高中物理3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)人教版新課標(biāo).doc
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1、物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第一章 靜電場(chǎng)第1課時(shí) 庫(kù)侖定律、電場(chǎng)力的性質(zhì)考點(diǎn)1.電荷、電荷守恒定律自然界中存在兩種電荷:正電荷和負(fù)電荷。例如:用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電,用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電。同種電荷互相排斥,異種電荷相互吸引;電荷的基本性質(zhì):能吸引輕小物體1. 元電荷:電荷量的電荷,叫元電荷。說(shuō)明:任意帶電體的電荷量都是元電荷電荷量的整數(shù)倍。2.使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種:摩擦起電 接觸帶電 感應(yīng)起電。3電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造,又不能被消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,電荷的總量保持不變??键c(diǎn)2.庫(kù)侖定律1. 內(nèi)容:在真空中
2、靜止的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在他們的連線上。2. 公式:3. 適用條件:真空、點(diǎn)電荷。4. 點(diǎn)電荷:如果帶電體間的距離比它們的大小大得多,以致帶電體的形狀體積對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì),這樣的帶電體可以看成點(diǎn)電荷??键c(diǎn)3.電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)1 定義:存在電荷周?chē)軅鬟f電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)。2 基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用。3 靜電場(chǎng):靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)2.電場(chǎng)強(qiáng)度1 定義:放入電場(chǎng)中的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。2 定義式: E與F、q無(wú)關(guān),只由電場(chǎng)本身決定。3 單位:N/C
3、或V/m。4 電場(chǎng)強(qiáng)度的三種表達(dá)方式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式表達(dá)式適用范圍任何電場(chǎng)真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)說(shuō)明E的大小和方向與檢驗(yàn)電荷的電荷量以及電性以及存在與否無(wú)關(guān)Q:場(chǎng)源電荷的電荷量r:研究點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離U:電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差d:兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離(5)矢量性:規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,或與負(fù)電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的方向相反。(6)疊加性:多個(gè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,這種關(guān)系叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量疊加,電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則??键c(diǎn)4.電場(chǎng)線、勻強(qiáng)電場(chǎng)1. 電場(chǎng)線:為了形象直觀描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,在
4、電場(chǎng)中畫(huà)出一系列的曲線,曲線上的各點(diǎn)的切線方向代表該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,曲線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。2. 電場(chǎng)線的特點(diǎn)1 電場(chǎng)線是為了直觀形象的描述電場(chǎng)而假想的、實(shí)際是不存在的理想化模型。2 始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn),終于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷,電場(chǎng)線是不閉合曲線。3 任意兩條電場(chǎng)線不相交。4 電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,它不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。5 沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低;電場(chǎng)線從高等勢(shì)面(線)垂直指向低等勢(shì)面(線)。3. 勻強(qiáng)電場(chǎng)定義:場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同,場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱(chēng)之為勻強(qiáng)電場(chǎng)。特點(diǎn):勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等距的平行線。平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電
5、荷后,在兩板之間除邊緣外的電場(chǎng)就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。4. 幾種典型的電場(chǎng)線孤立的正電荷、負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、正點(diǎn)電荷與大金屬板間、帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)線E第2課時(shí) 電場(chǎng)能的性質(zhì)考點(diǎn)1.電勢(shì)差1. 定義:電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)力所做的功與該電荷電荷量的比值就叫做AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差,用表示。2. 定義式:3. 單位:4. 矢標(biāo)性:標(biāo)量,但有正負(fù),正負(fù)代表電勢(shì)的高低 考點(diǎn)2.電勢(shì)1. 定義:電勢(shì)實(shí)際上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢(shì)差,即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)。在數(shù)值上等于把1C正電荷從某點(diǎn)移到標(biāo)準(zhǔn)位置(零電勢(shì)點(diǎn))是靜電力說(shuō)做的功。2. 定義式:3. 單位:4. 矢標(biāo)性:是標(biāo)量,
6、當(dāng)有正負(fù),電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低。 考點(diǎn)3.電勢(shì)能1.電場(chǎng)力做功WAB :(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初末位置有關(guān),即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。(2)表達(dá)式:WAB=UABq帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(適用于任何電場(chǎng)) WAB=Eqdd沿電場(chǎng)方向的距離。(勻強(qiáng)電場(chǎng))(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系 靜電力對(duì)電荷做功等于電荷電勢(shì)能的減少量,所以靜電力的功是電荷電勢(shì)能變化的量度。無(wú)條件結(jié)論結(jié)論:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加2、電勢(shì)能Ep:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中,由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用,由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到
