高考物理一轮复习电学知识点填空文档格式.docx
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④匀强电场;
⑤带等量异种电荷的平行金属板间的电场。
4、正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场,场强的计算公式是。
5、匀强电场:
场强方向处处,场强大小处处的区域称为匀强电场。
匀强电场的电场线是、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。
答案:
正电荷负电荷元电荷整数倍创造消灭正比反比F=kQ1Q2/r2
真空中的点电荷体积
二:
相互作用力力能电场力E=F/q伏/米矢正电荷相反无无
电场本身的性质
切线方向疏密电场的分布一簇曲线正电荷负电荷闭合相交
场强的大小场强的方向降低E=kQ/r2相同相等等距的平行线匀强电场
电势能电势差电场中的导体
电势差和电势
1、电势差:
①引入电势差是从的观点来研究电场的性质,或者说是为了描述电场的性质而引入。
②定义和定义式:
电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,与的比值WAB/q,叫做A、B两点间的电势差,用UAB表示,其定义式为。
③物理意义:
A、B两点间的电势差在数值上等于。
④单位及1伏的定义:
电势差的单位为导出单位,在国际单位制中为,简称。
国际单位制中的单位符号为。
1伏=。
即如果正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1焦,则这两点间的电势差就是伏。
①电势差为标量;
②电势差UAB与电场力对电荷做的功WAB,与电荷所带电量q。
电势差是由决定的,与初、末位置有关。
2、电势
①电势实质上是的电势差。
即电场中某点的电势在数值上等于零电势点时电场力所做的功。
②电势的单位:
电势通常用表示,其单位与电势差单位相同,都是,国际符号是。
③电势的正负号的物理意义:
电势是标量,只有大小,没有方向,运算规则不是平行四边形定则,而是代数规则。
它的正表示,负则表示。
④电势的相对性及电势差的绝对性:
电势具有相对性,同一点的电势会随的不同而不同,因此说某点的电势的高低,应相对于一个零电势点,通常认为电势为零。
两点的电势差却是绝对的,不会随零电势点的不同而不同。
(类比两点的高度差)。
⑤电势与电势差的关系:
UAB=
如果UAB>
0,即φA>
φB则表示A点电势B点电势。
如果UAB<
0,即φA<
沿着电场线方向,电势越来越低。
电势能及电场力做功
1、电势能
①定义:
电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能称为电势能。
②电场力做功和电势能变化的关系:
电场力做正功时,电势能;
电场力做负功时,电势能;
电场力做功的多少电势能变化量。
③特点:
电势能是与所在共有的,且具有性,通常取无穷远处或接地处(也就是大地)为电势能的零点。
2、电场力做功
①电荷在电场中移动时电场力做的功与移动路径关,只取决于和电荷的。
这一点与重力做功跟高度差的关系相似,可作比较理解、记忆。
②计算电场力做功可使用公式WAB=,具体计算时,q、UAB、WAB均有正负,该公式适用于电场。
等势面
1、定义:
电场中相等的各点构成的面。
2、特点:
①一定跟电场线,即跟的方向垂直;
②在同一等势面上移动电荷时,电场力功;
③电场线总是从电势的等势面指向电势的等势面;
④任意两个等势面都不会;
⑤等差等势面越密的地方电场强度。
等差等势面的分布的疏密就象电场线分布的疏密一样,均能反映电场的。
四:
静电屏蔽
1、静电感应现象:
