物理選修3-1知識點
物理選修3-1知識點
物理選修3-1是高中物理的重點學習內(nèi)容，為了方便同學們復習，接下來學習啦小編為你整理了物理選修3-1知識點總結(jié)，一起來看看吧。
物理選修3-1知識點：靜電場
一、基本規(guī)律
1.電荷守恒定律
(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，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。
(2)變式表述：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和不變。
2.庫侖定律
(1)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，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
二、電場力的性質(zhì)
1.電場強度
定義：放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做電場強度。電場強度是反映電場的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷的電荷量q及其受到的靜電力F都無關(guān)。
2.電場線：為了形象地了解和描述電場中各點的電場強度的大小和方向而假想的線，電場線并不是帶電粒子的運動軌跡。其特點：
(1)電場線是起始于正電荷或無窮遠，終止于無窮遠或負電荷的不閉合的曲線;
(2)電場線在電場中不相交;
(3)用電場線的疏密程度表示電場強度的大小，電場線上某點的切線方向描述該點的電場強度的方向。
實例：
(1)勻強電場的電場線是間距相等、互相平行有方向的直線;
(2)等量同(異)種電荷連線和中垂線上電場強度和電勢的特點。
三、電場能的性質(zhì)
1.能量描述
(1)電勢能：電荷在電場中具有的勢能。與重力勢能類比，電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。
(2)電勢：電荷在電場中的某一點的電勢能與它的電荷量的比值。
(3)等勢面：電場中電勢相同的點構(gòu)成的面。其特點：①等勢面垂直電場線;②電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，等勢面的疏密程度可表示電場強度的大小;③任意兩個等勢面都不會相交;④在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功。
2.能量量度
(1)電場力做功的特點：電場力對電荷做的功只與電荷的初、末位置有關(guān)，而與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān);電場力對電荷做正功時，電荷的電勢能減小，電場力對電荷做負功時，電荷的電勢能增加。電場力做的功等于電勢能的減小量。
(2)電場力做功的計算方法表述：
?、倥c電勢能改變量的關(guān)系：
②與電勢差的關(guān)系：
?、鄹鶕?jù)動能定理計算：
四、靜電場的應用
1.靜電平衡現(xiàn)象
(1)靜電平衡狀態(tài)：導體中沒有電荷的定向移動。
(2)靜電平衡的原因：外電場和感應電荷產(chǎn)生的電場所疊加的合電場為零。
(3)靜電平衡的特點：①導體內(nèi)部的場強處處為零;②凈電荷只分布在導體的外表面，分布情況與導體表面的曲率有關(guān);③導體是等勢體，導體表面是等勢面，在導體表面上移動電荷，電場力不做功;④導體表面上任一點的電場強度方向垂直該點所在的切面。
(4)靜電平衡的應用實例：尖端放電和靜電屏蔽等。
2.電容器的電容
(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。
(2)定義式：
(3)物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)(導體的大小、形狀、相對位置及電介質(zhì))決定的，與電容器是否帶電無關(guān)。
(4)平行板電容器的電容的決定式：，其中S為極板的正對面積，d為極板間的距離，k為靜電力常量，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。利用控制變量法探究C的有關(guān)因素。
3.帶電粒子只在電場力作用下的加速與偏轉(zhuǎn)
(1)加速：作加速直線運動，利用動能定理求解粒子被加速后的速度。
物理選修3-1知識點：恒定電流
一、基本概念
1.電源和電流
(1)電源：從動力學角度看，是把電子從A搬運到B的裝置;從能量轉(zhuǎn)化的角度講，是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。
(2)恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場。產(chǎn)生恒定電流的電場是電源正負極上的電荷和導線兩側(cè)堆積的電荷產(chǎn)生的合電場;在有恒定電流的導體中場強不為零，導體中存在恒定電場，但處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強處處為零。
2.電動勢和內(nèi)阻
(1)電動勢：非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值，電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。
(2)內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導體組成的，所以也有電阻。內(nèi)阻和電動勢同為電源的重要參數(shù)。
3.門電路：處理數(shù)字信號的電路叫數(shù)字電路，數(shù)字電路主要是研究電路的邏輯功能，數(shù)字電路中最基本的電路是門電路，包括“與”門、“或” 門和“非”門，不同的門電路反映不同的邏輯關(guān)系。
二、基本定律
1.歐姆定律
(1)內(nèi)容：導體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。
(2)表達式：
(3)適用條件：適用于金屬導體和電解液導電，不適用于氣體導電。
2.焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成正比。
(2)表達式：
(3)變式表述：
?、匐娏魍ㄟ^純電阻電路做功時，所做的功等于電流通過這段電路時產(chǎn)生的熱量
?、陔娏魍ㄟ^非純電阻電路做功時，電功W=Q+W其他。
3.電阻定律
(1)內(nèi)容：在溫度不變時，同種材料的導體，其電阻R與它的長度L成正比，跟它的橫截面積S成反比;導體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).
