11.2高二上期中知识点汇编（pdf版）-【师者匠心系列】2024-2025学年高中物理讲义（人教版2019必修三）

11.高二上期中知识点汇编 静电场 电荷 1.电荷：自然界中存在着两种电荷： 和 。用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫 ，用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫 。 同种电荷互相 ，异种电荷互相 。 2.电荷量：电荷量是指物体带电的 。正电荷的电荷量为 ，负电荷的电荷量为 ，这里的“+”、“-”代表电荷的性质（种类），与数学中的正、负号的含义不同。 在国际单位制中，电荷量的单位是 ，简称 ，符号 。 3.元电荷：电子和质子带有 的异种电荷，其电荷量 ，称为 ，用 e表示。所有带电体的电荷量都是元电荷e的 ，这就是说电荷量是不能 变化的物理 量。元电荷不是 ，它是指电荷的 。质子、电子都不叫元电荷，它们的电荷量等于元 电荷。 4.点电荷：形状和大小对研究问题的影响可以 的带电体称为点电荷，点电荷是无 、无 、只有电荷量的一个 模型。 5.感应电荷：由于静电感应而使导体两端出现的 电荷通常叫做感应电荷。 6.场源电荷：电场是由电荷产生的，我们把 电场的电荷叫做场源电荷 7.试探电荷：研究电场的基本方法之一是在电场中放入一带电荷量 的点电荷，分析其受力和能量 情况，借以研究电场的性质，这样的电荷称为试探电荷。 8.净电荷：物体带电实质是 或 了电子，讨论物体带何种电荷，所带电荷量是多少，是 指物体的净电荷是正还是负，物体所具有的总电荷中正、负电荷的差值是多少， 电荷量是物体中净电荷 的多少。 9.比荷：带电体所带 与其 之比叫做该带电体的比荷。单位为库仑每千克， 符号C/kg。 电荷守恒定律 经典表述：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体 到另一个物体，或者从物 体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的总量 。 一、 （一） （二） 近代表述：近代物理实验发现，带电粒子可以产生和漂没。但带电粒子总是 产生或没，两个粒 子所带电荷量相同但正、负相反，所以电荷的代数和仍然 。因此，电荷守恒定律现在的表述 是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持 。 意义：电荷守恒定律是自然界的普遍规律，既适用于 系统，也适用于 系统。 库仑定律 1.内容：真空中两个 点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的 距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的 上。 2.表达式： 。 3.静电力常量 在国际单位制中，电荷量、力、距离的单位都已确定，k的数值需要从实验中测定，结果是 K=9.0×10°Nm²/C² 4.适用条件：（1） ；（2） 。 电场 1.定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊 。 2.基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场对电荷的作用力叫做 3.场源：电场存在于带电体的周围，只要物体带电，其周用空间必有 。但带电体并非是产生电场 的唯一场源，感应电场起源于变化的磁场。 电场强度 1.场强 （1）定义：放入电场中某点的试探电荷所受 与其所带 的比值，叫做该点的 ，简称场强 （2）定义式： 。 （3）单位：在国际单位制中为 、 。 （4）物理意义：描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷q 。 （6）标矢量：电场强度是 。电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向 ，负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向 （三） （四） （五） 2.点电荷的场强 （1）大小：点电荷产生的电场，某点场强大小与场源电荷的电荷量成 ，与该点到场源电荷的距 离的平方成 （2）方向：场源电荷是正电荷时，某点场强方向沿该点与场源电荷的连线 场源电荷，场源电荷 是负电荷时则 。 （3）表达式： .其中Q是 电荷的电荷量，r是该点到 的距离 （4）适用条件：①真空中：②点电荷 3.匀强电场 （1）定义：如果电场中各点电场强度的大小 ，方向 ，这个电场叫做匀强电场 （2）特点：匀强电场的电场线是间隔相等的 4.场强的叠加：当空间有几个带电体同时存在时，它们的电场就互相叠加，形成合电场，这时某点的场强 就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的 电场线 1.概念：为了形象地描述电场，人为地在电场中画出一系列从 （无限远）出发到 （负电荷）终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致这样的曲线叫电场线 2.