当前位置:首页 >> 理化生 >>

高中物理选修3-1第一章最全知识点归纳


物 理 选 修

3 - 1第 一 章 知 识 归 纳 电荷及其守恒定律

第1节

1. 同种电荷相斥,异种电荷相吸.带电体还有吸引不带电物体的性质。 2.两种电荷 自然界中的电荷有 2 种-----正电荷和负电荷. 电子“湮灭”不是电子的消失,而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性而成光 子, 3.起电的方法 起电的三种方法:摩擦起电、接触起电、感应起电。------实质是电子的转移。 1 摩擦起电: ○ 束缚电子能力强的物体得到电子, 束缚电子能力弱的失去电子---- 束缚能力。 2 接触起电:带电体与不带电体接触,电荷转移-----------实质得失电子。 ○ 3 感应起电:带电体靠近导体,自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动----电子移动。 ○ 切记---被感应体与人接触或与大地接通,被感应体是近端。 人是导体,触摸时,人体和地球组成一个导体,地球则为远端。 4、电荷量:库仑,符号----C. 5、元电荷:符号----e,一个抽象的概念,不指具体的带电体,电荷的最小计量单位。 -19 等于电子和质子所带电荷量的绝对值 1.6×10 C。 所有带电体的电荷量等于 e 或 e 的整数倍。 6、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。 电子枪加速;动能的变化量等于电场力做的功。速度与比荷相关。

2qU 2 m (1)若粒子的初速度为零,则 qU=mv /2 , V= V02 ? 2qU m

(2)若粒子的初速度不为零,则 qU=mv /2 – mv0 /2,

2

2

V=

7、电荷守恒定律 电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物 体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持 不变。 在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。 A、有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B,分别带电荷量为 QA=4q QB=-2q 让两个绝 缘小球接触再分开, QA=QB=q,切记重点------“完全相同” “绝缘””正负。 B、电子“湮灭”不是电子的消失,而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性, 转化成中性的光子, C、 如右图所示,不带电的枕形导体的 A、B 两端各贴有一对金箔.当枕形导体的 A 端近 一带电导体 C 时( B C D ) A.端金箔张开,B 端金箔闭合 ? B.用手触摸枕形导体后,A 端金箔仍张开,B 端金箔闭合 ? C.用手触摸枕形导体后,将手和 C 都移走,两对金箔均张开 ? D.选项 A 中两对金箔分别带异种电荷,选项 C 中两对金箔带同种电荷 ?
1

? 第一章 第 2 节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷: 抽象的点类比质点,一种理想化的物理模型。 2、带电体看做点电荷的条件: ? “两带电体间的距离远大于它们大小”;本质是看带电体的形状和大小对所研究的 问题有无影响,若没有影响,或影响可以忽略不计,则带电体就可以看做点电荷. 3、影响电荷间相互作用的因素: ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小 ? ? ? ? ? 下面关于点电荷的说法正确的是( c )

A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C.当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,可将这两个带电体看成是点电荷 D.一切带电体都可以看成是点电荷。

二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们 距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

F ? k
注意

QQ r

(静电力常量——k=9.0×109N·m /C )

2

2

1.切记适用条件----- 真空中、静止、点电荷,方向在它们的连线上 2.计算库仑力时,电荷只代入绝对值, 把库仑力当作普通力,正交分解平衡. 3.极大值问题:r 和两带电体电量和一定,当 Q1=Q2,有最大值。 (均值不等式) 4.两个电荷间的库仑力是一对相互作用力 5、 当 r→ 0 时,两个电荷已经不能再看成是点电荷,也就不能运用库仑定律。

6、三个电荷在同一直线上只受库仑力处于平衡状态的规律 (1)三个电荷的位置关系是 “两同夹异”. (2)三个电荷, “两大夹一小,近小远大”,电场线分段法(类似零点分段法) 例题: 有两个带正电的小球, 电荷量分别为 Q 和 9Q, 在真空中相距 l.如果引入第三个小球, 恰好使得 3 个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态,第三个小球应带 何种电荷,应放在何处,电荷量又是多少? 解:欲使两球平衡,因此第三个小球应放在这两球之间,且带负电。 9 l 电荷量为- Q.放在前两个小球的中间,且距电荷量为 Q 的小球 . 16 4 例题:两个质量完全相同的金属球壳 a 与 b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于 绝缘支座上,两球心间的距离为 l 为球半径的 3 倍.若带上等量异种电荷,那么关 于 a、b 两球之间 F 引=G 2,F 库 >k

m2 l

Q2 Q2 ,如果带上它们带上等量同种电荷 F 库 < k 2 2 l l

注:距离近,不满足点电荷要求,电荷不会均匀分布,同种电荷互斥, 密集在外侧,实际距离大于 3r,一种电荷互吸,密集在内侧,实 际距离小于 3r. 对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;

