高中物理學業(yè)水平考試選修3-1知識點.

1、選修 3-1班級 姓名考點 1. 電荷守恒定律(1內容:電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,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 。(2變式表述:一個與外界沒有電荷交換的系統,電荷的代數和不變?？键c 2. 庫侖定律(1 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 比, 與它們距離的 成反比,作用力的方 向在它們的連線上。(2表達式:F= , F 叫庫侖力或靜電力, F 可以是 力(q 1、 q 2為異種電荷 , 也可以是 力(q 1、 q 2為同種電荷 。 k 叫靜電力常量, k =9.0109Nm 2/C2。(3

2、適用條件:q 1、 q 2為真空中的兩個點電荷?？键c 3.電場強度(1 定義:放入電場中某點的電荷所受的靜電力 F 跟它的電荷量 q 的比值, 叫做電場強 度。電場強度是反映電場的力的性質的物理量,與試探電荷的電荷量 q 及其受到的靜電力 F 都 關。(2定義式:E= ,適用于任何電場, E 的方向沿電場線的切線方向,與 正電荷 所受的電場力方向 相 。變式表述:在勻強電場中, 電場強度在數值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢, 表達式:E= 。(3表達式:只適用于真空中的點電荷產生的電場 E= 。(4 疊加原理:電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量 和。均勻帶電

3、球體(或球殼外各點的電場強度 E= ,式中 r 為球心到該點的距離(r 大于球體或球殼的半徑 , Q 為整個球體(或球殼所帶的電荷量?？键c 4.電場線 :為了 形象 地了解和描述電場中各點的電場強度的大小和方向而 假想 的線, 電場線并不是帶電粒子的運動軌跡。其特點:(1 電場線是起始于正電荷或無窮遠, 終止于無窮遠或負電荷的 不閉合 的曲線;(2電場線在電場中 不相交 ;(3 用電場線的 疏密 程度表示電場強度的 , 電場線上某點的切線方向描述 該點的電場強度的 ?？键c 5. 電場能的性質1.能量描述(1電勢能:電荷在電場中具有的勢能。與重力勢能類比,電荷在某點的電勢能,等于 靜電力把它從該

4、點移動到零勢能位置時所做的功。(2 電勢:電荷在電場中的某一點的電勢能與它的電荷量的比值。 其表達式:= 。(3等勢面:電場中電勢相同的點構成的面。其特點:等勢面垂直電場線;電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面, 等勢面的疏密程度可表 示電場強度的大小;任意兩個等勢面都不會相交;在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功。(4電勢差:電場中兩點間電勢的差值,即電壓。其表達式:qW U AB B A AB =-=。 在勻強電場中, 可表示為:=U , 其中 d 為電荷在電場強度方向上兩點間的距離。2.能量量度(1電場力做功的特點:電場力對電荷做的功只與電荷的初、 末位置有關, 而與電荷經 過的

5、路徑 關;電場力對電荷做正功時,電荷的電勢能 ,電場力對電荷做負功時,電荷的電勢能 。電場力做的功等于電勢能的減小量。(2電場力做功的計算方法表述:與電勢能改變量的關系:p E W -=電 與電勢差的關系:qU W =電根據動能定理計算:k E W W =+其它 電由功的公式 cos s F W =計算:qEd W =電 ,此方法只適用于勻強電場。考點 6. 靜電場的應用1.靜電平衡現象(1靜電平衡狀態(tài):導體中沒有電荷的定向移動。(2靜電平衡的原因:外電場和感應電荷產生的電場所疊加的合電場為 。(3靜電平衡的特點:導體內部的場強處處為零;凈電荷只分布在導體的外表面, 分布情況與導體表面的曲率有

6、關;導體是 體,導體表面是 面,在導體表面上 移動電荷,電場力 功;導體表面上任一點的電場強度方向 該點所在的切面。(4靜電平衡的應用實例:尖端放電和靜電屏蔽等。2.電容器的電容(1定義:電容器所帶的電荷量 Q 與電容器兩極板間的電勢差 U 的比值。(2定義式:=C(3物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領的物理量,是由電容器本身的性質 (導 體的大小、形狀、相對位置及電介質決定的,與電容器是否帶電 關。(4平行板電容器的電容的決定式:=C ,其中 S 為極板的正對面積, d 為極 板間的距離, k 為靜電力常量, r 為電介質的相對介電常數。利用控制變量法探究 C 的有 關因素。3.帶電粒子