(2)變式表述：對某一材料構(gòu)成的導體在長度.橫截面積一定的條件下，ρ越大，導體的電阻越大。ρ叫做這種材料的電阻率。它反映了材料導電性能的好壞，電阻率越小，導電性能越好。①金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大，應用實例：電阻溫度計;②某些合金(如錳銅和鎳銅)的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，應用實例：標準電阻;③半導體的電阻率隨溫度的升高而減小，應用實例：熱敏電阻。
4.閉合電路的歐姆定律
內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外的電阻之和成反比。
三、串、并聯(lián)電路
1.串聯(lián)電路的基本特點
(1)串聯(lián)電路中，各處的電流相等，即
(2)串聯(lián)電路中的總電壓等于各部分的電壓之和，即
(3)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和，即
(4)串聯(lián)電路的總功率等于各電阻消耗的功率之和，即
2.并聯(lián)電路的基本特點
(1)并聯(lián)電路中，各支路的電壓相等，即
(2)并聯(lián)電路中的總電流等于各支路的電流之和，即
(3)并聯(lián)電路的總電阻與各支路電阻的關(guān)系：
(4)并聯(lián)電路的總功率等于各支路消耗的功率之和，即
3.電流表的改裝
(1)將小量程的電流表改裝成大量程的電壓表：串聯(lián)一個分壓電阻，利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點
(2)將小量程的電流表改裝成大量程的電流表：并聯(lián)一個分流電阻，利用并聯(lián)電路各支路電壓相等的特點
(3)將電流表改裝成歐姆表：串聯(lián)一個電源E和一個可變電阻R，利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點。
四、基本實驗
1.描繪小燈泡的伏安特性曲線
(1)定義：建立平面直角坐標系，用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出導體的I—U圖線叫做導體的伏安特性曲線。
(2)線性元件：伏安特性曲線是通過坐標原點的直線，表示電流與電壓成正比的電學元件，其斜率等于電阻的倒數(shù)。
(3)非線性元件：伏安特性曲線不是直線，即電流I和電壓U不成正比的電學元件。應用實例：小燈泡的伏安特性曲線。
2.多用電表的使用
使用多用電表時應先進行機械調(diào)零，使指針正對電流或電壓的零刻度。
(1)測直流電壓：①將功能選擇開關(guān)旋至直流電壓擋;②根據(jù)待測電壓的估計值選擇量程，若無法估測，則從大量程到小量程進行試測，確定恰當?shù)牧砍踢M行測量;③測量時，與被測用電器并聯(lián)，注意紅“+”黑“―”的接法;④根據(jù)擋位所指的量程以及指針所指的刻度值，讀出電壓表的示數(shù)。
(2)測電流：與電流表原理相同，切記要串聯(lián)接入電路。
(3)測電阻：選擇合適的量程，將兩表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0Ω”。改變不同倍率的歐姆檔后必須重復這項操作，被測電阻必須與電路斷開。根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，測二極管的正向電阻時，選擇開關(guān)旋至低倍率的歐姆檔;測二極管的反向電阻時，選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆檔。
3.測定電池的電動勢與內(nèi)阻
(1)實驗原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律，關(guān)系式：E=U+Ir利用如圖所示的電路測出幾組U和I值，由作出U—I圖像，它在U軸上的截距就是電動勢E，它的斜率的絕對值就是內(nèi)阻r。注意：有時縱坐標的起始點不是0，求斜率的一般式應該是r=。
(2)誤差分析：用如圖所示的電路測量時，對整個外電路而言，電壓表的示數(shù)是準確的，電流表的示數(shù)比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。測量的結(jié)果是E測
如果把上圖的電表位置對調(diào)，測量的結(jié)果是E測=E真，r測>r真，誤差來自電流表，應選用內(nèi)阻較小的電流表。本實驗因為電源內(nèi)阻較小，我們選用內(nèi)接法進行實驗。
物理選修3-1知識點：磁場
一、磁場
1.磁場：磁體或電流周圍存在一種特殊的物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場。地球由于本身具有磁性而在其周圍形成的磁場叫做地磁場。
2.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的定向移動產(chǎn)生的。
3.勻強磁場：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁感應強度大小和方向都相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場。
二、磁場的描述
1.磁感線
(1)定義：如果在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。
(2)特點：①磁感線是為了形象的描述磁場而人為假設(shè)的曲線;②在磁體的外部，磁感線從北極出來，進入南極;在磁體的內(nèi)部，由南極回到北極;③磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，磁場的方向在過該點的磁感線的切線上;④磁感線是不相交、不相切的閉合曲線。
(3)判斷方法：安培定則(右手螺旋定則)
2.磁感應強度
(1)定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線，受到安培力F的作用，安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值。是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量。
(2)公式： 單位：T
(3)變式表述：磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，又叫磁通密度。表達式：
3.磁通量
(1)定義：在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。
(2)適用條件：①勻強磁場;②磁感線與平面垂直。
(3)變式表述：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。
三、磁場力的性質(zhì)
1.安培力
(1)大?。?/p>
(2)方向—左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進入，讓使四指指向電流方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
(3)變式表述：如果磁感應強度與導線方向成θ角，其表達式：
(4)應用實例：磁電式電流表
2.洛倫茲力
(1)大小：
(2)方向—左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進入，讓使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。
(3)特點：洛倫茲力不對帶電粒子做功。
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