2

第一章 一、电场

第3节

电场强度

1、是对放入其中的电荷有力的作用, 2、能使放入电场中的导体产生静电感应现象 3、电荷间的相互作用是通过电场发生的 4 、 只要 电荷存在它周围就 存在电场, . . .. . 5、若电荷不动周围的是静电场,若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场, 6、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。

7、电场是一种特殊物质,并非由分子、原子组成,同样具有质量,能量. 二、试探电荷:用来检验电场性质的电荷。其电量很小(不影响原电场) ;体积很小。 三、场源电荷: 产生电场的电荷. 四、电场强度 1、电场强度 :对电荷施加力的能力, E ?

F 单位 N/C,1V/m=1N/C,适合所有电场。 q

F = Eq 和 F=gm ,E 与 g 有类似性质,类比 y = kx,E 为斜率,q 为变量. 2、电场强度是矢量,与正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反----受力方向。 电场线的切线方向; 与等势面的方向垂直.平行板电容器边缘除外 正电荷抛体运动的弯曲弧度向心力方向。 注意:若说电场强度相同---方向要相同---大小也要相同。 若说电场强度的大小相同----只比效大小,不比较方向。 3、 电场强度大小: 由产生电场的场源电荷和点的位置决定, 与检验电荷无关。 (类似重力 g) 4、 E ?? k

Q ,只适合点电荷产生的电场。 r2
仅适用于匀强电场,其中 d 是沿电场线方向上的距离

5、 E ?

U d

四、电场的叠加:即求矢量和(向量求和的平行四边形法则和三角形法则))。 五、电场线 1、方向:切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.沿着电场线方向, 电势越来越低.但 E 不一定小;沿 E 方向是电势降低最快的方向。 2、强弱:疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.越密,则 E 越强 没有画出电场线的地方不一定没有电场. 3、始于“+” ,终止于“-”或无穷远,从正电荷出发到负电荷终止,或到无穷远处终止, 或者从无穷远处出发到负电荷终止. 4、 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示.(平行板电容器间的电场,边缘除外)

3

5、 电场线⊥等势面.电场线由高等势面指向低等势面. 6、 静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。 7、 电场线不是电荷运动的轨迹.也不能确定电荷的速度方向。 除非同时满足:①电场线为直线,②v0=0 或 v0 方向与 E 方向平行。③仅受电场力作用。 8、几种典型电场的电场线 1)点电荷的电场线:同一根电场线离点电荷越近,场强越大,以点电荷为球心作个球面, 球面为等式面,球面上场强大小相等,方向不同,场强不相等 2) 、等量异种点电荷形成的电场特点 a、沿点电荷的连线:场强先变小后变大,中点 O 场强最小。 b、中垂线:两点电荷连线中垂线上,场强方向均相同,与中垂面垂直, 以中点 O 的场强为最大;关于中点 O 对称的任意两点场强相同, 在中垂线上电荷受到的静电力的方向⊥中垂线, 在中垂线上移动电荷时静电力不做功. C、两电荷的连线上,从正电荷到负电荷,电势减小, d、两点电荷连线的中垂面是一个等势面.在中垂线上 φB=φB′. 3) 、等量同种点电荷形成的电场特点 a、两点电荷连线中点场强为 0,中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为 0。 b、中垂线上,从中点到无穷远,电场强度先增大后减小,场强方向沿中垂线。 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏,场强先增后减。 d、等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反. e、连线中点电势最低;中垂线上中点电势最高,向两侧电势逐渐降低,对称点等势. f、在电荷的连线上,电场强度的大小先减后增,正电荷的连线上场强的方向先向右 再向左,负电荷的连线上, ;场强的方向先向左再向右。

g、 在两个等量正电荷的连线上,由 A 点向 B 点方向,电势先减后增,中点 O 处,

电 势最小,但电势总为正。在连线的中垂线上,由 O 点向 N(M)点方向,电势一直 减小且大于零,即 O 点最大,N(M)点为零 在两个等量负电荷连线上,由 A 点向 B 点方向,电势先增后减,在中点 O 处, 电 势最大但电势总为负; 在两个等量负电荷连线的中垂线上,由 O 点向 N(M)点方向,电势一直增大且小 于零,即 O 点最小,N(M)点为零。