特点 ①电场线起始于 ，终止于 （或终止于无穷远处），或者电场线起始于无穷远处， 终止于负电荷。 ②电场线上任一点的切线方向都跟该点的电场强度方向 。 ③电场线分布的疏密反映了电场的 ，电场线分布密的地方电场强，电场线分布疏的地方电场 弱。 ④电场线不 、不 ，因为电场中某一点的电场强度只有 确定的方向，只能有一 条电场线通过该点，电场线在空间无电荷处是不 的，电场线不是 存在的，它是为了形 象地描述电场而假想的。 电场力做功 1.特点 电场力对电荷做的功只与电荷的 和 有关，而与电荷的 无 关 2.公式： （六） （七） 电能 1.定义 电荷在电场中具有的势能叫 。类似于物体在重力场中具有 。用Ep表示。 2.大小 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功。 3.零点选取 在电场中选取哪一点作为电势能的零点，原则上是 的。通常把电荷在离场源电荷 处 的电势能规定为零，或把电荷在 表面上的电势能规定为零 4.相对性 电荷在电场中某点的电势能的大小与 的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零 势能点的选取 5.标矢性：电势能是 电势和电势差 电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值； （2）定义式： ；单位： ； （3）电势是 ，没有 ，只有 ； （4）电势高低的判断：沿着电场线方向电势 ，且降低 ； （5）电势的相对性：电势是 的，某点的电势跟零电势点的选取 ，只有确定了某点的 电势为 ，才能确定其他点的电势； （6）电势描述了电场的能的性质，与试探电荷 ． （7）点电荷周围电势： ．此公式不在考纲要求范围内，可作为一种解题角度，在解决一些选择 题时更加方便． （8）常见的零电势的位置：通常取 或者 为零电势的位置． 电势差 （八） （九） （1）定义：规定 、 两点的电势之差 为 、 两点电势差（也叫电压）： ； （2）单位：伏特（ ， ）； （3）电势差是标量，但有正负， ， ，显然 ；电势差的正负 代表两点间电势的高低，即 ． （4）两点的电势是相对的，但两点之间的电势差 的，与零势能面的选择 ． 场强与电势差的关系 等势面类的粒子轨迹问题可以利用电场线和等势面的空间关系和电场线类的例子轨迹问题相互转化． 可以根据以下特点进行转化． ①电场线总是垂直于等势面； ②等势面越密集的地方，电场强度越 ，电场线越 ； ③电势 最快的方向是电场线的方向． 等势面 （1）定义：电场中 的各点组成的平面叫做等势面； （2）几种常见的电场等势面： 孤立正点电荷 等量异种点电荷 等量同种点电荷 匀强电场 （3）性质： ①相邻等势面之间，电势的 相等的等势面叫等差等势面； ②等势面既不 也不 ； ③等势面总与电场线垂直，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面； ④沿等势面移动电荷电场力不做功； （十） （十一） ⑤等势面的疏密程度也能表示电场强度的大小，密集位置场强大，稀疏位置场强小． 静电平衡 （1）定义 在静电感应过程中，随着导体两端的正、负电荷不断 ，在导体所产生的附加电场不断 ，直到跟外电场完全 。此时导体内的总电场处处为 ，自由电荷不再 ，导体两端 正、负电荷不再增加，于是达到 。 （2）特点 ①内部场强处处为 ②电荷只分布在导体的 上，在导体表面，越 的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，四陷的位置几乎没有电荷。 ③导体表面的电场线与导 体表面 。如果导体表面的电场强度方向与导体表面不垂直，那么电荷将在导体表面上发生定向 移动（未达到静电平衡） ④整个导体是个 ，导体表面是个等势面 静电屏蔽 （1）定义：处于静电平衡状态下的导体或导体壳，内部电场强度处处为零，利用这一特点，导体壳就可 以保护它所包围区域不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 （2）两种屏蔽方式 ①屏蔽外电场对某区域的影响：用 导体（包括金属网罩、铁皮房等）包裹起 来即可。②屏蔽某区域内电场对外界的影响：将该区域用空腔导体包围起来，且需将空腔导体 电容器 （1）组成：由两个彼此 又相互靠近的导体构成，这两个导体称为电容器的两极板，中间的绝缘 物质称为 。 （2）电荷量：电容器任一个极板所带电荷量的 。 （3）符号： 固定电容器的电容是不变的，其符号为 可变电容器的电容是可以改变的，其符号为 （6）击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过 ，超过这个限度，极板间的电介质将 被 ，电容器损坏，这个极限电压称为 电容 （十二） （十三） （十四） （十五） 物理意义：描述电容器 和 能力的物理量； 定义：电容器所带的 跟它两极板间的 的比值叫做电容； 定义式： ； 单位： ，简称 ，符号 ， ，常用单位有 ， ； 说明：电容是反应电容器 的物理量，由电容器 决定，与电容器是 否带电、带电多少 关． （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 平行板电容器 