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高中物理電學知識點歸納
在日復一日的學習中,大家都背過不少知識點,肯定對知識點非常熟悉吧!知識點就是掌握某個問題/知識的學習要點。為了幫助大家掌握重要知識點,下面是小編整理的高中物理電學知識點歸納,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
一、電場基本規律
庫侖定律
(1)定律內容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
(2)表達式:k=9.0×109N?m2/C2——靜電力常量
(3)適用條件:真空中靜止的點電荷。
1、電荷守恒定律:電荷既不會創生,也不會消滅,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分,在轉移過程中,電荷的總量保持不變。
(1)三種帶電方式:摩擦起電,感應起電,接觸起電。
(2)元電荷:最小的帶電單元,任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數倍,e=1.6×10-19C——密立根測得e的值。
二、電場能的性質
1、電場能的基本性質:電荷在電場中移動,電場力要對電荷做功。
2、電勢φ
(1)定義:電荷在電場中某一點的電勢能Ep與電荷量的比值。
(2)定義式:φ——單位:伏(V)——帶正負號計算
(3)特點:
1、電勢具有相對性,相對參考點而言。但電勢之差與參考點的選擇無關。
2、電勢一個標量,但是它有正負,正負只表示該點電勢比參考點電勢高,還是低。
3、電勢的大小由電場本身決定,與Ep和q無關。
4、電勢在數值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功。
(4)電勢高低的判斷方法1根據電場線判斷:沿著電場線電勢降低。φA>φB2根據電勢能判斷:
正電荷:電勢能大,電勢高;電勢能小,電勢低。
負電荷:電勢能大,電勢低;電勢能小,電勢高。
結論:只在電場力作用下,靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運動。
3、電勢能Ep(1)定義:電荷在電場中,由于電場和電荷間的相互作用,由位置決定的能量。電荷在某點的電勢能等于電場力把電荷從該點移動到零勢能位置時所做的功。
(2)定義式:——帶正負號計算(3)特點:
1電勢能具有相對性,相對零勢能面而言,通常選大地或無窮遠處為零勢能面。
2電勢能的變化量△Ep與零勢能面的選擇無關。
4、電勢差UAB
(1)定義:電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。
(2)定義式:UAB=φA-φB
(3)特點:
1、電勢差是標量,但是卻有正負,正負只表示起點和終點的電勢誰高誰低。若UAB>0,則UBA<0。
2、單位:伏3電場中兩點的電勢差是確定的,與零勢面的選擇無關4U=Ed勻強電場中兩點間的電勢差計算公式。——電勢差與電場強度之間的關系。
5、靜電平衡狀態
(1)定義:導體內不再有電荷定向移動的穩定狀態
(2)特點1處于靜電平衡狀態的導體,內部場強處處為零。
2、感應電荷在導體內任何位置產生的電場都等于外電場在該處場強的大小相等,方向相反。
3、處于靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體,導體表面是個等勢面。
4、電荷只分布在導體的外表面,在導體表面的分布與導體表面的彎曲程度有關,越彎曲,電荷分布越多。
6、電場力做功WAB
(1)電場力做功的特點:電場力做功與路徑無關,只與初末位置有關,即與初末位置的電勢差有關。
(2)表達式:WAB=UABq—帶正負號計算(適用于任何電場)WAB=Eqd—d沿電場方向的距離。——勻強電場
(3)電場力做功與電勢能的關系WAB=-△Ep=EpA-EPB結論:電場力做正功,電勢能減少電場力做負功,電勢能增加7、等勢面:
(1)定義:電勢相等的點構成的面。
(2)特點:
1、等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷,電場力不做功。
2、等勢面與電場線垂直3兩等勢面不相交4等勢面的密集程度表示場強的大小:疏弱密強。
5畫等勢面時,相鄰等勢面間的電勢差相等。
(3)判斷電場線上兩點間的電勢差的大小:靠近場源(場強大)的兩間的電勢差大于遠離場源(場強小)相等距離兩點間的電勢差。
三、電場力的性質
1、電場的基本性質:電場對放入其中電荷有力的作用。
2、電場強度E
(1)定義:電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值,就叫做該點的電場強度。
(2)定義式:E與F、q無關,只由電場本身決定。
(3)電場強度是矢量:大小:單位電荷受到的電場力。
方向:規定正電荷受力方向,負電荷受力與E的方向相反。
(4)單位:N/C,V/m1N/C=1V/m
(5)其他的電場強度公式
1、點電荷的場強公式:——Q場源電荷
2、勻強電場場強公式:——d沿電場方向兩點間距離(6)場強的疊加:遵循平行四邊形法則
3、電場線
(1)意義:形象直觀描述電場強弱和方向理性模型,實際上是不存在的
(2)電場線的特點:
1、電場線起于正(無窮遠),止于(無窮遠)負電荷
2、不封閉,不相交,不相切
3、沿電場線電勢降低,且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強大小,可以判斷電勢高低。
4電場線垂直于等勢面,靜電平衡導體,電場線垂直于導體表面
(3)幾種特殊電場的電場線四、應用——帶電粒子在電場中的運動(平衡問題,加速問題,偏轉問題)