4) 、匀强电场:匀强电场是大小和方向都相同的电场,电场线是平行等距同向的直线,

+
匀强电场
孤立点电荷周围的电场



- - -

等量异种点电荷的电场

等量同种点电荷的电场

点电荷与带电平板

若只给一条直电场线, 要比较 A、 B 两点的场强大小, 则无法由电场线的疏密程度来确定. 对 此种情况可有多种推断-----正点电荷电场、负点电荷电场、匀强电场。

4

第一章 一、电势 ? (是指某点的 ) ....

第 4、5、6 节 电势能和电势

1、描述电场能性质的物理量。 ? ? 2、匀强电场中:Φ=E Lcosθ

Ep =(V) q

Lcosθ为沿场强方向到零点的距离。

3、大小只与该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。 4、无穷远为零电势,正点电荷产生的电场中各点的电势为正,负点电荷产生的电场中 各点的电势为负。 5、顺电场线方向电势降低(但场强不一定减小) 。沿 E 方向电势降得最快。 6、 当存在几个场源时, 某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。 7、 电势高低的判断方法:先确定电场线的方向并画箭头,离箭头远的电势高。 类似于重力场中的高度.箭头指向地面,离箭头远的电势高。 8:计算时 EP,q, 都带正负号。 二、电势差: UAB=φA-φB=WAB/q =EΔLcosθ 1、定义:电场力做的功 WAB 跟其电量 q 的比值叫做这两点间的电势差 ,适用所有电场。 ....... 2、在匀强电场中 UAB= E ΔLcosθ (ΔLcosθ表示沿电场方向上的距离) 电势差很类似于重力场中的 gΔL 三、电势能 EP:EP=q φA 1、 电场中具体的电荷具有的势能称为该电荷的电势能. 电势能是电荷与电场共同决定的。 2、电势能具有相对性,与零参考点的选取有关。 3、EP=q φA→0=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。 4、判断两点电势能高低的方法:在静电力作用下,离要去的电的距离远近。 5、正电荷(十 q) :电势能的正负跟电势的正负相同 负电荷(一 q) :电势能的正负限电势的正负相反 四、功与能:电场力做功一定伴随着电势能的变化,电势能的变化只有通过电场力做功才 能实现,与其他力是否做功,及做功多少无关. 1、 .电势能的变化:电场力做正功电势能减少;电场力做负功电势能增加.WAB=EpA-EpB 重力势能变化:重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加. 2、电场力做功:(4 种情况,这是重点知识) 由电荷的正负和移动的方向 ? 功的正负 ? 电势能的变化 正功-----电势能减少。负功------电势能增加。 (类比重力做功) W=FSCOS ? (匀强电场) =qEd (d 为沿场强方向上的距离) =qU= — △Ep,
5

3.电场力做功正负的判断 (1)根据电场力和位移的方向夹角判断,此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断.夹 角为锐角做正功,夹角为钝角做负功. (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做 功,夹角是锐角做正功,是钝角做负功,二者垂直不做功. 五、等势面 1、等势面:电场中电势相等的各点构成的面,势面上任意两点间的电势差为零。 2、等势面的特点 a、 电场线⊥等势面, ,在同一等势面的两点间移动电荷,电场力不做功; 电场力做功为零,路径不一定沿等势面运动,但起点、终点一定在同一等势面上。 B、电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个等势面都不会相交; c、相邻等势面间的电势差相等 ? 等差等势面的蔬密可表示电场的强弱. d、匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等 势面间距不相等,越向外距离越大. e、等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等. f、电场强度大小与电势没有关系。电势为零的点,场强不一定为零; 电势为零的地方, 电势能一定为零 3、公式 E=U/d 的理解与应用 (1)E=U/d----反映了电场强度与电势差之间的关系, 电场强度的方向就是电势降低最快的方向. (2)公式 E=U/d 只适用于匀强电场。 d 表示沿电场线方向两点间的距离,或两点所在等势面的范离. (3)对非匀强电场,此公式也可用来定性分析,但非匀强电场中,各相邻等势面的电 势差为一定值时,那么 E 越大处,d 越小,即等势面越密. 4、几种典型的电场的等势面