两个彼此绝缘的平行金属板即构成最简单的电容器——平行板电容器，平行板电容器的电容： 此式为平行板电容器电容的 ，由此式可以看出平行板电容器电容与 、 ， 由电容器本身性质决定； 式中 为 ， 为 ， ， 为 ； 平行板电容器板间电场为匀强电场 ，方向垂直板面． （ ） （ ） 几种电介质的介电常数 电介质 空气 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 介电常数 （ ） （十六） 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子在电场中的偏转运动 处理方法：速度分解，将粒子运动分解在 和 两个方向上： 粒子只受电场力：加速度 ； 方向（匀速直线运动）： ； ； 方向（匀加速直线运动）： ； ； 粒子射出电场： 方向，有 ，得 ； 方向， ； 速度偏转角： ． 恒定电流 电流 1. 产生： 的定向移动。 2. 条件:①存在 。②存在 。 3. 定义：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所 用时间的比值叫做电流，用I 表示。 4. 定义式: 5. 单位：国际单位为安培,简称安，符号 。常用单位:毫安（mA)、微安（ m A )。换算关系： 6. 方向： 移动的方向。与 移动方向相反。 7. 物理意义：表示电流强弱的物理量。 8. 微观表达式： ， n ：单位体积内自由电荷数；q ：每个自由电荷所带电荷量； S ：横截面积；v ：自由电荷定向移动速率 （十七） 二、 （一） 9. 标矢性： 。 温馨提示 直流电流： 的电流； 恒定电流： 都不变的电流 电压 1. 概念：电路中两点间的电势差叫做电压，符号 。 2. 意义：电压越大，移动单位电荷做功 ，所以，电压可视为描述电场力做功本领大小的物理量 （将 转化为 ）。 3. 单位：伏特,简称伏，符号V。 温馨提示 导体内场强 E 与导体沿电流方向长度l 的关系： 。 通过导体横截面电荷量为 q 时，若导体两端电压为U ,则消耗的电能即电场力做功为 电阻 1. 定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值叫做电阻，符号为 R。 2. 定义式： 3. 单位：欧姆，简称欧，符号W，1W= 1V / A 4. 意义：描述导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻 ，同样电压下形成的电流 。 欧姆定律与电阻定律 欧姆定律 电阻定律 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 在一定温度下，导体的电阻与导 体本身的长度成正比，跟导体的 横截面积成反比 （二） （三） （四） 公式 意义 电流的决定式，提供了 一种测电 阻的方法 电阻的决定式，提供了一种测电 阻率的方法 适用条件 金属、电解液（对气体不适 用）。适用于 适用于粗细均匀的金属导体和浓 度均匀的电解液 温馨提示 1. I 、U 、 R 同一时刻对应于同 一段电路或同一段导体 2.非纯电阻电路中 3.纯电阻与非纯电阻的本质区别 在于能量的转化 1. r 为材料的电阻率 2. l 是沿电流方向上的长度 3. S 是垂直于电流方向的横截面 积 电阻率 ①金属的电阻率随温度的升高而 （可用于制造电阻温度计）； ②半导体的电阻率随温度的升高而 (半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制造热敏电 阻）； ③有些合金如锰铜、镍铜的电阻率 随温度的变化而变化（可用来制作标准电阻）； ④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为 ，成为超导体。 1. 意义：电阻率是反映导体材料导电性能的物理量。材料导电性能的好坏用电阻率 表示，电阻率越 小，导电性能越好；电阻率越大，表明在相同长度、相同横截面积的情况下，导体电阻就越大。 2. 计算公式： 3. 单位： ，符号 。 4. 决定因素：材料的种类、温度决定。 5. 与温度的关系 电功、电功率、电热 电功 电功率 电热 理解 所谓电流做功，实质上 电功跟完成这些功所用 电流流过导体产 生的热 （五） （六） 是导体中的恒定电场对 自 由电荷的静电力在做 功， 简称电功 时间的比值 量跟电流 的平方、导体 的电阻和通电时间成正 比 公式 单位 焦（ J ） 1kW × h = 3.6 ´10 J6 瓦（W ）1W = 1J / s 焦（ J ） 1J = 1A × × s 2 物理意义 电流所做的功，即电场 力推动自由电荷定向移 动所做的功 电流做功的 电流通过导体时所产生 的 适用条件 任何电路 任何电路 任何电路 能量转化情况 消耗多少电能就有多少 转化为 的 能量 单位时间内消耗 的多少 有多少 转化为 与 的比较 电阻的定义式，式中电阻阻值并不随电压、电流 的变化而变化，只可由该式算出电路中的电阻 电阻的决定式，式中电阻的大小由导体的材料、横截 面积、长度共同决定 提供了一种测电阻的方法：只要测出 就可求出 提供了一种测导体电阻率的方法：只要测出 就可求出 适用于 只适用于 纯电阻电路与非纯电阻电路 纯电阻电路 非纯电阻电路 （七） （八） 电路组成 只有“电阻元件”的电路称之为纯电 阻电路 电路中除了含有电阻外，还包括能把电能转化 为其他形式的能的用电器，这种电路称为非纯 电阻电路 电路特点 ①遵循欧姆定律 ②电流做的功全部转化为电热，即电 功率和热功率 ①不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中 I < U/ R ②电流做的功除了转化为内能外，还要转化为 其他形式的能。在非纯电阻电路中，电功 电热 应用公式 W = Q = = = ①求电功，必须要用 ②求电热，必须要用 ③W = Q + E 其他 （ E 其他 表示转化为其他 形式的能量） 元件举例 电阻、白炽灯、电炉丝等 电动机、电解槽等 电动机的三个功率关系 输入功率 电动机的总功率。由电动机电路中的电流和电压决定，即 输出功率 电动机做有用功的功率，也叫机械功率 热功率 电动机线圈有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率 三者关系 效率 说明 正常工作的电动机是非纯电阻元件 电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 （九） 串并联电路 串联电路 并联电路 备注 基本特点 电压 适用于所有电路 电流 电阻 基本性质 电流电压分配 适用于所有电路 功率分配 总功率与各部 分功率 电表改装 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 （十） （十一） 改装原理 串联分压 并联分流 改装后的量程 量程扩大的倍数 接入电阻的阻值 改装后的总内阻 校对电路 改装成电压表 改装成电流表 备注 （1）改装后示数等于表头与分压 电阻两端电压之和 （1）改装后示数等于通过表头与 分流电阻的电流之和 （2）改装后量程 满偏 时表头与分压电阻两端电压之和 （2）改装后量程 满偏 时通过表头与分流电阻的电流之 和 （3）同一表头改装的多量程电压 表，内阻 之比 量程之比 （3）同一表头改装的多量程电流 表，内阻之比 量程的反 比 （4）改装后表头满偏电压 （4）改装后表头满偏电流 （5）改装后指针偏角大小 通过表头的电流大小 电源 ①定义：电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用电动势这个物理量来表征。 ②定义式： ③单位:伏特，简称伏，符号V，1V=1J/C。 ④标矢性:标量，但有方向，电动势的方向在电源内部由 指向 。 ⑤意义:反映电源将其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 ①概念：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻,这个电阻叫做电源的内阻。 ②意义:反映了电源内部电路对电流阻碍作用的大小。 ③特性：a.不同电源的内阻不同。b.短时间内电源内阻可认为是一恒量。c.电池用久了，内阻会明显变 大，这是导致电池无法再用的主要原因。 1. 概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 2. 两个参量 电动势（ E )● 内阻（ r )● （十二） 闭合电路 1.闭合电路 闭合电路是用导线把电源、用电器等元件连成的一个闭合回路。其基本结构如图所示，主要物理量有:电动 势 E 、内阻r 、外电阻 R 、总电流 I 和路端电压U 等。 2.内电路 电源内部的电路称为内电路，其电阻称为内阻，内阻上所得到的电压称为内电压，用U 表示。在内电路 中，电流由电源负极流向电源正极，在任何情况下都有 。 3.外电路 电源外部由用电器、导线等组成的电路称为外电路，其电阻称为外电阻，两端的电压称为外电压或路端电 压，用U 表示。当外电路是纯电阻电路时，有 ' 闭合电路欧姆定律 内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反 比。 表达式： 变形式： ， ， ， 适用范围 （1）在电源放电时适用于所有电路，即无论外电路是否是纯电阻电路都适用。 （2）三式只适用于外电路是纯电阻的闭合电路。 （十三） （十四） 11.高二上期中知识点汇编 静电场 电荷 1.电荷：自然界中存在着两种电荷： 正电荷 和 负电荷 。用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫 负电荷 ，用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫 正电荷 。 同种电荷互相 排斥 ，异种电荷互相 吸引 。 2.电荷量：电荷量是指物体带电的 多少 。正电荷的电荷量为 正值 ，负电荷的电荷量为 负值 ，这里的“+”、“-”代表电荷的性质（种类），与数学中的正、负号的含义不同。 在国际单位制中，电荷量的单位是 库仑 ，简称 库 ，符号 C 。 3.元电荷：电子和质子带有 等量 的异种电荷，其电荷量 e=1.60×10-1C ，称为 元电荷 ，用 e表示。所有带电体的电荷量都是元电荷e的 整数倍 ，这就是说电荷量是不能 连续 变化的物理 量。元电荷不是 电荷 ，它是指电荷的 电荷量 。质子、电子都不叫元电荷，它们的电荷量等于元 电荷。 