把金属导体放在电场中由于内部自由电子受电场力作用而,使导体的两个端面出现等量的,这种电荷重新分布的现象叫静电感应。
当自由电子的停止时(不是停止是达到受力平衡时),导体处于静电平衡状态。
2、静电平衡状态的特点:
①导体内部场强;
②整个导体是等势体,导体的表面是等势面;
③导体外部电场线与导体表面垂直;
④净(注意区分静)电荷只分布在导体的外表面上。
3、静电屏蔽:
处于静电平衡状态的导体,区域就不再受电场的影响,这种现象就叫静电屏蔽现象。
能;
电场力所做的功WAB;
移动电荷的电量;
UAB=WAB/q;
单位正电荷从一点移到另一点时电场力所做的功;
伏特;
伏;
V;
1J/C;
单位;
1;
无关;
电场的性质;
某点与零电势点间;
单位正电荷由该点移到;
φ;
该点电势比零电势点高;
该点电势比零电势点低;
零电势点选择;
大地(或无穷远);
高于;
低于;
低
减小;
增加;
等于;
电荷;
电场;
相对;
无;
初末位置的电势差;
电量;
qUAB;
一切
电势;
垂直;
场强;
不做;
高;
低;
相交;
大;
强弱
定向移动;
异种电荷;
处处为零;
内部;
外部
电容带电粒子在电场中的运动
电容器和电容
1、电容器:
两个彼此而又互相的导体就组成一个电容器。
电容器的工作状态:
充电和放电。
充电就是使电容器的过程,放电就是使电容器的过程。
电容器的带电量指的是所带电荷量的绝对值。
2、电容:
描述电容器本领的物理量。
电容器与的比值叫电容,定义式为C==,其中C与Q、U均无关,仅由电容器本身决定。
单位:
1F=1C/V=μFpF。
3、平行板电容器:
C跟、成正比,跟成反比,即C=,其中k为静电引力恒量。
在分析有关平行板电容器的Q、E、U和C的关系时,主要有以下两种情况:
①保持两极板与电源相连,则电容器两极板间不变;
②充电后断开电源,则不变。
带电粒子在电场中的运动
1、带电粒子的加速
①运动状态的分析:
带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在一条直线上,做运动。
②用功能观点分析:
粒子动能的变化量等于电势能的变化量,qU=.
2、带电粒子的偏转
①运动状态分析:
带电粒子以速度Vo垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用做运动(轨迹为抛物线)。
②偏转运动的分析处理方法是分解法(类似于平抛运动的处理方法)
沿初速度方向为;
沿电场力方向为。
③基本规律:
设粒子带电量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长L,板间距为d.
加速度a=F/m=qE/m=.运动时间t=.
离开电场的偏转量y=at2/2=qEL2/2mVo2=.
速度的偏转角tanθ=Vy/Vx=.而位移的偏转角tanα=Sy/Sx=gt/2Vo.
绝缘;
靠近;
带电;
失去电荷;
任意一个极板;
容纳电荷;
所带电量;
两极板间电势差;
Q/U;
△Q/△U;
106;
1012;
两极板正对面积S;
板间介质介电常数;
两极板间距离d;
εS/4πkd;
电势差(电压);
带电量
匀加(减)速直线运动;
mV2/2一mVo2/2;
匀变速曲线;
速度为Vo的匀速直线;
初速为零的匀加速;
qU/md;
qUL2/2mdVo2;
qUL/mdVo2
部分电路电功和电功率
电流
1、电流的形成:
的定向移动形成电流。
形成电流的条件是:
①要有能自由移动的。
②导体两端存在。
2、电流的定义:
通过导体某截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的的比值叫电流。
①电流的定义式为.