一簇球面

垂直于电场线的一簇平面

不规则球面

两簇对称的曲面

两簇对称的曲面

5、对三个电场强度公式 E= 、E=

F q

kQ U 、E= 的理解与认识 r2 d

F E= 、F∝q,E 与 F、q 无关,反映的是电场的性质,任何电场 q kQ E= 2 、是真空中点电荷场强的决定式 r E= U d
是匀强电场中场强的决定式

6

第一章 第 7 节 静电现象的应用 一、电场中的导体 1、静电感应:导体内的自由电子受电场力作用的定向移动。 2.静电平衡状态:自由电子定向移动产生一个感应电场 E 附,E 附与原电场方向相反,当 E 附增到与原电场等大时,合场强为零,自由电子定向移动停止,这时 的导体处于静电平平衡状态。 注意:没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动,内部的电子仍在做无规则的运动。 3.处于静电平衡状态的导体的特点: (1)内部场强处处为零,外电场和感应电场叠加的结果,表面场强方向跟该点表面垂直。 (2)净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷.曲率半径小的地方 ,电荷密度大,电场 强。 (3)是一个等势体,表面是一个等势面.导体表面上任意两点间电势差为零。 4.静电屏蔽 处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零,导体壳(或金属网罩)能把外电场“遮 住” ,使导体内部区域不受外部电场的影响,这种现象就是静电屏蔽. 5、尖端放电 导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下 发生剧烈运动,把空气中的气体“撞”散,也就是使分子中的正负电荷分离,这个现象叫 做空气的电离 空气中所带的电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端 上的电荷中和,这就相当于异体从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电 .避雷针就是尖端放电的应用

7

第八节、电容、电容器、静电的防止和应用 1、电容器:是一种容纳电荷电子元件;断直流,通交流;可充、放电。 电容:容纳电荷的能力,与是否带电、带电多少及板间电势差无关。 2、定义: C=Q/U ----Q =CU(类比 y=kx,u 为变量,c 为斜率,是常数) 3、单位:法库/伏 F,μf pf 进制为 10
6

4、电容器所带电量是指一板上的电量. 5、平行板电容器 C =

?S . S 为板间正对面积,不可简单的理解为板的面积。 4k?d

6、 电容器被击穿相当于短路,而灯泡坏了相当于断路。 7、C=ΔQ/ΔU 因为 U1=Q1/C.U2=Q2/C.所以 C=ΔQ/ΔU

8、始终与电源相连 U 不变:当 d↑ ? C↓ ? Q=CU↓ ? E=U/d↓ ; 仅变 s 时,u 不变 充电后断电源 q 不变: E=u/d 不变。

q/c 4?kq ? 变 d 时, E=u/d= 不变 d ?s

当 d↑ ? c↓ ? u=q/c↑

?
K

变 s 时,当 s↓ ? c↓ ? u=q/c↑

E=u/d



8

第九节

研究带电粒子在电场中的运动

一、带电物体在电场中的运动 带电物体(如题目中无明显的暗示一般不考虑重力)在电场中受到除电场力以外的 重力、弹力、摩擦力,由牛顿第二定律来确定其运动状态,所以这部分问题将涉及到力 学中的动力学和运动学知识。注意从力学思路和能量守恒思路考虑问题

W ? qu 加 ? qEd ?

1 2 mv 0 2

F=m/a

v=at s=v0t-1/2at2

(

vt-v0)2=2as F=ma=mv2/r

二、带电粒子在电场中的运动 1、 带电粒子以 v0 垂直于电场方向进入电场, 沿电场力的方向上初速为零, 作类似平抛运动. 模拟重力场思考,确定轨迹。 2、带电粒子以 v0 沿电场线进入电场,作匀加、减速直线运动. 3、带电粒子以 v0 与电场线夹角θ 进入电场, A、与合力方向同向或反向,作匀加、减速直线运动. . B、与合力方向形成夹角,作匀加、减速曲线运动 C、始终与受力方向成 90o 圆周运动,如:电子为绕质子转,(氢原子) 4、曲线运动的受力方向------弯曲弧的向心方向-----提供类圆周运动需要向心力。 三、加速电场:做功产生动能的变化量 1、加速电压为 U,带电粒子质量为 m,带电量为 q,根据动能定理: qU ?

1 2 1 2 mv ? mv0 2 2

2、假设从静止开始加速:

W ? qu 加 ? q E d?

