足V=E/B）的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。而且：在装置确定的情况下，速度选择器所选则的粒子，与电性无关，只与带电粒子的速度大小方向有关，是名副其实的速度选择器。2磁流体发电机磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化成电能，两个平行金属板之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的正、负带电粒子）喷入磁场，这些等离子体在洛仑兹力的作用下，回分别打在两个金属板上形成电源的正负极，就可以给外电路供电。若外电路接通，等离子体时刻向两个金属板聚集形成持续电源。3质谱仪质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，让带电粒子飘进加速电场，后进入偏转磁场最终打在照相底片上，假设粒子质量为m，电量为q，加速电场电压为U，磁感应强度为B，可以得到打在照相底片的位置距离进入磁场，从这个结果可以看出如果粒子的电荷量相同而质量不同将打在照相底片的不同地方，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。现在的质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。4回旋加速器：要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。产生这些高能“炮弹”的“工厂”就是各种各样的粒子加速器，人们首先想到用电场去加速带电粒子，然而产生很高的加速电压在技术是困难的。所以就想到了多次（多级）加速的方法：回旋加速器，它用电场加速，磁场让粒子“转圈圈”。这样技术上的高压可以通过多次加速实现，且可以减少加速器装置所占的空间。QBabc5电磁流量计：为监测某化工厂的污水排放量等，技术人员在排污管末端安装了的流量计该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水（含正负离子）充满管口从左向右流经该装置时，由于受到磁场的作用会打在上下两个极板上，电压表将显示两个电极间的电压U则可以推出污水流量Q与电压表的示数U有一定的关系。6霍尔组件：1879年美国物理学家E.H.霍尔观察到，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差。这是因为薄片中的载流子就在洛仑兹力的作用下向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使得那两个极板间出现电压，这种电压后来就叫做霍尔电压。它与电流强度、磁感应强度、长方体形导体的厚度都有关系。利用这种效应制成的组件可以制成多种传感器。例如，由于霍尔组件体积很小，它可以用来制作探测磁场的探头，还可以应用在其它与磁场有关的自动控制系统中。 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