7、零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。(2)定義式:帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(3)特點(diǎn): 電勢(shì)能具有相對(duì)性,相對(duì)零勢(shì)能面而言,通常選大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。電勢(shì)能的變化量Ep與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。3、電勢(shì):(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。(2)定義式:?jiǎn)挝唬悍╒)帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(3)特點(diǎn): 電勢(shì)具有相對(duì)性,相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量,但是它有正負(fù),正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高,還是低。電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定,與Ep和q無(wú)關(guān)。電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。AB(4)電勢(shì)高低的判斷方法 根據(jù)電場(chǎng)線判斷:沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。
8、AB根據(jù)電勢(shì)能判斷:根據(jù)電勢(shì)的定義式U=W/q來(lái)確定正電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)高;電勢(shì)能小,電勢(shì)低。負(fù)電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)低;電勢(shì)能小,電勢(shì)高。結(jié)論:只有電場(chǎng)力作用下,靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)??键c(diǎn)4.等勢(shì)面1. 定義:電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。2. 等勢(shì)面的特點(diǎn)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直, 而且電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面任意兩等勢(shì)面都不會(huì)相交等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功。電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方,等差等勢(shì)面較密(6) 規(guī)定:畫(huà)等勢(shì)面(或線)時(shí),相鄰的兩等勢(shì)面(或線)間的電勢(shì)差相等。這樣,在等勢(shì)面(線)密處場(chǎng)強(qiáng)較大,等勢(shì)面(線)疏處
9、場(chǎng)強(qiáng)小3.幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面如下:幾種等勢(shì)面的性質(zhì)A、等量同種電荷連線和中線上連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小中線上:由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。B、等量異種電荷連線上和中線上連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。4.判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大?。嚎拷鼒?chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)大)的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。ABC若AB=BC,則UABUBC5、電勢(shì)差UAB(1)定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。(2)定義式:UAB=A-B 單位:伏(V)(3)特點(diǎn): 電勢(shì)差是標(biāo)量,卻有正負(fù),只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差
10、是確定的,與零勢(shì)面的選擇無(wú)關(guān)U=Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系 WAB=UABq帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(適用于任何電場(chǎng))考點(diǎn)5.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差U和電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系式為:2.說(shuō)明只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算式中的d的含義是某兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向上的距離,或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面間距。由此可以知道:電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向。3.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)大小關(guān)系:沒(méi)有必然聯(lián)系考點(diǎn)6.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用7、靜電平衡狀態(tài):靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng),使導(dǎo)體的兩個(gè)端面出現(xiàn)等量的異種電荷,這種現(xiàn)
11、象叫靜電感應(yīng)。靜電平衡:發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場(chǎng),當(dāng)附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)完全抵消時(shí),自由電子的定向移動(dòng)停止,這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn):處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。(即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與原場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反E= E0 +E=0)導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直。處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān),越彎曲,電荷分布越多。(4)靜電屏蔽第3課時(shí) 電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1、電容器1. 構(gòu)成:兩個(gè)互相靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成電容器。2. 充放電:(1)
12、充電:使電容器兩極板帶上等量異種電荷的過(guò)程。充電的過(guò)程是將電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容器中。(2)放電:使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程。放電的過(guò)程中儲(chǔ)存在電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量。3電容器帶的電荷量:是指每個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值考點(diǎn)2.電容1定義:電容器所帶的電荷量Q與兩極板間的電壓U的比值2定義式:3電容的單位:法拉,符號(hào):F 4物理意義:電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量,在數(shù)值上等于電容器兩板間的電勢(shì)差增加1V所需的電荷量。5制約因素:電容器的電容與Q、U的大小無(wú)關(guān),是由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定的。對(duì)一個(gè)確定的電容器,它的電容是一定的,與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)??键c(diǎn)3.平行板
13、電容器1平行板電容器的電容的決定式:即平行板電容器的電容與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比,與兩板正對(duì)的面積成正比,與兩板間距成反比。2平行板電容器兩板間的電場(chǎng):可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng),E=U/d3對(duì)平行板電容器有關(guān)的C、Q、U、E的討論問(wèn)題有兩種情況。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(kāi),則電容器的帶電量不變。對(duì)平行板電容器的討論: 、 、()電容器跟電源相連,U不變,q隨C而變。dCqE、SCqE不變。()充電后斷開(kāi),q不變,U隨C而變。dCU不變。、SCUE??键c(diǎn)4.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(平衡問(wèn)題,加速問(wèn)題,偏轉(zhuǎn)問(wèn)題)Eqmgv01、基本粒子不計(jì)重力,但不是不計(jì)質(zhì)量,
14、如質(zhì)子(),電子,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(jì)算重力。2、平衡問(wèn)題:電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。mg=EqUv3、加速問(wèn)題:若帶電粒子僅受電場(chǎng)力且電場(chǎng)力做正功,其電勢(shì)能減少等于動(dòng)能增加。(1)初速度為零時(shí) 解得:(2)初速度不為零時(shí) 上述公式適用于勻強(qiáng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。 可見(jiàn)加速的末速度與兩板間的距離d無(wú)關(guān),只與兩板間的電壓有關(guān),但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣,d越大,飛行時(shí)間越長(zhǎng)。4、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)(由兩極板間中點(diǎn)射入) 在垂直電場(chǎng)線的方向:粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。在平行電場(chǎng)線的方向:粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子若
15、不計(jì)重力,則在豎直方向粒子的加速度 X方向:Vx= v0,t=L/ v0Y方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)1離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)側(cè)向偏轉(zhuǎn)量:y 2離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角: 推論1.粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí),其速度反向延長(zhǎng)線與初速度方向交一點(diǎn),此點(diǎn)平分沿初速度方向的位移。 推論2.位移和速度不在同一直在線,且tan=2tan U1Lv0yvv0vyLy飛 行時(shí)間:t=L/vO 偏向角:側(cè)向偏移量: 在這種情況下,一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)的時(shí)間不同,此時(shí)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(shí),只要將加速度a重新求出
16、即可,具體計(jì)算過(guò)程相同。4、示波器的原理同上結(jié)構(gòu)圖。第二章 恒定電流第1課時(shí) 電路的基本概念、部分電路考點(diǎn)1.導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流 1.導(dǎo)線中的電場(chǎng)形成因素:是由電源、導(dǎo)線等電路組件所積累的電荷共同形成的。方向:導(dǎo)線與電源連通后,導(dǎo)線內(nèi)很快形成了沿導(dǎo)線方向的恒定電場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí),導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持與導(dǎo)線平行。性質(zhì):導(dǎo)線中恒定電場(chǎng)的性質(zhì)與靜電場(chǎng)的性質(zhì)不同。2電流(1) 導(dǎo)體形成電流的條件:要有自由電荷 導(dǎo)體兩端形成電壓(金屬導(dǎo)體自由電子;電解質(zhì)溶液正負(fù)離子;導(dǎo)電氣體正負(fù)離子和電子)電流定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟這些電荷量所用時(shí)間的比值叫電流。公式: (Q取正負(fù)電荷絕對(duì)值的和
17、)電流是標(biāo)量但有方向,規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍ɑ蚺c負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反)。單位:A, 1A=103mA=106A微觀表達(dá)式:I=nqvs,n是單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q是每個(gè)自由電荷電荷量,s是導(dǎo)體的橫截面積,v是自由電荷的定向移動(dòng)速率。(適用于金屬導(dǎo)體).說(shuō)明:導(dǎo)體中三種速率(定向移動(dòng)速率非常小約10-5m/s,無(wú)規(guī)律的熱運(yùn)動(dòng)速率較大約105m/s,電場(chǎng)傳播速率非常大為光速例如電路合上電鍵遠(yuǎn)處的電燈同時(shí)亮)電流的分類(lèi):方向不改變的電流叫直流電流,方向和大小都不改變的電流叫恒定電流,方向改變的電流叫交變電流??键c(diǎn)2. 電動(dòng)勢(shì)1.非靜電力:根據(jù)靜電場(chǎng)知識(shí)可知,靜電力不可能使電流
18、從低電勢(shì)流向高電勢(shì),因此電源內(nèi)部必然存在著從負(fù)極指向正極的非靜電力。2.電源電動(dòng)勢(shì)定義:在電源內(nèi)部,非靜電力把正電荷從負(fù)極送到正極所做的功跟被移送電荷量的比值,即說(shuō)明:從能量轉(zhuǎn)化的角度看,電源是通過(guò)非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3、物理意義:反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極送到正極所做的功。注意: 電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定,跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān)。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí),電源兩極間的電壓。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。4電源(池
19、)的幾個(gè)重要參數(shù)電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無(wú)關(guān)。內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是:Ah,mAh.【注意】:對(duì)同一種電池來(lái)說(shuō),體積越大,容量越大,內(nèi)阻越小。考點(diǎn)3.歐姆定律 1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟它的電阻R成反比。2.公式:3.適用條件:適用與金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電,對(duì)氣體導(dǎo)體和半導(dǎo)體組件并不適用。4.導(dǎo)體的伏安特性曲線:用表示橫坐標(biāo)電壓U,表示縱坐標(biāo)電流I,畫(huà)出的I-U關(guān)系圖線,它直觀地反映出導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系。線性組件:伏安特性曲線是直線的電學(xué)組件,適用于歐姆定律。非線性組件:伏安特
20、性曲線不是直線的電學(xué)組件,不適用于歐姆定律??键c(diǎn)4:串并聯(lián)電路的特點(diǎn)幾點(diǎn)注意事項(xiàng): 幾個(gè)相同的電阻并聯(lián),總電阻為一個(gè)電阻的幾分之一; 若不同的電阻并聯(lián),總電阻小于其中最小的電阻; 若某一支路的電阻增大,則總電阻也隨之增大; 若并聯(lián)的支路增多時(shí),總電阻將減??; 當(dāng)一個(gè)大電阻與一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí),總電阻接近小電阻。1電流表:表頭(1)構(gòu)造:主要由永磁體和放入其中的可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成(2)工作原理:當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí),線圈在磁場(chǎng)力的作用下帶著指針一起偏轉(zhuǎn),電流越大,指針偏轉(zhuǎn)的角度越大,從表盤(pán)上即可讀出電壓或電流值(3)三個(gè)主要參數(shù)內(nèi)阻Rg:電流表的內(nèi)電阻滿偏電流Ig:指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流,也叫電
21、流表的量程滿偏電壓Ug:電流表通過(guò)滿偏電流時(shí)加在電流表兩端的電壓(4)三個(gè)參數(shù)間的關(guān)系:Ug=IgRg2電壓表(V)的改裝電流表的電壓量程較小Ug=IgRg ,當(dāng)改裝成較大量程為U的電壓表時(shí),應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻R如圖所示,因?yàn)榇?lián)電阻有分壓作用,因此叫做分壓電阻,電壓擴(kuò)大量程倍數(shù)nUUg 則 U=IgRg+IgR 需要串聯(lián)的電阻為 R=(n-1)Rg改裝后的電壓表內(nèi)阻為:Rv=R+Rg3電流表(A)的改裝(1)將量程為Ig表頭改裝成量程為I電流表應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻R,如圖所示,因?yàn)椴⒙?lián)電阻有分流作用,因此叫做分流電阻擴(kuò)大量程倍數(shù)nI Ig則需要并聯(lián)的分流電阻 RRg(n一1)改裝后的電流表內(nèi)阻等于Rg
22、與R并聯(lián)時(shí)的總電阻4.伏安法測(cè)電阻電表接法5試觸法用伏安法測(cè)電阻時(shí),若不知被測(cè)電阻的大概值,為了減小測(cè)量誤差,如何選擇正確電路連接? 采用試觸法:可將電路如圖所示連接,只空出電壓表的一個(gè)接頭S, 然后將S分別與a、b接觸一下,觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況若電流表示數(shù)有顯著變化,說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)高阻值電阻,應(yīng)選用內(nèi)接法,S應(yīng)接b測(cè)量若電壓表示數(shù)有顯著變化,說(shuō)明電流表的分壓作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)低阻值電阻,應(yīng)選用外接法,S應(yīng)接a測(cè)量6滑動(dòng)變阻器連接方式RxRx+R0E(1)限流式接法:電路中變阻器起限流作用,負(fù)載Rx上的電壓可調(diào)范圍 為 E,電壓變化范圍較??;消耗能量少;
23、適應(yīng)于用電器電阻阻值與變阻器阻值相當(dāng)?shù)碾娐贰?2)分壓式接法:電路中變阻器起分壓作用,滑片自A端向B端滑動(dòng)時(shí),負(fù)載上電壓的范圍為0E,顯然比限流時(shí)調(diào)節(jié)范圍大,但消耗能量多,對(duì)于要求電壓變化范圍大的,或滑動(dòng)變阻器總阻值較小的,使用此連接方式考點(diǎn)5.電功和電功率、焦耳定律1.電功 :在電路中,導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流,在此過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功,在一段電路中電場(chǎng)力所做的功,用W=Uq=UIt來(lái)計(jì)算。2.電功率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功,P=W/t=UI3.焦耳定律:電流流過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,有Q=I2Rt來(lái)計(jì)算4.熱功率:P=I2R5.電動(dòng)機(jī)三種功率的關(guān)系(電功率,熱
24、功率,輸出功率)考點(diǎn)6. 電阻定律、電阻率1.電阻定律:同種材料的導(dǎo)體,其電阻與它的長(zhǎng)度成正比與它的橫截面積成反比,導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料及溫度有關(guān),公式:2.電阻率:上式中的比例系數(shù)(單位是m) ,它與導(dǎo)體的材料溫度有關(guān),是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的一個(gè)重要的物理量,數(shù)值上等于長(zhǎng)度1m,截面積為1m2導(dǎo)體的電阻值。金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而變大可以做電阻溫度計(jì)用,半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小,有些合金的電阻率不受溫度影響做標(biāo)準(zhǔn)電阻。當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫做超導(dǎo)體純金屬的電阻率小,合金的電阻率較大,橡膠的電阻率最
25、大第2課時(shí) 閉合電路歐姆定律及電路分析考點(diǎn)1.電動(dòng)勢(shì)1.物理意義:反映電源把的能其它形式轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小的物理量,它由電源本身的性質(zhì)決定。2.大?。ㄔ跀?shù)值上等于)在電源內(nèi)部把1C的正電荷在從負(fù)極送到正極非靜電力所做的功。 電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。在閉合電路中內(nèi)外電勢(shì)降落之和??键c(diǎn)2. 閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容:閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)回路的電阻成反比。2.表達(dá)式:閉合電路歐姆定律的三種表達(dá)式:E = IR + Ir,E = U內(nèi)+ U外,以及I = E/(R+r)3.路端電壓與負(fù)載R(外電路電阻的關(guān)系) 路端電壓:外電路兩端的電壓,即電源的輸出電壓 路端電壓與
26、外電阻關(guān)系: U=IR (路端電壓隨外電阻增大而增大) 根據(jù)I=E/(R+r), U內(nèi)=Ir,E=U內(nèi)+U外,當(dāng)E、r一定時(shí): 外電路電阻(斷路) 外電路電阻(短路) 路端電壓與電流關(guān)系: U=E-Ir 理解圖象意義考點(diǎn)3. 閉合電路的功率考點(diǎn)4:多用電表的原理和使用1.歐姆表測(cè)量電阻 (1)歐姆表構(gòu)造 如圖所示,G是內(nèi)阻為Rg、滿偏電流為Ig的微安表,R0是調(diào)零電阻,電池的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,黑表筆接電池正極,紅表筆接電池負(fù)極(2)歐姆表原理 歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的當(dāng)紅、黑表筆 間接入待測(cè)電阻Rx時(shí),此時(shí)通過(guò)G表的電流為I,則: 應(yīng)當(dāng)注意,歐姆表刻度是不均勻的(3)注意事項(xiàng):使
27、用前進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,使指針指在電流表的零刻度要使被測(cè)電阻與其他元件和電源斷開(kāi),不能用手接觸表筆的金屬桿合理選擇量程,使指針盡量在中間位置附近使用歐姆檔的另一量程時(shí),一定要重新進(jìn)行電阻調(diào)零(即換檔調(diào)零)。讀數(shù)時(shí),應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開(kāi)關(guān)所指的倍率測(cè)量完畢,拔出表筆,開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋,若長(zhǎng)期不用,取出電池?!咀⒁狻繗W姆表測(cè)電阻時(shí),指針越接近半偏位置,測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。2實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻目標(biāo):1掌握實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法2學(xué)會(huì)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 原理:根據(jù)閉合電路歐姆定律的不同表達(dá)形式,可以采用下面幾種不同的方法測(cè)E和r (1)由E=U+Ir知,只要測(cè)出U、I的兩組數(shù)
28、據(jù),就可以列出兩個(gè)關(guān)于正、r的方程,從而解出E、r,電路圖如圖所示 (2)由EIR+Ir知,測(cè)出I、R的兩組數(shù)據(jù),列出方程解出E、r,電路圖如圖所示 (3)由EU+Ur/R,,測(cè)出U 、R兩組數(shù)據(jù),列出關(guān)于E、r的兩個(gè)方程,電路圖如圖所示 (1) (2) (3) 數(shù)據(jù)處理 圖象法:以I為橫坐標(biāo),U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)如果發(fā)現(xiàn)個(gè)別明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),應(yīng)該把它剔除用直尺畫(huà)一條直線,使盡量多的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn)能均分兩側(cè),注意事項(xiàng):(1)為了使電池的路端電壓變化明顯,電池宜選內(nèi)阻大些的 (2) 因該實(shí)驗(yàn)中電壓U的變化較小,為此可使縱坐標(biāo)不從零開(kāi)始,把坐標(biāo)的比例放大,可減小實(shí)
29、驗(yàn)誤差此時(shí)圖象與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流,計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較大的點(diǎn),用rU/I計(jì)算出電池的內(nèi)阻r考點(diǎn)5.邏輯電路1.“與”門(mén):如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生.這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系.具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為“與”門(mén)電路,簡(jiǎn)稱(chēng)“與”門(mén)。(1)“與”邏輯電路(2)“與”門(mén)的邏輯符號(hào)(3) “與”門(mén)的真值表:(4) “與”門(mén)反映的邏輯關(guān)系2.“或”門(mén):如果幾個(gè)條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,某事件就會(huì)發(fā)生,這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系.具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“或”門(mén).(1)“或”邏輯電路(2)“或”門(mén)的邏輯符號(hào)(3) “或”門(mén)的真值表:(4) “或”門(mén)反映