②电流的微观表达式为。
(n为单位体积内的自由电荷数,q是自由电荷的电荷量,v是自由电荷,S是导体的横截面积)
3、电流的方向:
物理学中规定定向移动方向为电流的方向,与定向移动的方向相反。
在外电路中,电流由电源流向;
在电源内部,电流由电源的流向。
电阻和电阻定律
1、电阻定律的表达式为:
R=,式中的ρ叫做材料的电阻率,它是反映材料的物理量,其大小与材料的长短、粗细无关,是由材料本身的性质决定,还与有关。
2、不同材料的电阻率与温度的关系不同,金属材料的电阻率随温度的升高而;
半导体材料的电阻率随温度的升高而;
还有些材料的电阻率几乎不受温度的影响(如锰铜合金、镍铜合金等)。
电阻率的单位:
3、当温度降至某一数值时,某些材料的电阻率ρ突然减小为零,这种现象叫现象。
材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做超导材料的温度。
处于超导状态的材料叫做超导体。
4、半导体:
有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻率随温度的升高而,这种材料称为,如锗、硅、砷化镓等,另外半导体的导电性能可以由外界条件控制,如温度变化、光照、掺入微量的其他物质等均可使它的导电性能发生显著变化。
即半导体具有特性、特性和掺杂特性。
部分电路欧姆定律
1、部分电路欧姆定律:
导体的电流强度跟导体两端的成正比,跟导体的成反比,即I=。
2、欧姆定律适用于和,即纯电阻电路。
对气体导电不适用,应用时U、I、R三个物理量要对应电路。
3、研究部分电路欧姆定律时,因U是自变量,I为因变量,故常画I-U图象,(自己补画图象)图线的斜率为电阻R的倒数,由两电阻的I-U图线可以比较两电阻的大小。
如R2的斜率大于R1的斜率,则有R2R1。
电功和电热
1、W=是电功的定义式,适用于任何一段电路上电功的计算;
Q=是电热的定义式,适用于任何一段电路上电热的计算。
它们之间的关系是:
W≥Q,即对纯电阻电路,电流做功消耗的电能转化为内能,WQ;
对非纯电阻电路,电流做功消耗的电能转化为内能,WQ。
2、电功率P=,适用于任何一段电路上电功率的计算,表示电流做功的快慢;
热功率P热=,表示电流通过电阻时发热的快慢,它们之间的关系是PP热。
3、串联电路中,功率的分配与阻值成比;
并联电路中,功率的分配与阻值成比,这些都是对纯电阻电路而言的。
4、用电器的额定功率和实际功率
①用电器正常工作条件下两端所加的电压叫做,额定电压下消耗的功率叫,即P额=。
②实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,P实=I实U实,若P实>
P额,用电器可能烧坏。
时间;
I=Q/t;
I=nqvs;
定向移动的速率;
正电荷;
负电荷;
正极;
负极;
正极
ρL/s;
导电性能的好坏;
温度;
增大;
欧·
米(Ω·
m);
超导;
转变(或临界);
半导体;
热敏;
光敏
电压;
电阻;
U/R;
金属导体;
电解质溶液导电;
同一段;
<
Uit;
I2Rt;
全部;
=;
部分;
>
;
UI;
I2R;
正;
反;
额定电压;
额定功率;
U额I额
闭合电路欧姆定律
一:
电动势
1、电源:
把其它形式的能转化为的装置。
2、电源的电动势E:
表征电源的本领。
在数值上等于电源没有接入电路时两极间的;
闭合电路中等于,即E=。
3、电源内阻r:
电流通过内电路时也受阻碍作用,阻碍的强弱用内阻表示。
4、电源给定后一般认为E、r不变,但电池用久后,E会(但很不明显),r会。
1、内容:
闭合电路中的电流强度跟电源的成正比,跟内外电路中成反比。
2、公式:
3、路端电压:
电路两端的电压,即电源的输出电压U=。
讨论:
①R增大,I,U,当R增大到无穷大(断路)时,I=,U=。
②R减小,I,U,当R减小到零(短路)时,I=,U=。
三:
闭合电路中的几个功率
闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映。
就象愣次定律就是能的转化和守恒在电磁感应现象中的反映。
由E=U+U’可得:
EI=或Eit=.
1、电源的总功率:
P总==UI+U’I=P出+P内。
若外电路是纯电阻电路,还有P总=I2(R+r)=.