7、只在電場力作用下的加速與偏轉(1加速:作加速直線運動,利用 動能定理 2022121mv mv qU -=求解粒子被加速后 的速度。(2偏轉:作類平拋運動,利用運動學公式計算: 豎直方向的速度 dmvqUl at v y =,其中 v 為垂直電場線的入射速度 豎直方向的位移 222221dmvqUl at y = 速度偏轉角的正切 2tan dmv qUl v v x y = 達標練習1.下列各物理量中,由電場本身性質決定的是( A .電場力 B .電場力做的功C .電場強度 D .電勢能 2.真空中兩個靜止點電荷間相互作用力為:2rQq K F =,若兩電荷間距離不變,兩電荷電量 都增大為原

8、來的 2 倍,則 F 增大為原來的( A . 2 倍 B . 4 倍 C. 6 倍 D. 8 倍3. A 為帶正電的小球, B 為原來不帶電的金屬導體, 把 B 放在 A 的附近, 下列正確的是 ( A . A 、 B 之間存在排斥力 B. A 、 B 之間存在吸引力C . A 、 B 之間沒有相互作用 D . A 、 B 之間可能吸引,也可能排斥4.在如圖所示的勻強電場中,若一個點電荷從 P 點由靜止釋放,只受到電場力的作用,則 以下說法中正確的是( A .該點電荷受到的電場力逐漸增大 左 右B .該點電荷一定向右做勻速運動C .該點電荷一定做勻加速直線運動D .該點電荷一定做勻減速直線運動

9、5. 一個自由電子沿電場線方向射入如圖所示的電場中, 它順著電場 線運動的過程中, ( A .動能增大,電勢能減小 B.動能減小,電勢能增大C .動能和電勢能都增大 D .動能電勢能都減小6.導體處于靜電平衡時,導體內部 (填“場強”或“電勢” 處處為零,其凈電荷只 分布在導體的 (填“內表面”或“外表面” 。7. 將收音機中的可變電容器的動片旋出一些。 跟沒有旋出時相比, 其正對面積 (填 “增 大”或“減小” ;電容器的電容將 (填“增大”或“減小” 。8. 關于電場強度、電勢能和電勢的關系,下列說法中正確的是( A .電場中場強相等的各點,其電勢一定相等B .電場中電勢相等的各點,其場強

10、一定相等C .同一點電荷放在電場強度越大的地方,其電勢能也越大D .正電荷在電勢高處電勢能大,負電荷在電勢低處電勢能大9. 如圖所示,一帶電量為 Q ,質量為 m 的原子核(重力不計由靜止開始經加速電場加速, 再貼近一平行板電容器上邊緣 A 點進入電容器,電容器的極板長為 L ,極板間距為 2L ,兩 極板間的電壓為 U ,進入時速度和電容器中的場強方向垂直。原子核恰好經過電容器的中心 點 O 。求: (1加速電場的電壓 U 0; (2經過電容器中心點 O 的速度。 10. 在勻強電場中沿著電場線把 410-6C 的正電荷從 A 點移至 B 點, 電場力做了 210-5J的功, A 、 B 間

11、的距離為 2cm ,求:(1 A 、 B 間的電勢差 U AB ;(2該勻強電場的場強大小?？键c 7.電源和電流(1電源:從動力學角度看,是把電子從 A 搬運到 B 的裝置;從能量轉化的角度講,是 通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置。(2 恒定電場:由穩(wěn)定分布的電荷所產生的穩(wěn)定的電場。 產生恒定電流的電場是電源正 負極上的電荷和導線兩側堆積的電荷產生的合電場; 在有恒定電流的導體中場強不為零, 導 體中存在恒定電場,但處于靜電平衡狀態(tài)的導體內部場強處處為零。(3電流:表示電流強弱程度的物理量,是標量。其定義式:=I ,微觀表達式:nqsv I =,其中 n 為導體內部單位體積的自

12、由電荷數, q 為每個自由電荷的電量, s 為導體 的橫截面積, v 為導體中自由電荷定向移動的速度。(4恒定電流:把 大小、方向 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流?？键c 8.電動勢和內阻(1 電動勢:非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值, 表達 式:=E ,電動勢在數值上等于非靜電力把 1C 的正電荷在電源內從負極移送到正 極所做的功。(2 內阻:電源內部也是由導體組成的, 所以也有電阻。 內阻和電動勢同為電源的重要參數。考點 9:.歐姆定律(1內容:導體中的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比。(2表達式:=I(3變式表達:=R 和 =U(4適用條件:適用于

13、金屬導體和電解液導電,不適用于氣體導電?？键c 10.焦耳定律(1內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的 成正比,跟導體的 及 通電時間成正比。(2表達式:=Q(3變式表述:電流通過純電阻電路做功時,所做的功等于電流通過這段電路時產生的熱量 =Q W = = ;電流通過非純電阻電路做功時,電功 W = Q + W 其他 。(4電功率:單位時間電流所做的功,是表示電流做功快慢的物理量。其表達式: =t W P RU R I P 22=。 考點 11.電阻定律(1內容:在溫度不變時,同種材料的導體,其電阻 R 與它的長度 L 成 比,跟它 的橫截面積 S 成 比;導體的電阻與構成它的材料有關,其決定式

14、:=R 。(2變式表述:對某一材料構成的導體在長度.橫截面積一定的條件下, 越大,導體 的電阻越大。 叫做這種材料的電阻率。 它反映了材料導電性能的好壞,電阻率越小, 導電 性能越好。其表達式:= 。金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大,應用實例:電阻溫度計;某些合金 (如錳銅和鎳銅 的電阻率幾乎不受溫度變化的影響, 應用實例:標準電阻; 半導體的電阻率隨溫度的升高而減小,應用實例:熱敏電阻?？键c 12.閉合電路的歐姆定律(1內容:閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外的電阻之和成 比。(2表達式:=I (只適用于外電路為純電阻的閉合電路(3變式表述:電動勢等于內外電路電勢降落之和,表達式

15、:E =U 內 +U 外路端電壓也叫做外電壓, U 外 =E -Ir考點 13. 串、并聯電路1.串聯電路的基本特點(1串聯電路中,各處的電流相等,即 n I I I I =21(2串聯電路中的總電壓等于各部分的電壓之和,即 n U U U U +=21(3串聯電路的總電阻等于各電阻之和,即 n R R R R +=21(4串聯電路的總功率等于各電阻消耗的功率之和,即 n P P P P +=212.并聯電路的基本特點(1并聯電路中,各支路的電壓相等,即 n U U U U =21(2并聯電路中的總電流等于各支路的電流之和,即 n I I I I +=21(3并聯電路的總電阻與各支路電阻的關系

16、:nR R R R 111121+= (4并聯電路的總功率等于各支路消耗的功率之和,即 n P P P P +=213.電流表的改裝(1 將小量程的電流表改裝成大量程的電壓表:串聯一個分壓電阻, 利用串聯電路電流處處相等的特點 RR U I g g += (2 將小量程的電流表改裝成大量程的電流表:并聯一個分流電阻, 利用并聯電路各支 路電壓相等的特點 R I I R I g g g (-=(3將電流表改裝成歐姆表:串聯一個電源 E 和一個可變電阻 R ,利用串聯電路電流處 處相等的特點,滿偏時 R r R E I g g +=,測電阻 R x 時 xg R R r R E I += 考點 1

17、4. 描繪小燈泡的伏安特性曲線(1定義:建立平面直角坐標系,用縱軸表示電流 I ,用橫軸表示電壓 U ,畫出導體的 I U 圖線叫做導體的伏安特性曲線。(2 線性元件:伏安特性曲線是通過坐標原點的直線, 表示電流與電壓成正比的電學元 件,其 斜率等于電阻的倒數 RU I k 1=。 (3非線性元件:伏安特性曲線不是直線,即電流 I 和電壓 U 不成正比的電學元件。應 用實例:小燈泡的伏安特性曲線?？键c 15. 多用電表的使用使用多用電表時應先進行機械調零,使指針正對電流或電壓的零刻度。(1測直流電壓:將功能選擇開關旋至直流電壓擋;根據待測電壓的估計值選擇量程, 若無法估測, 則從大量程到小量程

18、進行試測, 確定 恰當的量程進行測量;測量時,與被測用電器并聯,注意紅“ +”黑“-”的接法;根據擋位所指的量程以及指針所指的刻度值,讀出電壓表的示數。(2測電流:與電流表原理相同,切記要串聯接入電路。(3測電阻:選擇合適的量程,將兩表筆直接接觸,調整“歐姆調零旋鈕” ,使指針指 向“ 0” 。 改變不同倍率的歐姆檔后必須重復這項操作, 被測電阻必須與電路斷開。根據二 極管的單向導電性, 測二極管的正向電阻時, 選擇開關旋至低倍率的歐姆檔; 測二極管的反 向電阻時,選擇開關旋至高倍率的歐姆檔?？键c 16.測定電池的電動勢與內阻實驗原理:根據閉合電路歐姆定律,關系式:E =U +Ir 利用如圖所

19、示 的電路測出幾組 U 和 I 值,由作出 U I 圖像,它在 U 軸上的截距就是電動勢 E ,它的斜率的絕對值就是內阻 r 。注意:有時縱坐標的起始點不是0,求斜率的一般式應該是 r =IU ?？键c 17. 電路設計中電路和器材的選擇1.選擇分壓電路的幾種基本情況:(1要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調節(jié),只有分壓電路才能滿足;(2 如果實驗所提供的電壓表、 電流表量程或電阻元件允許最大電流較小, 采用限流法 時, 無論怎么調節(jié)電路中實際電流 (壓 都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流 (壓 值,為了保護電表或電阻元件免受損壞,必須采用分壓電路;(3 伏安法測電阻實驗中, 若所用的

20、變阻器阻值遠小于待測電阻阻值, 采用限流法接時 即使變阻器觸頭從一端滑至另一端, 待測電阻上的電流(壓 變化也很小,這不利于多次測 量求平均值,對此必須選擇分壓電路。2選擇實驗器材的基本原則： （1）安全性原則：所有儀表都不可超出量程，所有用電器都必須在額定功率內（或不超 過允許通過的最大電流） ； （2）精確性原則：為了減小偶然誤差所選儀表的讀數不得小于量程的 1/3； （3）最小能耗原則：一般很少考慮，往往是在上述因素同時考慮后仍不能判定時使用。 達標練習 1關于歐姆定律的理解，下列說法正確的是 A某導體的電阻是由導體兩端的電壓決定的 B某導體的電阻是由通過導體的電流決定的 C對同 一導體

21、而言，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比 D對同一導體而言，通過導體的電流與導體兩端的電壓成反比 2有甲乙兩根不同材料的金屬絲，橫截面積相同，甲的長度是乙的 2 倍，則（ ） A甲的電阻比乙的大 B甲的電阻比乙的小 C甲乙的電阻一定相等 D甲乙的電阻可能相等 3在一閉合回路中，通過某定值電阻的電流增大為原來的 2 倍，則在相同的時間內電阻產 生的熱量是原來的（ ） A4 倍 B2 倍 C 1 倍 2 D 1 倍 4 4關于電動勢，下列說法正確的是（ ） A電源電動勢等于電流與電源內阻的乘積 B電源電動勢是由電源的內阻決定的 C在閉合電路中，電源電動勢就是路端電壓 D電源電動勢在數值上等于內、

22、外電壓之和 5用多用電表測通過某導體的電流時，下列操作正確的是（ ） A與導體并聯接入電路進行測量 B與導體串聯接入電路進行測量 C與導體串聯，但不必接入電路即可測量 D不管串聯還是并聯，只要接入電路就可進行測量 6小量程的電流表改裝成大量程的電壓表時，要 （填“串聯”或“并聯” ）一個分壓電 阻；小量程的電流表改裝成大量程的電流表時，要 （填“串聯”或“并聯” ）一個分流 電阻。 7分別標有“100 ，4W” 、 “90 ，10W”的 A、B 兩個電阻，當它們串聯時允許加的最大總 電壓是 V，并聯時允許通過 A 電阻的最大電流是 A。 8如圖所示，電源電動勢 E=15V，內電阻 r=1，小燈

23、泡 L 標有“2V， M 4W” ，用一臺電動機 M 提升重物，電動機線圈的電阻 r=1，當可變 L 電阻器的阻值 R=2 時，小燈泡正常發(fā)光，電動機正常工作，求： （1）通過電動機的電流 I； R S （2）電動機工作 10min 對重物所做的功。 r E I 9. A、B、C 三個電阻的 I-U 圖象如圖所示，在三個電阻兩端分別接入 相同的電壓， 則 的電功率最大， 若三個電阻分別通過相同的電流， O 則 的電功率最大。 10. 在如圖所示的電路中，若 R1=4，R3=6，電池內阻 r=0.6， 則電源產生總功率為 40W，而輸出功率為 37.6W，求電源的電動勢和 電阻 R2。 R 1

24、C B A U E r R2 R3 6 考點 18.磁場 1磁場：磁體或電流周圍存在一種特殊的物質，能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體與電 流之間、電流與電流之間的相互作用，這種特殊的物質叫磁場。地球由于本身具有磁性而在 其周圍形成的磁場叫做地磁場。 2磁現象的電本質：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的定向移動產生的。 3勻強磁場：在磁場的某個區(qū)域內，如果各點的磁感應強度大小和方向都相同，這個 區(qū)域的磁場叫做勻強磁場。 考點 19.磁感線 （1）定義：如果在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應 強度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。 （2）特點： 磁感線是為了形象的描述

25、磁場而人為假設的曲線； 在磁體的外部，磁感線從北極出來，進入南極；在磁體的內部，由南極回到北極； 磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，磁場的方向在過該點的磁感線的切線上； 磁感線是不相交、不相切的閉合曲線。 （3）判斷方法：安培定則（又稱右手螺旋定則） 考點 20磁感應強度 （1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線，受到安培力 F 的作用，安培力 F 跟電流 I 和導線長度 L 的乘積 IL 的比值。是描述磁場的力的性質的物理量。 （2）公式： B ，單位：T （3） 變式表述： 磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量， 又叫磁通密度。 表達式：B S 考點 21磁通量 （1）定義：在磁感應強度

26、為 B 的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為 S， 我們把 B 與 S 的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。 （2）公式： =BS，單位：Wb （3）適用條件： 勻強磁場； 磁感線與平面垂直。 考點 22安培力 （1）大小：F = (BI （2） 方向左手定則： 伸開左手， 使拇指與其余四指垂直， 并且都與手掌在同一平面內； 讓磁感線從掌心進入， 讓使四指指向電流方向， 這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中 所受安培力的方向。 （3）變式表述：如果磁感應強度與導線方向成 角，其表達式：F=BILsin （4）應用實例：磁電式電流表 考點 23洛倫茲力 （1）大?。篎 =

27、(BV （2） 方向左手定則： 伸開左手， 使拇指與其余四指垂直， 并且都與手掌在同一平面內； 讓磁感線從掌心進入， 讓使四指指向正電荷運動的方向， 這時拇指所指的方向就是運動正電 荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。 （3）特點：洛倫茲力不對帶電粒子做功。自由電荷在勻強磁場中做勻速圓周運動的 半徑 r 周期： T （4）應用實例：電視顯像管、質譜儀、回旋加速器等。 帶電粒子在有界勻強磁場中的運動，往往是一段圓弧，求解這類問題，要充分利用對稱 性原則。如果從同一直線邊界射出，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域，沿徑向射入 的粒子，必沿徑向射出。 1定圓心：圓心一定在與速度方向垂直的直線上。 如果已知入射和出射方向， 圓心是入射和出射方向的垂線交點； 如果已知入射方向和出 射點的位置，圓心是入射點與出射點的連線中垂線和入射方向垂線的交點。 2定半徑：利用平面幾何關系或公式 r ，求出該圓的半徑。 注意：粒子速度的偏向角等于圓心角。 3定時間：利用平面幾何關系，求出圓心角，由 t 求出時間。 7 達標練習 1用一根小鐵棒去靠近小磁針，如果小磁針被排斥，則說明這根鐵棒（ ） A與小磁針的靠近端是同名磁極 B與小磁針的靠近端是異名磁極 C一定不是磁體 D可能是磁體，也可能不是磁體 2. 關于磁感線的特點，下列說法不正確的是（ ） A磁感線是一系列平行的直線 B磁感線不相交、不相切 C