4.点电荷：形状和大小对研究问题的影响可以 忽略 的带电体称为点电荷，点电荷是无 大小 、无 形状 、只有电荷量的一个 理想化 模型。 5.感应电荷：由于静电感应而使导体两端出现的 等量异号 电荷通常叫做感应电荷。 6.场源电荷：电场是由电荷产生的，我们把 产生 电场的电荷叫做场源电荷 7.试探电荷：研究电场的基本方法之一是在电场中放入一带电荷量 很小 的点电荷，分析其受力和能量 情况，借以研究电场的性质，这样的电荷称为试探电荷。 8.净电荷：物体带电实质是 得到 或 失去 了电子，讨论物体带何种电荷，所带电荷量是多少，是 指物体的净电荷是正还是负，物体所具有的总电荷中正、负电荷的差值是多少， 电荷量是物体中净电荷 的多少。 9.比荷：带电体所带 电荷量 与其 质量 之比叫做该带电体的比荷。单位为库仑每千克， 符号C/kg。 电荷守恒定律 经典表述：电荷既不能 创生 ，也不能 消灭 ，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。在转移的过程中，电荷的总量 不变 。 一、 （一） （二） 近代表述：近代物理实验发现，带电粒子可以产生和漂没。但带电粒子总是 成对 产生或没，两个粒 子所带电荷量相同但正、负相反，所以电荷的代数和仍然 不变 。因此，电荷守恒定律现在的表述 是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持 不变 。 意义：电荷守恒定律是自然界的普遍规律，既适用于 宏观 系统，也适用于 微观 系统。 库仑定律 1.内容：真空中两个 静止 点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 正比 ，与它们的 距离的二次方成 反比 ，作用力的方向在它们的 连线 上。 2.表达式： 。 3.静电力常量 在国际单位制中，电荷量、力、距离的单位都已确定，k的数值需要从实验中测定，结果是 K=9.0×10°Nm²/C² 4.适用条件：（1） 真空中 ；（2） 点电荷 。 电场 1.定义：存在于电荷周围，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。电场对电荷的作用力叫做 电场力 3.场源：电场存在于带电体的周围，只要物体带电，其周用空间必有 电场 。但带电体并非是产生电场 的唯一场源，感应电场起源于变化的磁场。 电场强度 1.场强 （1）定义：放入电场中某点的试探电荷所受 电场力F 与其所带 电荷量q 的比值，叫做该点的 电场强度 ，简称场强 （2）定义式： E=F/q 。 （3）单位：在国际单位制中为 牛/库（N/C） 、 伏/米（V/m） 。 （4）物理意义：描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷q 无关 。 （6）标矢量：电场强度是 矢量 。电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向 相同 ，负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向 相反 2.点电荷的场强 （三） （四） （五） （1）大小：点电荷产生的电场，某点场强大小与场源电荷的电荷量成 正比 ，与该点到场源电荷的距 离的平方成 反比 （2）方向：场源电荷是正电荷时，某点场强方向沿该点与场源电荷的连线 背离 场源电荷，场源电荷 是负电荷时则 相反 。 （3）表达式： .其中Q是 场源 电荷的电荷量，r是该点到 场源电荷 的距离 （4）适用条件：①真空中：②点电荷 3.匀强电场 （1）定义：如果电场中各点电场强度的大小 相等 ，方向 相同 ，这个电场叫做匀强电场 （2）特点：匀强电场的电场线是间隔相等的 平行线 4.场强的叠加：当空间有几个带电体同时存在时，它们的电场就互相叠加，形成合电场，这时某点的场强 就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的 矢量和 电场线 1.概念：为了形象地描述电场，人为地在电场中画出一系列从 正电荷 （无限远）出发到 无限远 （负电荷）终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致这样的曲线叫电场线 2.特点 ①电场线起始于 正电荷 ，终止于 负电荷 （或终止于无穷远处），或者电场线起始于无穷远处， 终止于负电荷。 ②电场线上任一点的切线方向都跟该点的电场强度方向 一致 。 ③电场线分布的疏密反映了电场的 强弱 ，电场线分布密的地方电场强，电场线分布疏的地方电场 弱。 ④电场线不 闭合 、不 相交 ，因为电场中某一点的电场强度只有 唯一 确定的方向，只能有一 条电场线通过该点，电场线在空间无电荷处是不 中断 的，电场线不是 客观 存在的，它是为了形 象地描述电场而假想的。 电场力做功 1.特点 电场力对电荷做的功只与电荷的 起始位置 和 终止位置 有关，而与电荷的 运动路径 无 关 2.公式： W=qU （六） （七） 电能 1.定义 电荷在电场中具有的势能叫 电势能 。类似于物体在重力场中具有 重力势能 。用Ep表示。 2.大小 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 零势能 位置时所做的功。 3.零点选取 在电场中选取哪一点作为电势能的零点，原则上是 任意 的。通常把电荷在离场源电荷 无限远 处 的电势能规定为零，或把电荷在 大地 表面上的电势能规定为零 4.相对性 电荷在电场中某点的电势能的大小与 零势能点 的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零 势能点的选取 无关 5.标矢性：电势能是 标量 电势和电势差 电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的 电势能 与它的 电荷量 的比值； （2）定义式： ；单位： 伏特（ ， ） ； （3）电势是 标量 ，没有 方向 ，只有 大小 ； （4）电势高低的判断：沿着电场线方向电势 降低 ，且降低 最快 ； （5）电势的相对性：电势是 相对 的，某点的电势跟零电势点的选取 有关 ，只有确定了某点的 电势为 ，才能确定其他点的电势； （6）电势描述了电场的能的性质，与试探电荷 无关 ． （7）点电荷周围电势： ．此公式不在考纲要求范围内，可作为一种解题角度，在解决一些选择 题时更加方便． （8）常见的零电势的位置：通常取 大地 或者 无限远处 为零电势的位置． 电势差 （八） （九） 【教法备注】 （1）定义：规定 、 两点的电势之差 为 、 两点电势差（也叫电压）： ； （2）单位：伏特（ ， ）； （3）电势差是标量，但有正负， ， ，显然 ；电势差的正负 代表两点间电势的高低，即 ． （4）两点的电势是相对的，但两点之间的电势差 绝对 的，与零势能面的选择 无关 ． 场强与电势差的关系 等势面类的粒子轨迹问题可以利用电场线和等势面的空间关系和电场线类的例子轨迹问题相互转化． 可以根据以下特点进行转化． ①电场线总是垂直于等势面； ②等势面越密集的地方，电场强度越 强 ，电场线越 密集 ； ③电势 降低 最快的方向是电场线的方向． 等势面 （1）定义：电场中 电势相等 的各点组成的平面叫做等势面； （2）几种常见的电场等势面： 孤立正点电荷 等量异种点电荷 等量同种点电荷 匀强电场 （3）性质： ①相邻等势面之间，电势的 差值 相等的等势面叫等差等势面； （十） （十一） ②等势面既不 相交 也不 相切 ； ③等势面总与电场线垂直，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面； ④沿等势面移动电荷电场力不做功； ⑤等势面的疏密程度也能表示电场强度的大小，密集位置场强大，稀疏位置场强小． 静电平衡 （1）定义 在静电感应过程中，随着导体两端的正、负电荷不断 积累 ，在导体所产生的附加电场不断 增强 ，直到跟外电场完全 抵消 。此时导体内的总电场处处为 零 ，自由电荷不再 移动 ，导体两端 正、负电荷不再增加，于是达到 静电平衡 。 （2）特点 ①内部场强处处为 零 ②电荷只分布在导体的 外表面 上，在导体表面，越 尖锐 的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，四陷的位置几乎没有电荷。 ③导体表面的电场线与导 体表面 垂直 。如果导体表面的电场强度方向与导体表面不垂直，那么电荷将在导体表面上发生定向 移动（未达到静电平衡） ④整个导体是个 等势体 ，导体表面是个等势面 静电屏蔽 （1）定义：处于静电平衡状态下的导体或导体壳，内部电场强度处处为零，利用这一特点，导体壳就可 以保护它所包围区域不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 （2）两种屏蔽方式 ①屏蔽外电场对某区域的影响：用 空腔 导体（包括金属网罩、铁皮房等）包裹起 来即可。②屏蔽某区域内电场对外界的影响：将该区域用空腔导体包围起来，且需将空腔导体 接地 电容器 （1）组成：由两个彼此 绝缘 又相互靠近的导体构成，这两个导体称为电容器的两极板，中间的绝缘 物质称为 电介质 。 （2）电荷量：电容器任一个极板所带电荷量的 绝对值 。 （3）符号： 固定电容器的电容是不变的，其符号为 可变电容器的电容是可以改变的，其符号为 （6）击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过 某一限度 ，超过这个限度，极板间的电介质将 被 击穿 ，电容器损坏，这个极限电压称为 击穿电压 （十二） （十三） （十四） 电容 物理意义：描述电容器 储存电荷 和 电场能 能力的物理量； 定义：电容器所带的 电荷量 跟它两极板间的 电势差 的比值叫做电容； 定义式： ； 单位： 法拉 ，简称 法 ，符号 ， ，常用单位有 微法（ ）、皮法（ ） ， ； 说明：电容是反应电容器 容纳电荷能力 的物理量，由电容器 本身属性 决定，与电容器是 否带电、带电多少 无 关． （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 平行板电容器 两个彼此绝缘的平行金属板即构成最简单的电容器——平行板电容器，平行板电容器的电容： 此式为平行板电容器电容的 决定式 ，由此式可以看出平行板电容器电容与 、 无关 ， 由电容器本身性质决定； 式中 为 静电力常量 ， 为 两板距离 ， 两板正对面积 ， 为 相对介电常数 ； （ ） （ ） 几种电介质的介电常数 电介质 空气 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 介电常数 （十五） （十六） 平行板电容器板间电场为匀强电场 ，方向垂直板面．（ ） 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子在电场中的偏转运动 处理方法：速度分解，将粒子运动分解在 水平 和 竖直 两个方向上： 粒子只受电场力：加速度 ； 方向（匀速直线运动）： ； ； 方向（匀加速直线运动）： ； ； 粒子射出电场： 方向，有 ，得 ； 方向， ； 速度偏转角： ． 恒定电流 电流 1. 产生： 自由电荷 的定向移动。 2. 条件:①存在 自由电荷 。②存在 电势差或电压 。 3. 定义：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所 用时间的比值叫做电流，用I 表示。 4. 定义式: I = q t 5. 单位：国际单位为安培,简称安，符号 A 。常用单位:毫安（mA)、微安（ m A )。换算关系： 1A = 10 mA = 10 m A 。 6. 方向： 正电荷定向 移动的方向。与 负电荷定向 移动方向相反。 7. 物理意义：表示电流强弱的物理量。 3 6 （十七） 二、 （一） 8. 微观表达式： I = nqSv ， n ：单位体积内自由电荷数；q ：每个自由电荷所带电荷量； S ：横截面积；v ：自由电荷定向移动速率 9. 标矢性： 标量 。 温馨提示 直流电流： 方向不变 的电流； 恒定电流： 大小和方向 都不变的电流 电压 1. 概念：电路中两点间的电势差叫做电压，符号 U 。 2. 意义：电压越大，移动单位电荷做功 越多 ，所以，电压可视为描述电场力做功本领大小的物理量 （将 电场能 转化为 其他形式的能 ）。 3. 单位：伏特,简称伏，符号V。 温馨提示 导体内场强 E 与导体沿电流方向长度l 的关系： U = El 。 通过导体横截面电荷量为 q 时，若导体两端电压为U ,则消耗的电能即电场力做功为 qU 电阻 1. 定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值叫做电阻，符号为 R。 2. 定义式： R =U /I 3. 单位：欧姆，简称欧，符号W，1W= 1V / A 4. 意义：描述导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻 越大 ，同样电压下形成的电流 越小 。 欧姆定律与电阻定律 欧姆定律 电阻定律 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 在一定温度下，导体的电阻与导 体本身的长度成正比，跟导体的 横截面积成反比 （二） （三） （四） 公式 意义 电流的决定式，提供了 一种测电 阻的方法 电阻的决定式，提供了一种测电 阻率的方法 适用条件 金属、电解液（对气体不适 用）。适用于 纯电阻电路 适用于粗细均匀的金属导体和浓 度均匀的电解液 温馨提示 1. I 、U 、 R 同一时刻对应于同 一段电路或同一段导体 2.非纯电阻电路中 I < U/ R 3.纯电阻与非纯电阻的本质区别 在于能量的转化 1. r 为材料的电阻率 2. l 是沿电流方向上的长度 3. S 是垂直于电流方向的横截面 积 电阻率 ①金属的电阻率随温度的升高而 增大 （可用于制造电阻温度计）； ②半导体的电阻率随温度的升高而 减小 (半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制造热敏电 阻）； ③有些合金如锰铜、镍铜的电阻率 几乎不 随温度的变化而变化（可用来制作标准电阻）； ④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为 零 ，成为超导体。 1. 意义：电阻率是反映导体材料导电性能的物理量。材料导电性能的好坏用电阻率 表示，电阻率越 小，导电性能越好；电阻率越大，表明在相同长度、相同横截面积的情况下，导体电阻就越大。 2. 计算公式： 3. 单位： 欧米 ，符号 。 4. 决定因素：材料的种类、温度决定。 5. 与温度的关系 电功、电功率、电热 电功 电功率 电热 理解 所谓电流做功，实质上 是导体中的恒定电场对 电功跟完成这些功所用 时间的比值 电流流过导体产 生的热 量跟电流 的平方、导体 （五） （六） 自 由电荷的静电力在做 功， 简称电功 的电阻和通电时间成正 比 公式 W = UIt P = UI Q = I Rt 2 单位 焦（ J ） 1kW × h = 3.6 ´10 J6 瓦（W ）1W = 1J / s 焦（ J ） 1J = 1A × × s 2 物理意义 电流所做的功，即电场 力推动自由电荷定向移 动所做的功 电流做功的 快慢 电流通过导体时所产生 的 电热 适用条件 任何电路 任何电路 任何电路 能量转化情况 消耗多少电能就有多少 电能 转化为 其他形 式 的 能量 单位时间内消耗 电能 的多少 有多少 电能 转化为 热能 与 的比较 电阻的定义式，式中电阻阻值并不随电压、电流 