2、电源内部消耗的功率:
P内==U’I=P总-P出。
3、电源的输出功率:
P出===。
若外电路为纯电阻电路,还有P出=。
由I=E/(R+r)t得P出=E2R/(R+r)2=E2/[(R-r)2/R+4r],可见,当R=r(内外电阻相等)时,P出,且最大值为P出=,由P出-R图象(请自己画出)可知:
当R<
r时,R增大时,P出;
当R>
r时,R增大时,P出。
4、电源的效率η
,所以当R增大时,效率η。
当R=r,电源有最大输出功率时,效率仅为,效率并不高。
这不是我们使用电源的目的。
电源的U-I图象及其应用
闭合电路的中U-I图象,(请自己画出)由于路端电压U=E-Ir,知U是I的一次函数,为一条不过原点的在U、I轴上均有截距的直线。
由图可知:
1、路端电压U随I的增大而。
2、在I=0(开始)时,纵轴上截距为。
3、在U=0(短跑)时,横轴上截距为。
4、图象的斜率的绝对值为,一般地r=。
5、图象上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻R,R=。
电能;
把其它形式的能转化为电能;
电压;
内电压与外电压之和;
U外+U内;
增大
电动势;
电阻之和;
I=E/(R+r);
E-Ir;
变小;
0;
E;
E/r;
UI+U’I;
UIt+U’It;
EI;
E2/(R+r);
I2r;
EI-I2r;
P总-P内;
最大;
E2/4r;
增大;
50%
电源的电动势;
短跑电流;
电源的内阻;
△U/△I;
U0/I0
电表电阻的测量
电表的改装
1、表头
①构造:
常用的表头主要由和放入永磁体磁场中的可转动的(又叫电枢)组成。
②表头测量电流、电压的原理:
当线圈有电流通过时,线圈在作用下带着指针一起偏转。
电流越大,越大,电流与偏转角一一对应,由指针所指的位置在刻度盘上直接读出电流值。
如果刻度盘上标有电压值,也可直接读出电压。
2、表头满偏值
①电流表(表头)的内阻:
电流表G的内电阻Rg叫做电流表的内阻。
②满偏电压:
Ug指的是电流表所能测量的,即量程。
③满偏电流:
Ig指的是电流表所能测量的,即量程。
Rg、Ug、Ig满足欧姆定律,即。
3、电流表改装大量程的电压表:
电流表G串联一个电阻(阻值为R)后改装成量程为U的电压表,U满足:
U=Ig(Rg+R),显然R越大,改装表的量程。
电压扩大量程的扩大倍数N=U/Ug,分压电阻R=Rg。
4、电流表G改装成大量程的电流表:
电流表G并联一个电阻(阻值为R)后,改装为大量程的电流表,新表的量程I满足:
IgRg=,即I=(1+Rg/R)显然R越小,改装表的量程。
上式也可以表示为R=Rg/(N-1),其中N为,即电流表扩大量程的倍数。
伏安法测电阻
1、原理:
R=U/I,其中U为被测电阻两端电压,I为流经的电流。
2、两种方法:
内接法和外接法
①内接法:
电路形式(自己画出),误差:
R测=Uv/IA==>
Rx。
适用条件:
当Rx>
RA时,即内接法适用于测量。
②外接法:
R测=Uv/IA=,即R测<
当Ix>
IV时,即当RxRV时,R测与Rx的真实值很接近,则可知外接法适用于测量。
3、选择测量电路的原则
①当被测电阻Rx的大约阻值以及电压表和电流表内阻Rv、RA已知时,若Rx2>
RvRA时,应该用;
若Rx2<
RvRA时,则用。
②当Rx的大约阻值未知时,采用试测法,将电流表、电压表及被测电阻Rx连成试测法所用的电路(自己补画出电路),若试接触点接在外接法处时两表示数为(U1,I1)当试接触点接在内接法处时两表示数为(U2,I2)。
若
,即示数变化明显,宜用电流表。
欧姆表
1、欧姆表主要由内阻为Rg、满偏电流Ig的电流计G、电池、组成,自己画出电路图。
2、红、黑表笔短接时,待测电阻Rx=0,调零,使指针满偏,Ig=E/(Rg+Ro+r),红、黑表笔断开时,Rx
∞,I=.