30、的邏輯關(guān)系3.“非”門(mén):輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系,叫做”非”邏輯關(guān)系,具有”非”邏輯關(guān)系的電路叫“非”門(mén).(1)“非”邏輯電路(2)“非”門(mén)的邏輯符號(hào)(3) “非”門(mén)的真值表:(4) “非”門(mén)反映的邏輯關(guān)系第3課時(shí) 實(shí)驗(yàn)(7) 測(cè)定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)(8) 描繪小電珠的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)(9) 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)(10) 練習(xí)使用多用電表考點(diǎn)1、測(cè)定金屬的電阻率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)使用各種常用電學(xué)儀器以及正確讀數(shù)2.學(xué)會(huì)使用螺旋測(cè)微器以及正確讀數(shù)3.學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻的阻值,測(cè)定金屬的電阻率二、實(shí)驗(yàn)原理歐姆定律和電阻定律,用刻度尺測(cè)一段金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)導(dǎo)線
31、的直徑d,用電壓表和電流表測(cè)導(dǎo)體的電阻,由電路圖如下所示三、實(shí)驗(yàn)器材 被測(cè)金屬導(dǎo)線、螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干四、實(shí)驗(yàn)步驟1用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑,再由直徑算出金屬導(dǎo)線的橫截面積。2. 用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)導(dǎo)線的長(zhǎng)度。3按照電路圖連接好電路,注意滑動(dòng)變阻器要調(diào)在適當(dāng)?shù)奈恢?,電流表、電壓表的量程要選擇恰當(dāng)。4閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片,使電流表、電壓表分別有一恰當(dāng)?shù)淖x書(shū),并記錄下來(lái)。5繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片,重復(fù)步驟4,做三次,記錄下每次電流表、電壓表的讀數(shù)。6.打開(kāi)開(kāi)關(guān)S,拆除電路,整理好實(shí)驗(yàn)器材。7.處理數(shù)據(jù)
32、。 五、注意事項(xiàng)1由于所測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小,測(cè)量電路應(yīng)該選用電流表外接線路。2閉合電鍵S之前,一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處于恰當(dāng)?shù)奈恢谩?測(cè)電阻時(shí)電流不宜過(guò)大,通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。4求R的平均值可以用二種方法:第一種用算出各次的測(cè)量值,再取平均值;第二種方法是用U-I圖像的斜率求出??键c(diǎn)2。描繪小燈泡的伏安特性曲線一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.描繪小燈泡的伏安特性曲線。2.分析曲線變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理用電流表測(cè)流過(guò)小燈泡的電流,用電壓表測(cè)出加在小燈泡兩端的電壓,測(cè)出多組對(duì)應(yīng)的U、I值,在直角坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來(lái)。三、實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡、4V6V學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、
33、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干四、實(shí)驗(yàn)步驟1連接電路:將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線按照電路圖連接起來(lái)。2. 測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置,測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入已經(jīng)畫(huà)好的表格中。3畫(huà)出伏安特性曲線。在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,以I為縱軸,建立坐標(biāo)系。在坐標(biāo)紙上描出各做數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。注意橫縱坐標(biāo)的比例標(biāo)度選取要適中,以使所描圖線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜。將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái),就得到小燈泡的伏安特性曲線4.拆除電路,整理儀器。五、注意事項(xiàng)1電路的連接方式電流表應(yīng)采用外接法:因?yàn)樾襞莸碾娮韬苄?,與00.6A的電流表串聯(lián)式,電流表的
34、分壓影響很大?;瑒?dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接:目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開(kāi)始變化。2閉合電鍵S之前,一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處于恰當(dāng)?shù)奈恢茫☉?yīng)該使小燈泡被短路)。3保持小燈泡電壓接近額定值是要緩慢增加,到額定值,記錄I后馬上斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。4誤差較大的點(diǎn)要舍去,U-I圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線。考點(diǎn)3。測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。二、實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值,利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值,最后分別算出它們的平均值。此外,還可以用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo),U為縱坐標(biāo),用測(cè)出的幾組I、U值畫(huà)出U-
35、I圖像(如圖2)所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)E值,圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻r的值。 三、實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)電池,電壓表( 0-3V ),電流表(0-0.6A),滑動(dòng)變阻器(10),電鍵,導(dǎo)線。四、實(shí)驗(yàn)步驟1電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按電路圖連接好電路。2. 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。3閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1),用同樣方法測(cè)量幾組I、U的值。 4. 打開(kāi)電鍵,整理好器材。5處理數(shù)據(jù),用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值。 五、注意事項(xiàng)1為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,可選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池。
36、 2干電池在大電流放電時(shí),電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降,內(nèi)阻r會(huì)明顯增大,故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.3A,短時(shí)間放電不宜超過(guò)0.5A。因此,實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大,讀電表要快,每次讀完立即斷電。3要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大些,用方程組求解時(shí),要將測(cè)出的I、U資料中,第1和第4為一組,第2和第5為一組,第3和第6為一組,分別解出E、r值再平均。 4畫(huà)U-I圖線時(shí),要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣,就可使偶然誤差得到部分的抵消,從而提高精確度。 5干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小,即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多,這時(shí),在畫(huà)U-I圖線時(shí)
37、,縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始,而是根據(jù)測(cè)得的資料從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始)。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過(guò)直線斜率的絕對(duì)值照樣還是電源的內(nèi)阻,這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的刻度不從零開(kāi)始??键c(diǎn)4。練習(xí)使用多用電表一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.練習(xí)使用多用電表測(cè)電阻。二、實(shí)驗(yàn)原理多用電表由表頭、選擇開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路三部分組成(如圖),表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表,其滿度電流約幾十到幾百A,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路相配合,可測(cè)量交流和直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測(cè)量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路奧姆定律制成的,原理如圖所示,當(dāng)紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時(shí)有:當(dāng)表筆間接入待
38、測(cè)電阻Rx時(shí),有:由得:當(dāng)Rx=R中時(shí),Ix=1/2Ig,指標(biāo)指在表盤(pán)刻度中心,故稱(chēng)R中為歐姆表的中值電阻,由式可知每一個(gè)Rx都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流值Ix,如果在刻度盤(pán)上直接標(biāo)出與Ix對(duì)應(yīng)的Rx的值,那么當(dāng)紅、黑表筆分別接觸待測(cè)電阻的兩端,就可以從表盤(pán)上直接讀出它的阻值。由于電流和電阻的非線性關(guān)系,表盤(pán)上電流刻度是均勻的,其對(duì)應(yīng)的電阻刻度是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿刻度處。 三、實(shí)驗(yàn)器材 多用電表,標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個(gè),小螺絲刀。 四、實(shí)驗(yàn)步驟1機(jī)械調(diào)零,用小螺絲刀旋動(dòng)定位螺絲使指標(biāo)指在左端電流零刻度處,并將紅、黑表筆分別接入“+”、“”插孔。2. 選擋:選擇
39、開(kāi)關(guān)置于歐姆表“1”擋。3短接調(diào)零:在表筆短接時(shí)調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕使指標(biāo)指在右端電阻零刻度處,若“歐姆零點(diǎn)”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零,應(yīng)更換表內(nèi)電池。 4測(cè)量讀數(shù):將表筆搭接在待測(cè)電阻兩端,讀出指示的電阻值并與標(biāo)定值比較,隨即斷開(kāi)表筆。 5換一個(gè)待測(cè)電阻,重復(fù)以上2、3、4步驟,選擇開(kāi)關(guān)所置位置由被測(cè)電阻值與中值電阻值共同決定,可置于“1”或“10”或“100”或“1k”擋。 6.多用電表用完后,將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋,拔出表筆。 五、注意事項(xiàng)1多用電表在使用前,應(yīng)先觀察指標(biāo)是否指在電流表的零刻度,若有偏差,應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2測(cè)量時(shí)手不要接觸表筆的金屬部分。3合理選擇量程
40、,使指標(biāo)盡可能指在中間刻度附近.若指針偏角太大,應(yīng)改換低擋位;若指針偏角太小,應(yīng)改換高擋位。每次換擋后均要重新短接調(diào)零,讀數(shù)時(shí)應(yīng)將指標(biāo)示數(shù)乘以擋位倍率。4測(cè)量完畢后應(yīng)拔出表筆,選擇開(kāi)頭置OFF擋或交流電壓最高擋,電表長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)取出電池,以防電池漏液腐蝕。第三章磁場(chǎng)第1課時(shí) 磁場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)1. 磁場(chǎng)的基本概念2. 磁體的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。3. 電流的周?chē)泊嬖诖艌?chǎng)4. 變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)(麥克斯韋)。5. 磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣,也是一種特殊物質(zhì)6. 磁場(chǎng)不僅對(duì)磁極產(chǎn)生力的作用, 對(duì)電流也產(chǎn)生力的作用7. 磁場(chǎng)的方向在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn),小磁針北極受力的方向,亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方
41、向,就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 8. 磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 考點(diǎn)2. 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用(對(duì)磁極一定有力的作用;對(duì)電流只是可能有力的作用,當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)力作用)。5. 磁極和磁極之間有磁場(chǎng)力的作用6. 兩條平行直導(dǎo)線,當(dāng)通以相同方向的電流時(shí),它們相互吸引,當(dāng)通以相反方向的電流時(shí),它們相互排斥7. 電流和電流之間,就像磁極和磁極之間一樣,也會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用 8. 磁體或電流在其周?chē)臻g里產(chǎn)生磁場(chǎng),而磁場(chǎng)對(duì)處在它里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用9. 磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過(guò)磁
42、場(chǎng)來(lái)傳遞的 考點(diǎn)3。磁感應(yīng)強(qiáng)度(向量)1.在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,所受的安培力F安跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度,(BL,LI?。?.磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位:特斯拉,簡(jiǎn)稱(chēng)特,國(guó)際符號(hào)是T3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向: 就是磁場(chǎng)的方向 小磁針靜止時(shí)北極所指的方向,就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向磁感在線各點(diǎn)的切線方向就是這點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向也就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的迭加類(lèi)似于電場(chǎng)的迭加考點(diǎn)4. 磁感線1.是在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一些有方向的曲線,在這些曲線上,每一點(diǎn)的切線方向都在該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向上磁感線的分布可以形象地表示出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向2.磁感在線各點(diǎn)的切線方向就是這點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向.
