人教版高二物理選修1-1第一章知識(shí)點(diǎn).doc

1.1電荷 庫(kù)侖定律一、電荷 電荷守恒自然界存在的兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；電荷的多少叫做電荷量；絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷，毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電荷。1. 摩擦起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷，而是電子轉(zhuǎn)移。使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，并使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。2. 感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。分析：根據(jù)同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引，我們也可以知道A帶正電，B帶負(fù)電，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A、B所帶電量相等。因?yàn)橹匦陆佑|后，A、B又不帶電了。 結(jié)論：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。3.比較摩擦起電和靜電感應(yīng)的區(qū)別分析：不同點(diǎn)：摩擦起電是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體感應(yīng)起電是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。共同點(diǎn)：都使物體帶等量的異種電荷。結(jié)論：電荷守恒定律（可轉(zhuǎn)移但電量不變）上述起電的中和過(guò)程；物質(zhì)（電子）不滅。二、元電荷元電荷是電荷量最小的單位，即一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶的電量元電荷量： e1.610-19C 任何一個(gè)物體所帶電量只能是它的整數(shù)倍；1庫(kù)6.251018個(gè)電子電子的電荷量和電子質(zhì)量m的比叫荷質(zhì)比：三、庫(kù)侖定律1.庫(kù)侖定律 FkQ1Q2/r2 條件：真空，點(diǎn)電荷 靜電力：兩個(gè)帶電體之間的作用力通常叫做靜電力或庫(kù)侖力（遵守牛頓第三定律）2.點(diǎn)電荷只關(guān)心電荷的電量，不考慮帶電體的體積大小類(lèi)似質(zhì)點(diǎn)（理想模型） 靜電力恒量k9109牛米2/庫(kù)24.適用條件單位：國(guó)際單位制電荷量：計(jì)算時(shí)取絕對(duì)值，、用來(lái)判斷方向相互性：作用力和反作用力適用性：真空中、點(diǎn)電荷、靜止電荷間、靜止和運(yùn)動(dòng)電荷間1.2電場(chǎng)1、 電場(chǎng)1.定義：電荷的周?chē)嬖谝环N特殊的物質(zhì)，叫做電場(chǎng)。2.基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。3.說(shuō)明：場(chǎng)的概念的建立，是人類(lèi)對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的一個(gè)重要進(jìn)展?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，實(shí)物和場(chǎng)是物質(zhì)存在的兩種不同形式，雖然我們看不見(jiàn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，但它們是客觀存在的物質(zhì)。2、 電場(chǎng)強(qiáng)度1. 定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。2. 公式：E=F/q 單位：牛每庫(kù)，符號(hào)是N/C。3. 物理意義：物理意義：描述電場(chǎng)力的性質(zhì)。4. 性質(zhì)：大小決定因素：由電場(chǎng)本身決定，與q、F無(wú)關(guān)。 方向：規(guī)定正電荷所受的電場(chǎng)力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向5. 說(shuō)明：用比值定義物理量，在物理學(xué)中，常常用比值定義一個(gè)物理量，用來(lái)表示研究對(duì)象的某種性質(zhì)。用比值定義的物理量只與比值有關(guān)，而與比值中的兩物理量無(wú)關(guān)。3、 電場(chǎng)力1. 公式：FqE2. 性質(zhì)：正電荷的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，負(fù)電荷的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反。4、 電場(chǎng)線1. 定義：在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線就叫做電場(chǎng)線。2. 作用：切線方向表示E的方向；曲線的疏密表示E的大小3.幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布情況 正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布：a、離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大b、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同。 等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布a、沿點(diǎn)電荷的連線，場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直c、在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布情況a、 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0b、 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0c、 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏4.電場(chǎng)線特點(diǎn) 電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷； 電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交；不中斷 在同一幅圖中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較疏，可以用電場(chǎng)線的疏密來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小。5. 勻強(qiáng)電場(chǎng) 定義：電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都相同的電場(chǎng)。 電場(chǎng)線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)是大小和方向都相同的電場(chǎng)，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距的直線說(shuō)明：平行但間距不均勻的電場(chǎng)是不存在的1.3生活中的靜電現(xiàn)象一、放電現(xiàn)象在干燥天氣的黑夜里脫去化纖衣服時(shí)會(huì)看到火花、聽(tīng)到僻啪聲實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車(chē)輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時(shí)產(chǎn)生的火花引起爆炸飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時(shí)機(jī)身積累電荷)二、雷電和避雷說(shuō)明：云層之間或云層與地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時(shí)，能產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響，這就是閃電和雷鳴。閃電的電流可以高達(dá)幾十萬(wàn)安培，會(huì)使建筑物嚴(yán)重?fù)p壞。說(shuō)明：雷電對(duì)人類(lèi)生活也會(huì)產(chǎn)生益處，有哪些益處呢？（閃電產(chǎn)生的高溫促使空氣中的氧和氮化合成氮氧化物，隨雨水降至地面，成為天然的氮肥 閃電產(chǎn)生的臭氧留在大氣層中，能保護(hù)地球上的生物免遭紫外線的傷害） 說(shuō)明：導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集尖端附近的電場(chǎng)就特別強(qiáng)會(huì)放出電荷，這種現(xiàn)象我們稱之為尖端放電三、靜電的應(yīng)用和防止。 說(shuō)明：靜電在工業(yè)和生活中有很重要的用途，有時(shí)又會(huì)帶來(lái)很多麻煩，需要防止 人們應(yīng)用靜電的例子（靜電除塵靜電噴漆復(fù)?。?人們防止靜電的例子(實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車(chē)輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時(shí)產(chǎn)生的火花引起爆炸飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時(shí)機(jī)身積累電荷)1.4電容器一、電容器1、作用：電容器就是容納電荷的容器。2、構(gòu)造：由兩個(gè)相互靠近、彼此絕緣的導(dǎo)體組成這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的兩極中間彼此絕緣的物質(zhì)叫電介質(zhì)（空氣也是電介質(zhì)）二、電容1、 電容的物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量來(lái)源:學(xué)2、 定義：電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容。3、公式： 單位：法拉（F）還有微法（F）和皮法（pF） 1F=10-6F=10-12pF注意：是由電容器本身的性質(zhì)（由導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì)）決定的,與電容器是不是帶電無(wú)關(guān)。類(lèi)比 電阻、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差的定義電容是描述電容器存儲(chǔ)電荷本領(lǐng)的物理量，與U和Q都沒(méi)有關(guān)系，只與電容器本身的構(gòu)造有關(guān)。三、影響平行板電容器電容大小的因素電容的決定因素：內(nèi)部結(jié)構(gòu)，猜想（S , d ，兩極板間的電介質(zhì) ） 研究方法：控制變量法1、 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置分析： 靜電計(jì)可以用來(lái)測(cè)量電勢(shì)差.把它與電容器的兩極板相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個(gè)極板之間的電勢(shì)差U.2、平行板電容器電容的決定式： 其中，（1）k 靜電力常量 （2）d 板間距離 （3）S 兩極板正對(duì)面積 （4） 介電常數(shù)（描述兩導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)特性）四、電容器性能的主要指標(biāo):1、電容量 2、耐壓能力小結(jié)：電容器由兩片導(dǎo)體為極板，中間隔以電介質(zhì)構(gòu)成。 電容C是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。 定義式 適用于任何電容器，C與Q，U無(wú)關(guān) 決定式 只適用于平行板電容器，反映C的決定因素1.5電源和電流一、電源：先分析課本圖2.1-1 說(shuō)明該裝置只能產(chǎn)生瞬間電流（從電勢(shì)差入手）【問(wèn)題】如何使電路中有持續(xù)電流？ A池B池R抽水機(jī)類(lèi)比：（把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類(lèi)比）如圖21，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細(xì)管連起來(lái)，則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，從水池A運(yùn)動(dòng)到水池B。A、 B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。圖2-1提問(wèn)：怎攔才能使水管中有源源不斷的電流呢?回答：可在A、B之間連接一臺(tái)抽水機(jī)，將水池B中的水抽到水池A中，這樣可保持A、B之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。歸納： 電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置。（從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置）種類(lèi)有干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。二、恒定電場(chǎng)：結(jié)合課本圖2.1-4分析導(dǎo)線中的電場(chǎng)的分布情況。MNE0FnFt MNE0MNEEE0EF 導(dǎo)線中的電場(chǎng)是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場(chǎng)，可將該電場(chǎng)分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動(dòng)，形成電流；垂直于導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場(chǎng)，該電場(chǎng)將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場(chǎng)，直到使導(dǎo)線中該方向合場(chǎng)強(qiáng)為零，而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只存在定向移動(dòng)。因?yàn)殡姾傻姆植际欠€(wěn)定的，故稱恒定電場(chǎng)。恒定電場(chǎng)：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱恒定電場(chǎng)。說(shuō)明：（1）由于在恒定電場(chǎng)中，任何位置的電場(chǎng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，所以它的基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同。（2）在靜電場(chǎng)中所講的電勢(shì)、電勢(shì)差、及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等等，在恒定電場(chǎng)中同樣適用。三、電流（標(biāo)量）1. 電流的形成概念：電荷的定向移動(dòng)形成電流。2. 形成電流的必要條件： 要有能自由移動(dòng)的電荷-自由電荷在導(dǎo)體中存在著大量的能自由移動(dòng)的電荷。如金屬導(dǎo)體中的自由電子、電解液中的正負(fù)離子等。通常按物質(zhì)電性能不同分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體，其本質(zhì)區(qū)別是它們單位體積內(nèi)含有自由電荷的多少以及是否含有可自由移動(dòng)的電荷。 導(dǎo)體兩端必須有電壓自由電荷只有定向移動(dòng)才能形成電流，要使自由電荷定向移動(dòng)，需給自由電荷施加驅(qū)使它做定向移動(dòng)的作用力，這個(gè)作用力可以由電場(chǎng)施加。將導(dǎo)體的兩端加上一定的電壓（通過(guò)電源實(shí)現(xiàn)），導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，形成電流，所以形成電流還應(yīng)滿足導(dǎo)體兩端存在電壓。3.電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向。 是人為規(guī)定的，和負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反。在外電路中，電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)；在內(nèi)電路中，電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì)。4. 電流的強(qiáng)弱的描述定義：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用的時(shí)間的比值。它是描述電流的強(qiáng)弱的物理量，用I來(lái)表示。定義式： 電流的微觀表示：-AB 取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C，橫截面積為S，導(dǎo)體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷帶的電量為q，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面C的電量Q是多少？電流I為多少？歸納：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 這就是電流的微觀表示式。從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中的自由電荷密度、電量定向移動(dòng)速度、導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。說(shuō)明：1、，求出的是電流的平均值，可求電量。電流是標(biāo)量，雖有大小和方向，但不是矢量。2、導(dǎo)體中有電流時(shí)，其中的自由電荷并不是以同樣的速率，向一定的方向“齊步走”。由于自由電子頻繁地與金屬正離子碰撞，它們只是在不斷地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)中總體上有了“定向移動(dòng)”。3、導(dǎo)體中有電流時(shí)應(yīng)區(qū)分三種速率：電場(chǎng)傳播速率（或電流傳導(dǎo)速率）：它等于光速，電路一旦接通，電源就以光速在電路中各處建立了電場(chǎng)，整個(gè)電路上的電子幾乎同時(shí)受到電場(chǎng)力的作用做定向移動(dòng)。平時(shí)一合上開(kāi)關(guān)，用電器立即就有電流，就是這個(gè)原因。無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率，其數(shù)量級(jí)約為。自由電荷定向移動(dòng)速率，它與導(dǎo)體中的電流，截面積大小以及自由電荷的密度有關(guān)。電路中電子定向移動(dòng)速率的數(shù)量級(jí)約為（4）單位：安培（A）， （5）電流的種類(lèi) 直流電：方向不隨時(shí)間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動(dòng)直流電兩類(lèi)：其中大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時(shí)間改變而大小隨時(shí)間改變的電流叫脈動(dòng)直流電。 交流電：方向和大小都隨時(shí)間做周期變化的電流。1.6電流的熱效應(yīng)一、概念：電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2 電能轉(zhuǎn)換的熱能與哪些因素有關(guān)： I(電流)、R (電阻) 、t (時(shí)間) 1.熱量與電阻的關(guān)系：在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，阻值大的電阻產(chǎn)生的熱量多。 2.熱量與電流的關(guān)系：在電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流大的電阻產(chǎn)生的熱量多。 3.熱量與時(shí)間的關(guān)系：在電阻、電流相同時(shí)，通電時(shí)間長(zhǎng)的