红、黑表笔间接入电阻Rx时,I=E/(Rg+Ro+r+Rx),所以Rx与电流I一一对应。
3、欧姆表的刻度,刻度顺序与电流表、电压表的刻度顺序。
4、注意事项:
①使用前进行调零,使指针指在的零刻度。
②要使被测电阻与其它元件和电源,不能用手接触表笔的。
③合理选择量程,使指针尽量指在附近。
④使用欧姆挡的另一量程时,一定要重新进行调零,然后再测量。
⑤读数时,应将表针示数乘以选择开关所指的。
⑥测量完毕,拔出表笔,开关置于或,若长期不用,取出电池。
永磁铁;
线圈;
磁场力;
偏角;
最大电压;
最大电流;
IgRg;
越大;
(N-1);
(I-Ig)R
越大;
I/Ig
被测电阻;
(Ux+UA)/I;
Rx+RA;
大电阻;
RxRv/(Rx+Rv);
小电阻;
内接法;
外接法;
电压表;
外接法;
电流表;
内接法
调零电阻;
不均匀;
相反;
机械;
电流挡表盘;
断开;
金属杆;
中间位置;
电阻(或欧姆);
倍数;
交流电压最高挡;
OFF挡
磁感应强度安培力
磁场
1、磁体周围存在磁场,实验表明,通电导体周围也存在着磁场,磁场是一种物质。
2、磁现象的电本质:
①安培分子的电流假说认为,在原子、分子等物质微粒内部存在着,使每一个物质微粒都成为一个微小的磁体。
②分子电流实际上是由形成的。
③磁现象的电本质:
一切磁现象都是起源于。
3、磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用是通过发生的。
4、磁场方向:
规定在磁场中任一点小磁针受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向。
5、磁感线:
在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的表示该位置的磁场方向,曲线的能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线。
它是为了形象地描述磁场在空间的分布情况而人为假设的有向曲线。
②电流(包括直线电流、环形电流、通电螺线管)周围的磁感线方向与电流方向的关系,可以由来判定。
③磁感线的特点:
磁感线都是闭合曲线,且不能。
磁感应强度
1、磁场最基本的性质之一是对放入其中的电流有的作用,电流垂直于磁场时所受磁场力,电流与磁场平行是地,磁场力等于。
在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线和,受到的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度,定义式为:
B=。
磁感应强度的方向就是该位置的方向。
2、匀强磁场:
若某个区域里磁感应强度大小,方向,那么这个区域的磁场叫做匀强磁场,距离很近的两个异名磁极之间(除边缘之外)、长直密绕通电螺线管内部(除两端之外)都可以认为是匀强磁场,匀强磁场中的磁感线是的直线。
安培力
1、安培力大小的计算
①通电直导线垂直于磁场方向时F=。
②通电直导线平行于磁场方向时F=。
2、安培力方向的判断
①通电直导线所受的安培力F的方向,磁场(磁感应强度)B的方向及电流I的方向之间的关系可以用。
②安培力F的方向既与的方向垂直,又与的方向垂直,即F总是垂直于所决定的平面。
奥斯特;
分子电流;
原子内部电子的运动;
电荷的运动;
磁场;
N极;
切线方向;
疏密;
安培定则;
相交
零;
F/IL;
处处相等;
都相同;
平行等距
BIL;
左手定则;
磁感应强度B;
电流I;
B和I
磁场对运动电荷的作用
洛伦兹力
磁场对的作用力通常叫洛伦兹力。
2、大小:
①当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小为。
②当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力的大小为。
③只有电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力的作用,电荷在磁场中受到的磁场对它的作用力一定是零。
3、洛伦兹力的方向
①运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向可用来判定:
伸开左手,让磁感线垂直穿过手心,四指指向的运动方向(或运动的反方向),所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力的方向。
②洛伦兹力的方向总是垂直于和所在的平面,但V和B不一定垂直。
4、洛伦兹力与安培力的关系
①是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的。
②一定不做功,但却可以做功。
带电粒子在匀强磁场中运动(不计重力)
1、若V∥B,带电粒子以速度V做运动(此情况下洛伦兹力为零)。
2、若V⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度V做运动。
①向心力由洛伦兹力提供:
=mV2/R.
②轨道半径公式:
R=。
③周期:
T==。
频率:
f=1/T=,角速度:
ω=2π/T=。
说明:
T、f和ω的两个特点:
①T、f和ω的大小与轨道半径R和运行速率V无关,只与和有关。
②比荷q/m相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T、f和ω均。
本节知识在生活中的应用实例
1、质谱仪:
是测量带电粒子的和分析的重要工具。
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