1、基本粒子不計重力,但不是不計質量,如質子,電子,α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算重力。
2、平衡問題:電場力與重力的平衡問題。
mg=Eq3、加速問題(1)由牛頓第二定律解釋,帶電粒子在電場中加速運動(不計重力),只受電場力Eq,粒子的加速度為a=Eq/m,若兩板間距離為d,則(2)由動能定理解釋,可見加速的末速度與兩板間的距離d無關,只與兩板間的電壓有關,但是粒子在電場中運動的時間不一樣,d越大,飛行時間越長。
3、偏轉問題——類平拋運動在垂直電場線的方向:粒子做速度為v0勻速直線運動。
在平行電場線的方向:粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運動帶電粒子若不計重力,則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離,若能飛出電場水平距離為L,若不能飛出電場則水平距離為x帶電粒子飛行的時間:t=x/v0=L/v0——————1粒子要能飛出電場則:y≤d/2————————2粒子在豎直方向做勻加速運動:———3粒子在豎直方向的分速度:——————4粒子出電場的速度偏角:——————5由12345可得:
飛行時間:t=L/vO豎直分速度:
側向偏移量:偏向角:
飛行時間:t=L/vO側向偏移量:y’=偏向角:
在這種情況下,一束粒子中各種不同的粒子的運動軌跡相同。即不同粒子的側移量,偏向角都相同,但它們飛越偏轉電場的時間不同,此時間與加速電壓、粒子電量、質量有關。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時,只要將加速度a重新求出即可,具體計算過程相同五、電容器及其應用1、電容器充放電過程:(電源給電容器充電)充電過程S-A:電源的電能轉化為電容器的電場能放電過程S-B:電容器的電場能轉化為其他形式的能2、電容(1)物理意義:表示電容器容納電荷本領的物理量。
(2)定義:電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。
(3)定義式:——是定義式不是決定式——是電容的決定式(平行板電容器)
(4)單位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F
(5)特點
1、電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。
2、電容器的電容C與Q和U無關,只由電容器本身決定。
3、在有關電容器問題的討論中,經常要用到以下三個公式和3的結論聯合使用進行判斷4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,則電容器的帶電量不變。
a)掌握簡單電路的電流、電壓和功率計算。等效電路圖的化簡(等電勢點排列法,電流分支法的綜合應用)
b)動態電路的分析:局部(滑動變阻器的阻值變化)→整體(總電阻,總電流的變化)→局部。(先分析固定電阻兩端的電壓電流變化,最后分析變化電阻所在支路的電壓電流變化)。
c)設計電路:合理性的含義:用電器正常工作,且同時整個電路總功率最小。會用功率分配規律求解電路允許消耗的最大功率。
d)小燈泡的伏安特性實驗研究:小燈泡的伏安特性曲線(注意橫坐標和縱坐標的不同),曲線上斜率的含義。
結論:說明燈絲的電阻隨溫度的升高而升高。
1)測電壓和電流時,紅黑表筆不能接反。測電阻時,紅黑表筆接反對測量電阻沒有影響。
1、測電壓時,紅表筆接電勢較高的一端,黑表筆接電勢較低的一端。
2、測電流時,讓電流從紅表筆流入,從黑表筆出。
3、注意觀察:測電阻時,多用電表歐姆檔的原理圖中,紅表筆接的是內部電池的負極。只有測電阻時,才用到多用電表內部的電池。
2)兩種調零操作:1定位螺釘的作用2電阻調零旋鈕的作用。
3)多用電表歐姆檔(又稱歐姆表)
1)原理:利用電路中的電流和電阻對應的規律
2)測電阻原理圖:圖要背出且理解。
3)刻度特點:
1)反向2)不均勻(左密右疏)3)測量范圍:0~∞。
4)電阻阻值會讀數(重點)
4)測電阻的步驟及注意事項。
1、測量電阻時,應把被測電阻與其它元件斷開。
2、換檔需調零。
3、指針偏轉小,說明電阻較大,需換大倍率。指針偏轉大,說明電阻較小,需換小倍率。
4、電阻的阻值=刻
度值*倍率
測量完,應把選擇開關旋到“off”檔或交流電壓最高檔。
1)三種門電路“與門”“或門”“非門”的特點和真值表,符號(尤其是非門不要畫錯),特點(高低電勢的關系24個字),輸入輸出波形畫法。
2)模塊電路:對于大部分人而言,不一定要去弄明白電路的內部結構,而只需要知道它具有的功能。我們把具有某一特定功能的電路稱為模塊電路。_模塊電路組合_的思路是一種思維方式。
3)模塊機器人:是根據”模塊電路組合”的思路設計而成的,它由傳感器、控制器和執行器三個模塊組成。知道三個模塊組合方式的計算方法。
4)理解熱敏電阻的阻值隨溫度升高而降低的特點及其它在自動控制電路中的應用
(1)電功和電功率:電功W=qU=UIt,普遍適用。單位時間內電流做功叫電功率,P=W/t=UI,普遍適用、
(2)焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示電流通過導體產生的熱量,單位是J。焦耳定律無論是對純阻電路還是對非純電阻電路都是適用的
(3)電功和電熱的關系
①純電阻電路消耗的電能全部轉化為熱能,電功和電熱是相等的所以有W=Q,UIt=I 2Rt,U=IR(歐姆定律成立),②非純電阻電路消耗的電能一部分轉化為熱能,另一部分轉化為其他形式的能、所以有W>Q,UIt>I2Rt,U>IR(歐姆定律不成立)、
4、串并聯電路
結論:支路中任意一個電阻變大(變小),則總電阻變大(變小)。
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