43、 也就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向3.磁感線的密疏表示磁場(chǎng)的大小在同一個(gè)磁場(chǎng)的磁感線分布圖上,磁感線越密的地方,表示那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大4.磁感線都是閉合曲線,磁場(chǎng)中的磁感線不相交 考點(diǎn)5.電流周?chē)拇鸥袘?yīng)線1直線電流的磁感應(yīng)線:直線電流的磁感線方向用安培定則(也叫右手螺旋定則)來(lái)判定:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向(即正電荷定向運(yùn)動(dòng)方向或與負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)方向相反)一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向2通電螺線管的磁感線:通電螺線管的磁感線方向也可用安培定則來(lái)判定: 用右手握住螺線管讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向也就
44、是說(shuō),大拇指指向通電螺線管的北極(通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似)考點(diǎn)6.磁通量1磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量S與B垂直:=BS S與B平行:=0 S與B夾角為:=BS=BSsin2 磁通量的單位: 韋伯,符號(hào)是Wb1Wb=1Tm23磁通量的意義:磁通量表示穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)多少。4.磁通密度: 從=BS可以得出B=/S ,這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過(guò)單位面積的磁通量,因此常把磁感應(yīng)強(qiáng)叫做磁通密度,并且用Wb/m2作單位1T=1 Wb/m2=1N/Am5.磁通量是標(biāo)量,但是有正負(fù).如果將從平面某一側(cè)穿入的磁通量為正, 則從平面反一側(cè)穿入的磁
45、通量為負(fù).考點(diǎn)7. 安培力的大小:在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下,電流所受的安培力F安等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L三者的乘積 F安BIL 通電導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向成角時(shí),F安BILsin1當(dāng)IB時(shí)(=90),Fmax=BIL;2當(dāng)IB時(shí)(= 0),Fmin= 0 ;安培力大小的特點(diǎn):不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式有關(guān)。L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長(zhǎng)度L=0考點(diǎn)8. 安培力的方向1左手定則:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入
46、手心,并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向2安培力方向的特點(diǎn):總是垂直于B和I所決定的平面,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,可用左手定則唯一確定F安的方向;(2)已知B和F安的方向,當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí),可唯一確定I的方向;(3)已知I和F安的方向,不能唯一確定B的方向;考點(diǎn)9. 磁電式電流表的工作原理由于這種磁場(chǎng)的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角成正比,I越大指標(biāo)偏角越大,因而電流表可以量出電
47、流I的大小,且刻度是均勻的,當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí),安培力的方向隨著改變,指標(biāo)偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,又可知道被測(cè)電流的方向。第2課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用考點(diǎn)1.洛侖茲力5. 定義:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷受到的作用力叫做洛侖茲力 6. 大小:F洛=qvBsin ,(為B與v的夾角) (1)當(dāng)vB時(shí),F(xiàn)洛max=qvB; (2)當(dāng)vB時(shí),F(xiàn)洛min=0 ;7. 洛侖茲力的方向:由左手定則判斷。注意: 洛侖茲力一定垂直于B和v所決定的平面(因?yàn)樗葿、V決定)即F洛B且F洛V;但是B與V不一定垂直(因?yàn)樗鼈冇勺陨頉Q定)四指的指向是正電荷的運(yùn)動(dòng)方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向8. 特點(diǎn):洛侖茲力對(duì)電荷不做功,它只改
48、變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向,不改變速度的大小。原因: F洛V9. 洛侖茲力和安培力的關(guān)系:F洛是F安的微觀解釋?zhuān)現(xiàn)安是F洛宏觀體現(xiàn)??键c(diǎn)2:帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1若vB,則F洛=0,帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng).2若vB,則帶電粒子在垂直于磁感應(yīng)線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1) 洛侖茲力充當(dāng)向心力:(2)軌道半徑:(3)周 期:(4)角 速 度:(5)頻 率:(6)動(dòng) 能:第3課時(shí) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1. 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)等共存的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),其受力情況和運(yùn)動(dòng)圖景都比較復(fù)雜,但其本質(zhì)是力學(xué)問(wèn)題,應(yīng)按力學(xué)的基本思路,運(yùn)用力學(xué)的基本
