高中物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)及典型例題

高中物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)及典型例題電荷及其守恒定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道兩種電荷及其相互作用，知道電量的概念。2.知道摩擦起電和感應(yīng)起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)。3.知道電荷守恒定律。4.知道什么是元電荷。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、電荷守恒定律和元電荷1.兩種電荷:(1)正電荷:絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電荷;(2)負(fù)電荷:毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶的電荷。2.電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。3.使物體帶電方法:(1)摩擦起電;(2)接觸帶電;(3)感應(yīng)起電。4.摩擦起電:(1)本質(zhì):電荷的轉(zhuǎn)移;(2)原因:原子核對(duì)核外電子的束縛能力不同。(3)結(jié)果:兩個(gè)相互摩擦的物理帶上了等量異種電荷。5.自由電子:金屬中，最外層電子脫離原子核束縛在金屬中自由活動(dòng)的電子，失去電子的原子變成為了帶正電的離子。6.靜電感應(yīng):把電荷移近不帶電的異體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電。當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷。7.電荷守恒定律:電荷既不會(huì)產(chǎn)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。(一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變)8.元電荷:(1)最小的電荷量，用e表示，，單位:庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱(chēng)庫(kù)，符號(hào)用C表示。正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。(2)比荷:電子的電荷量e與電子的質(zhì)量之比，。注意:所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說(shuō)，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。9.驗(yàn)電器:(1)作用:檢驗(yàn)物體是否帶電。(2)原理:同種電荷相互排斥。三、典型例題例1關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是:()A.摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體另一個(gè)部分D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了解析:摩擦起電的實(shí)質(zhì)是:當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)1物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶上負(fù)電，失去電子的物體帶上正電。即電荷在物體之間轉(zhuǎn)移。感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷之間的相互吸引或排斥，導(dǎo)致導(dǎo)體中的自由電荷趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體上靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離的一端帶同種電荷。即電荷在物體的不同部分之間轉(zhuǎn)移。由電荷守恒定律可知:電荷不可能被創(chuàng)造。答案:BC例2絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個(gè)絕緣金屬球b，開(kāi)始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則:()A.a、b之間不發(fā)生相互作用B.b將吸引a，吸住后不放C.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)D.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)解析:當(dāng)a帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故a將吸引b。這種吸引是相互的，故可以觀察到a被b吸引過(guò)來(lái)。當(dāng)它們相互接觸后，電荷從a轉(zhuǎn)移到b，它們就帶上了同種電荷，根據(jù)電荷間相互作用的規(guī)律，它們又將互相排斥。答案:D例3如圖所示，將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是()A(先把兩球分開(kāi)，再移走棒B(先移走棒，再把兩球分開(kāi)C(先將棒接觸一下其中的一個(gè)球，再把兩球分開(kāi)D(棒的帶電荷量不變，兩導(dǎo)體球不能帶電解析:帶電棒移近導(dǎo)體球但不與導(dǎo)體球接觸，從而使導(dǎo)體球上的電荷重新分布，甲球左側(cè)感應(yīng)出正電荷，乙球右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，此時(shí)分開(kāi)甲、乙球，則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷，故A正確;如果先移走帶電棒，則甲、乙兩球上的電荷又恢復(fù)原狀，則兩球分開(kāi)后不顯電性，故B錯(cuò);如果先將棒接觸一下其中的一球，則甲、乙兩球會(huì)同時(shí)帶上和棒同性的電荷，故C正確(可以采用感應(yīng)起電的方法使兩導(dǎo)體球帶電，而使棒的帶電荷量保持不變，故D錯(cuò)誤。答案:AC庫(kù)侖定理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(掌握庫(kù)侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫(kù)侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量(2(會(huì)用庫(kù)侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。23(知道庫(kù)侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.靜電力(庫(kù)侖力):靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。3.點(diǎn)電荷:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀大小以及電荷分布狀況可以忽略，這樣的帶電體就叫做點(diǎn)電荷，它是一種理想模型。4.計(jì)算公式:。k是比例系數(shù)，叫靜電力常量，r是電荷間的距離。單位:q的單位是庫(kù)侖(C)，力的單位是牛頓(N)，距離單位是米(m)，。微觀粒子間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì)。5.方向:點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力方向在兩者連線上。三、典型例題例1:如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上(a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小(已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是()A(F1B(F2C(F3D(F4解析:選B.據(jù)“同電相斥、異電相引”規(guī)律，確定電荷c受到a和b的庫(kù)侖力方向，考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量，因此Fb大于Fa，F(xiàn)b與Fa的合力只能為F2，故選項(xiàng)B正確。答案:B例2:如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a和b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍(若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引和庫(kù)侖力F庫(kù)的表達(dá)式正確的是()A(F引,，F(xiàn)庫(kù),B(F引?，F(xiàn)庫(kù)?3C(F引?