的变化而变化，只可由该式算出电路中的电阻 电阻的决定式，式中电阻的大小由导体的材料、横截 面积、长度共同决定 提供了一种测电阻的方法：只要测出 U 、 I 就可求出 提供了一种测导体电阻率的方法：只要测出 R 、l 、S 就可求出 适用于 任何纯电阻导体 只适用于 粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液 纯电阻电路与非纯电阻电路 纯电阻电路 非纯电阻电路 电路组成 只有“电阻元件”的电路称之为纯电 阻电路 电路中除了含有电阻外，还包括能把电能转化 为其他形式的能的用电器，这种电路称为非纯 （七） （八） 电阻电路 电路特点 ①遵循欧姆定律 ②电流做的功全部转化为电热，即电 功率和热功率 相等 ①不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中 I < U/ R ②电流做的功除了转化为内能外，还要转化为 其他形式的能。在非纯电阻电路中，电功 大 于 电热 应用公式 W = Q = UIt = I Rt = U t/ R 2 2 ①求电功，必须要用 W = UIt ②求电热，必须要用 Q = I Rt ③W = Q + E 其他 （ E 其他 表示转化为其他 形式的能量） 2 元件举例 电阻、白炽灯、电炉丝等 电动机、电解槽等 电动机的三个功率关系 输入功率 电动机的总功率。由电动机电路中的电流和电压决定，即 P = P = UI 总 入 输出功率 电动机做有用功的功率，也叫机械功率 热功率 电动机线圈有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率 P = I r 热 2 三者关系 P = P + P 总 出 热 效率 出 总 说明 正常工作的电动机是非纯电阻元件 电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 串并联电路 串联电路 并联电路 备注 （九） （十） 基本特点 电压 U = U 1 + U 2 + U 3 U = U 1 = U 2 = U 3 适用于所有电路 电流 I = I 1 = I 2 = I 3 I = I 1 + I 2 + I 3 电阻 R=R +R +R 1 2 3 基本性质 电流电压分配 适用于所有电路 功率分配 总功率与各部 分功率 电表改装 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 改装原理 串联分压 并联分流 （十一） 改装后的量程 量程扩大的倍数 接入电阻的阻值 改装后的总内阻 校对电路 改装成电压表 改装成电流表 备注 （1）改装后示数等于表头与分压 电阻两端电压之和 （1）改装后示数等于通过表头与 分流电阻的电流之和 （2）改装后量程 等于 满偏 时表头与分压电阻两端电压之和 （2）改装后量程 等于 满偏 时通过表头与分流电阻的电流之 和 （3）同一表头改装的多量程电压 表，内阻 之比 等于 量程之比 （3）同一表头改装的多量程电流 表，内阻之比 等于 量程的反 比 （4）改装后表头满偏电压 不 变 （4）改装后表头满偏电流 不 变 （5）改装后指针偏角大小 取决于 通过表头的电流大小 电源 ①定义：电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用电动势这个物理量来表征。 ②定义式： ③单位:伏特，简称伏，符号V，1V=1J/C。 ④标矢性:标量，但有方向，电动势的方向在电源内部由 负极 指向 正极 。 ⑤意义:反映电源将其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 ①概念：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻,这个电阻叫做电源的内阻。 ②意义:反映了电源内部电路对电流阻碍作用的大小。 ③特性：a.不同电源的内阻不同。b.短时间内电源内阻可认为是一恒量。c.电池用久了，内阻会明显变 大，这是导致电池无法再用的主要原因。 1. 概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 2. 两个参量 电动势（ E )● 非 内阻（ r )● 闭合电路 1.闭合电路 闭合电路是用导线把电源、用电器等元件连成的一个闭合回路。其基本结构如图所示，主要物理量有:电动 势 E 、内阻r 、外电阻 R 、总电流 I 和路端电压U 等。 2.内电路 （十二） （十三） 电源内部的电路称为内电路，其电阻称为内阻，内阻上所得到的电压称为内电压，用U 表示。在内电路 中，电流由电源负极流向电源正极，在任何情况下都有 U = Ir 。 3.外电路 电源外部由用电器、导线等组成的电路称为外电路，其电阻称为外电阻，两端的电压称为外电压或路端电 压，用U 表示。当外电路是纯电阻电路时，有 U = IR ' ' 闭合电路欧姆定律 内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反 比。 表达式： 变形式： ， ， ， 适用范围 （1）在电源放电时适用于所有电路，即无论外电路是否是纯电阻电路都适用。 （2）三式只适用于外电路是纯电阻的闭合电路。 （十四）