49、規(guī)律研究和解決此類(lèi)問(wèn)題。 2分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的受力時(shí),要注意各力的特點(diǎn)。如帶電粒子無(wú)論運(yùn)動(dòng)與否,在重力場(chǎng)中所受重力及在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力均為恒力,它們的做功只與始末位置在重力場(chǎng)中的高度差或在電場(chǎng)中的電勢(shì)差有關(guān),而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。而帶電粒子在磁場(chǎng)中只有運(yùn)動(dòng) (且速度不與磁場(chǎng)平行)時(shí)才會(huì)受到洛侖茲力, 力的大小隨速度大小而變, 方向始終與速度垂直,故洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功.3.帶電微粒在重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力共同作用下的運(yùn)動(dòng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)場(chǎng))帶電微粒在三個(gè)場(chǎng)共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng):必然是電場(chǎng)力和重力平衡,而洛蘭茲力充當(dāng)向心力.帶電微粒在三個(gè)場(chǎng)共同作用下做直線運(yùn)動(dòng):重力和電場(chǎng)力是恒
50、力,它們的合力也是恒力。當(dāng)帶電微粒的速度平行于磁場(chǎng)時(shí),不受洛蘭茲力,因此可能做勻速運(yùn)動(dòng)也可能做勻變速運(yùn)動(dòng); 當(dāng)帶電微粒的速度垂直于磁場(chǎng)時(shí),一定做勻速運(yùn)動(dòng)。與力學(xué)緊密結(jié)合的綜合題,要認(rèn)真分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況(包括速度和加速度)。必要時(shí)加以討論考點(diǎn)2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中的應(yīng)用:速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器、電磁流量計(jì)、霍爾組件等1速度選擇器兩平行金屬板(平行金屬板足夠長(zhǎng))間有電場(chǎng)和磁場(chǎng),一個(gè)帶電的粒子(重力忽略不計(jì))垂直于電、磁場(chǎng)的方向射入復(fù)合場(chǎng),具有不同速度的帶電粒子受力不同,射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同。如果能滿足所受到的洛侖茲力等于電場(chǎng)力,那這一
51、粒子將沿直線飛出。這種裝置能把具有某一定速度(必須滿足V=E/B)的粒子選擇出來(lái),所以叫做速度選擇器。而且:在裝置確定的情況下,速度選擇器所選則的粒子,與電性無(wú)關(guān),只與帶電粒子的速度大小方向有關(guān),是名副其實(shí)的速度選擇器。2磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化成電能,兩個(gè)平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量的正、負(fù)帶電粒子)噴入磁場(chǎng),這些等離子體在洛侖茲力的作用下,回分別打在兩個(gè)金屬板上形成電源的正負(fù)極,就可以給外電路供電。若外電路接通,等離子體時(shí)刻向兩個(gè)金屬板聚集形成持續(xù)電源。3質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)
52、的,讓帶電粒子飄進(jìn)加速電場(chǎng),后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)最終打在照相底片上,假設(shè)粒子質(zhì)量為m,電量為q,加速電場(chǎng)電壓為U,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,可以得到打在照相底片的位置距離進(jìn)入磁場(chǎng),從這個(gè)結(jié)果可以看出如果粒子的電荷量相同而質(zhì)量不同將打在照相底片的不同地方,他用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖20和氖22,證實(shí)了同位素的存在。現(xiàn)在的質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器,是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。4回旋加速器:要認(rèn)識(shí)原子核內(nèi)部的情況,必須把核“打開(kāi)”進(jìn)行“觀察”。然而,原子核被強(qiáng)大的核力約束,只有用極高能量的粒子作為“炮彈”去轟擊,才能把它“打開(kāi)”。產(chǎn)生這些高能“炮彈”的“工廠”就是各種各樣的粒子加速器,人們首先想到用電
53、場(chǎng)去加速帶電粒子,然而產(chǎn)生很高的加速電壓在技術(shù)是困難的。所以就想到了多次(多級(jí))加速的方法:回旋加速器,它用電場(chǎng)加速,磁場(chǎng)讓粒子“轉(zhuǎn)圈圈”。這樣技術(shù)上的高壓可以通過(guò)多次加速實(shí)現(xiàn),且可以減少加速器裝置所占的空間。QBabc5電磁流量計(jì):為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量等,技術(shù)人員在排污管末端安裝了的流量計(jì)該裝置由絕緣材料制成,長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開(kāi)口在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極污水(含正負(fù)離子)充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),由于受到磁場(chǎng)的作用會(huì)打在上下兩個(gè)極板上,電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U則可以推出污水流量Q與電壓表的示數(shù)U有一定的關(guān)系。6霍爾組件:1879年美國(guó)物理學(xué)家E.H.霍爾觀察到,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體,當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢(shì)差。這是因?yàn)楸∑械妮d流子就在洛侖茲力的作用下向著與電流和磁場(chǎng)都垂直的方向漂移,使得那兩個(gè)極板間出現(xiàn)電壓,這種電壓后來(lái)就叫做霍爾電壓。它與電流強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、長(zhǎng)方體形導(dǎo)體的厚度都有關(guān)系。利用這種效應(yīng)制成的組件可以制成多種傳感器。例如,由于霍爾組件體積很小,它可以用來(lái)制作探測(cè)磁場(chǎng)的探頭,還可以應(yīng)用在其它與磁場(chǎng)有關(guān)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。 31
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