1 2 mv 0 , 2

v0 ?

2qu 加 m

四、在匀强电场中的偏转运动: 带电粒子沿平行于带电金属板以初速度 v0 进入偏转电场。
1、 2、

垂直电场方向:匀速运动,vx=v0 平行电场方向:初速度为零,加速度为 a 的匀加速直线运动 v⊥=at
m m dm

qU 偏 3、 加速度: a ? F ? qE 2 ?
2 4、若从平行板间飞出,t1=L/v0 , v⊥=at1, y ? 1 at 1

2

2 5、若打到板上 y ? 1 at 1

2

在平板方向的位移:L= v0 t1

6、不论带电粒子的 m、q 如何,在同一电场中由静止加速后,动能相同,再进入同一偏转 电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即运动轨迹相同) ,与 m 与 q(比荷)无关. 7、出场速度的反向延长线跟平板中线交于中心点,粒子好象从中心 L/2 点射出一样。

9

8 粒子在电场中运动,一般不计粒子的重力,个别情况下需要计重力,题目中会说时或者 有明显的暗示。 9、若再进入无场区:做匀速直线运动。运动时间:t2 = L2/ vo , 竖直位移:y2= v⊥t2 总竖直位移: y=y1+y2 一、在一匀强电场区域中,有 A、B、C、D 四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知 A、B、C 三点电势分别为φA=1V,φB=4V,φC=0,则 D 点电势φD 大小为( ) A.-3V B.2V C.0 D.1V

将 BC 四等分,标上四等分点 E、F、G,则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离,电势差 相等可知,E 点的电势为 1V,F 点的电势为 2V,G 点的电势为 3V.连接 AE,则 AE 为一条等 势线,根据几何知识可知,DP∥AE,则 DP 也是一条等势线,所以 D 点电势 UD=-3V. 故选:A 二、 .一个带正电的油滴从下图所示的匀强电场上方 A 点自由下落,油滴落入匀强电场后,能较 准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的( )

特别注意:用数学公式表述的物理规律,有它的成立条件和适用范围。也可以说物理公式是 对应着一定的物理模型的 。 应用物理公式前, 一定要看一看能不能在此条件下使用该公式。

10


相关文章:
高中物理选修3-1 知识点总结
高中物理选修3-1 知识点总结 - 方立明 物理选修 3 - 1 知识总结 第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律 一、起电方法的实验探究 1.物体有了吸引轻小物体的性质...
高中物理选修3-1-知识点总结
高中物理选修3-1-知识点总结_理化生_高中教育_教育专区。高中物理解释 ...第一章 第 5 节 电势差 电场力的功 一、电势差:电势差等于电场中两点电势的...
高中物理选修3-1详细知识点归纳(新人教版)
高中物理选修3-1详细知识点归纳(新人教版) - 第一章 静电场 第一节、电荷及其守恒定律 (5)自然界中的两种电荷 (1) 正电荷和负电荷: 把用丝绸摩擦过的玻璃...
物理选修3-1-知识点归纳(全)
物理选修3-1-知识点归纳(全) - 物理选修3-1 第一章 《静电场》 一、电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷: “+” “-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸...
高中物理选修3-1知识点及典型例题
高中物理选修3-1知识点及典型例题_理化生_高中教育_教育专区。电荷及其守恒定律 一、 学习目标 1.知道两种电荷及其相互作用,知道电量的概念。 2.知道摩擦起电和...
物理选修3-1 知识点归纳(全)
物理选修3-1 知识点归纳(全) - 物选 3-1 理修 第一章 一、电荷、电荷守恒定律 《静电场》 1、两种电荷: “+” “-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,...
高中物理选修3-1_知识点总结_图文
高中物理选修3-1_知识点总结 - 第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律 一、起电方法的实验探究 1.物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电或有了电荷。 2....
人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结
人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结 - 人教版物理选修 3 – 1 知识点物理选修 3-1 知识总结 第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定...
高中物理选修3-1-知识点及经典例题
高中物理选修3-1-知识点及经典例题 - 物理选修 3-1 静电场 恒定电流 磁场 第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律 一、起电方法的实验探究 1.物体有了吸引轻小...
高中物理选修3-1知识点总结_图文
高中物理选修3-1知识点总结 - 高中物理选修 3-1 知识总结 第一章 第 1 节一、起电方法的实验探究 1.物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电或有了电...
更多相关标签: