2019高中物理 模块复习课学案 沪科版选修3-1.doc
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1、- 1 -模块复习模块复习核心知识回顾一、电荷与电荷守恒定律1电荷:自然界中存在着两种电荷,正电荷和负电荷2电荷守恒定律(1)内容:电荷既不能创生,也不能消失,它只能从一个物体转移到另一个物体或从物体的这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(2)物体带电的实质:得失电子二、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,与它们所带电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在两点电荷的连线上2公式:Fk,式中的k9.0109 Nm2/C2,叫静电力常量q1q2 r23适用条件:点电荷;真空中三、电场、电场强度1电场:电荷周围存在的一种物质,电场对放入其中
2、的电荷有力的作用静止电荷产生的电场称为静电场2电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值(2)公式:E .F q3点电荷场强的计算式(1)设在场源点电荷Q形成的电场中,有一点P与Q相距r,则P点的场强Ek.Q r2(2)适用条件:真空中的点电荷形成的电场四、电场线1定义电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线2电场线的特点(1)电场线从正电荷(或无限远处)出发,终止于无限远处(或负电荷)(2)电场线在电场中不相交(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大- 2 -(4)
3、匀强电场的电场线是均匀分布的等间距平行直线五、静电力做功的特点与电势能1静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见静电力做功与重力做功相似(2)在匀强电场中,电场力做的功WEqd,其中d为沿电场线方向的距离2电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,等于静电力把它从该点移到零电势能位置时所做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量,即WEEpAEpB.(3)电势能的相对性:电势能是相对的,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的电势能规定为零六、电势和等势面1电势(1)定义:电荷在电场中某点具有的
4、电势能Ep与电荷量q的比值(2)定义式:.Ep q2等势面(1)定义:电场中电势相等的各点组成的面(2)特点:a等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直b在同一等势面上移动电荷时电场力不做功c电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面d等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小七、电势差1定义式:UAB.WAB q2电势差与电势的关系:UABAB.3匀强电场中电势差与电场强度的关系:UEd.八、电容器的电容1电容的定义式为C .在国际单位制中,电容的单位是法拉(F),常用单位有微法(F)Q U和皮法(pF)它们的换算关系是 1 F106 F1012 pF.2电容器的电容仅由自身的几何结构(
5、正对面积、间距等)和电介质特性决定,与它是否带- 3 -电、带电多少、板间电势差的大小等无关3平行板电容器的电容,跟相对介电常数成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间距离d成反比,用公式表示为C.S 4kd九、带电粒子在匀强电场中的运动1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同一条直线上,做匀加速或匀减速直线运动2只有电场力做功,若带电粒子的初速度为零,则mv2qU,则v,若带电粒子的1 22qU m初速度不为零,则由动能定理可得:mv2mvqU.1 21 22 03带电粒子以速度v垂直于电场线方向飞入匀强电场,受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动
6、垂直于场强方向做匀速直线运动,平行于场强方向做初速度为零的匀加速直线运动十、电流1定义:电荷的定向移动形成电流2公式:I .(注意:如果是正、负离子同时向相反方向定向移动形成电流时q是两种离q t子电荷量绝对值之和)3方向:规定和正电荷定向移动的方向相同,和负电荷定向移动的方向相反4微观表达式:InqSv,n是单位体积内的自由电荷数,q是每个电荷的电荷量,S是导体的横截面积,v是自由电荷定向移动的速率十一、电阻和电阻率1电阻反映了导体对电流的阻碍作用2电阻的定义式:R .U I3电阻定律:对于同种材料的导体而言,导体的电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比;数学表达式R.L S4电阻率:是
7、反映导体导电性能的物理量,其特点是随着温度的改变而变化金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小十二、电功和电功率1电功和电功率:电流做功的实质是电场力对电荷做功电场力对电荷做功,电荷的电势能减小,电势能转化为其他形式的能因此电功WqUUIt,这是计算电功普遍适用的公式2电功率:单位时间内电流做的功叫电功率,P UI,这是计算电功率普遍适用的公W t- 4 -式3电热和焦耳定律:电流通过电阻时产生的热量QI2Rt,这是普遍适用的电热计算公式十三、闭合电路欧姆定律1电源:使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置2电动势(1)物理意义:反映不同电源把其他形式的能转化
8、为电能的本领大小的物理量电动势大,说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大;电动势小,说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小(2)大小:等于外电路断开时的路端电压,数值上也等于把 1 C 的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功3闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内、外电路电阻之和成反比,这个结论叫作闭合电路欧姆定律(2)表达式:I.E Rr(3)适用范围:外电路是纯电阻的电路4路端电压U:外电路两端的电压,即电源的输出电压UEIr.(1)当外电阻R增大时,I减小,内电压减小,路端电压增大当外电路断开时,I0,UE.(2)当外电阻减小时,I增大,内电压增大
9、,路端电压减小当电源两端短路时,外电阻R0,I ,U0.E r5UI图像如图 1 所示为UI图像,由UEIr知,图线为一条直线,与纵轴交点为电源电动势,与横轴交点为短路电流,直线的斜率的绝对值等于电源内阻图 16闭合电路中的功率(1)电源的总功率:P总IEIUIUrP出P内(2)电源内耗功率:P内I2rP总P出- 5 -(3)电源的输出功率:P出IUIEI2rP总P内十四、磁场的性质安培力1磁场(1)磁场的性质:磁场对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用(2)磁场方向:规定小磁针在磁场中 N 极受力的方向(或者小磁针在磁场中静止时 N 极的指向)为该位置处的磁场方向2磁感线(1)概念:用来
10、形象地描述磁场的一组假想的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向为该点的磁场方向,其疏密反映了磁场的强弱(磁感应强度的大小)(2)特点:在磁体外部,磁感线由 N 极到 S 极;在磁体内部,磁感线由 S 极到 N 极,磁感线是一组闭合曲线,在空间中互不相交3电流的磁场、安培定则(1)安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向安培定则用来判断直线电流产生磁场的方向同样,用安培定则可以判断环形电流、通电螺线管所产生的磁场方向(2)电流的磁场:要熟练掌握直线电流的磁场、环形电流的磁场、螺线管电流的磁场4磁感应强度磁感应强度是描述磁场大小和方
11、向的物理量,用“B”表示,是矢量(1)B的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力F与通过该导线的电流和导线长度乘积IL的比值(2)B的方向:磁场中该处的磁场方向(3)B的单位:特斯拉.1 T1 N/(Am)(4)匀强磁场:磁感应强度的大小、方向处处相同的区域在匀强磁场中,磁感线互相平行并等距十五、安培力1磁场对电流的作用力叫作安培力一根长为L的直导线,当导线垂直于磁场放置,通过电流为I时,安培力的大小可以表示为FBIL.当导线平行于磁场放置时安培力为零2公式的适用条件:一般只适用于匀强磁场3安培力的方向:用左手定则判定,总是跟磁场垂直,跟电流的方
12、向垂直,即安培力总是垂直于导线和磁感线所在的平面十六、带电粒子在磁场中的运动1洛伦兹力(1)定义:洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力(2)大小:fqvB(此式只适用于电荷运动方向与磁场方向垂直的情况若两方向成角,- 6 -洛伦兹力大小为fqvBsin_,当0时,f0;当90时,fqvB)(3)方向:由左手定则判定(注意正、负电荷的不同)f一定垂直于B与v所决定的平面,但B与v不一定垂直2带电粒子在匀强磁场中的运动(不计其他力的作用)(1)若带电粒子初速度方向与磁场方向共线,则做匀速直线运动(2)若带电粒子垂直进入匀强磁场,则做匀速圆周运动a向心力由洛伦兹力提供:Bqvm;v2 Rb轨道半径R,周
13、期T.mv qB2R v2m qB易错易混辨析1电荷发生中和时电荷并没有消失()2QA9Q与QBQ的A、B两个金属球接触后再分开,两球一定各带 4Q的电荷()3在真空中,点电荷的场强公式E中的Q是产生电场的场源电荷的电荷量,与试探电kQ r2荷无关()4带电粒子的运动轨迹一定与电场线重合()5在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同()6电场力做功与重力做功相似,与路径无关()7正电荷具有的电势能一定是正的,负电荷具有的电势能一定是负的()8电场力做正功,电势能一定增加()9电势是矢量,因为电势有正值和负值之分()10电场中电场强度为零的地方电势一定为零()11沿电
14、场线方向电势越来越低,电场强度越来越小()12某等势面上各点的场强方向均与此处等势面垂直()13将平行板电容器两极板的间距加大,电容将增大()14将平行板电容器两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小()15在平行板电容器极板间插入电介质,电容将增大()16电流I随时间t变化的图像与坐标轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量()17电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多()18由R可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比()L S19闭合电路中的短路电流无限大()20电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压()21在闭合电路中,外电阻越大,电源的
15、输出功率越大()- 7 -22磁场中小磁针静止时 S 极的指向就是磁场的方向()23不管何时,磁通量都等于磁感应强度与平面面积的乘积()24通电导线只有垂直磁场放置时,才受到磁场给它的作用力()25磁通量是矢量,其正、负表示磁通量的方向()26带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛伦兹力的作用()27洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直()28洛沦兹力和安培力是性质完全不同的两种力()29粒子在只受到洛伦兹力作用时动能不变()30带电粒子只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同()【提示】 2 完全相同的金属球接触才能平分电荷量4 带电粒子轨迹不一定与电场线重合5 大小相同,方向不
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