，F(xiàn)庫(kù),D(F引,，F(xiàn)庫(kù)?解析:由于a、b兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集，又l,3r，不滿足l?r的要求，故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律，故F庫(kù)?.雖然不滿足l?r，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，故F引,。答案:D3.質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L(zhǎng)，A球帶電量,，10q;B球帶電量,，q。若在C球上加一個(gè)水平向右的恒力F，如圖7所示，要使三球能始終保持L的間距向右運(yùn)動(dòng)，問(wèn)外力F為多大,C球帶電性質(zhì)是什么,解析:由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對(duì)A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運(yùn)動(dòng)，故C球帶負(fù)電荷。以三球?yàn)檎w，設(shè)系統(tǒng)加速度為a，則F,3ma?隔離A、B，由牛頓第二定律可知:對(duì)A:,,ma?對(duì)B:，,ma?聯(lián)立?、?、?得F,。答案:負(fù)電荷4電場(chǎng)強(qiáng)度一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。2(理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式，會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。3(能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4(知道電場(chǎng)的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電場(chǎng):(1)電場(chǎng):電荷及變化磁場(chǎng)周?chē)臻g里存在的一種特殊物質(zhì);電荷間通過(guò)電場(chǎng)相互作用。(2)電磁場(chǎng):有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體的總稱(chēng)。(3)靜電場(chǎng):靜止電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2.電場(chǎng)強(qiáng)度:(1)試探電荷(檢驗(yàn)電荷):1內(nèi)容:用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的帶點(diǎn)小球;2條件:A電荷量和尺寸必須充分小;B對(duì)金屬球上的電荷分布不產(chǎn)生明顯影響。(2)場(chǎng)源電荷(源電荷):激發(fā)電場(chǎng)的帶電小球所帶的電荷。(3)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受靜電力F跟它的電荷量比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。(4)物理意義:1描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量;2描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。3電場(chǎng)強(qiáng)度的大小取決與電場(chǎng)本身，或者說(shuō)取決于激發(fā)電場(chǎng)的電荷，與電場(chǎng)中的受力電荷無(wú)關(guān)。(5)定義式:。(F為電場(chǎng)對(duì)試探電荷的作用力，q為放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷(試探電荷)的電荷量)(6)單位:牛(頓)每庫(kù)(侖)，符號(hào)為;或者伏(特)每米，符號(hào)為;1=。(7)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量;規(guī)定為放在該點(diǎn)的正電荷受到的靜電力方向;與正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷受力方向相反。(8)適用條件:適用于一切電場(chǎng)。3.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以及電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。(1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng):1電場(chǎng)強(qiáng)度:。(只適用于點(diǎn)電荷;E是電場(chǎng)強(qiáng)度，k是靜電力常量，Q是點(diǎn)電荷的電量，r是源電荷與試探電荷的距離)2方向:如果以Q為中心作一球面，Q為正電荷，E方向沿半徑向外;Q為負(fù)電荷，E方向沿半徑向外。(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。4.電場(chǎng)力:。5.電場(chǎng)線:在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處終止的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，此曲線叫電場(chǎng)線。電場(chǎng)線的特點(diǎn):(1)電場(chǎng)線是起源于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處的有源線。(2)電場(chǎng)線不閉合、不相交、不間斷的曲線。(3)電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)線稀的地方場(chǎng)強(qiáng)小。5(4)電場(chǎng)線不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，也不是客觀存在的曲線，而是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^的描述電場(chǎng)而假想的曲線。常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線電場(chǎng)電場(chǎng)線圖樣簡(jiǎn)要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會(huì)聚狀等量同號(hào)電荷相斥狀等量異號(hào)電荷相吸狀6.勻強(qiáng)電場(chǎng):(1)定義:如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。(2)特點(diǎn):勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線。(3)大小:，U為兩點(diǎn)間電勢(shì)差，d為沿電場(chǎng)線方向的距離。(4)物理意義:沿電場(chǎng)線方向單位長(zhǎng)度的電勢(shì)降落，單位長(zhǎng)度電壓越大，場(chǎng)強(qiáng)越大。例如，兩等大、正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。三、典型例題例1:下列說(shuō)法正確的是()A、根據(jù)E,F/q，可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)力成正比2B、根據(jù)E,kQ/r，可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量成正比C、根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，可知合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于分電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)D、電場(chǎng)線就是點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡解析:這個(gè)問(wèn)題涉及到有關(guān)電場(chǎng)的基本概念。E,F/q作為電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，給出了電場(chǎng)強(qiáng)度的一種測(cè)量方式或方法。而對(duì)于電場(chǎng)中的某一確定的點(diǎn)，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場(chǎng)力也不同，但電場(chǎng)力和電荷量的比值卻是不變的，即電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力及試探電荷的電荷量無(wú)關(guān)，而由場(chǎng)源電荷及研究點(diǎn)在場(chǎng)中的位置決定。對(duì)于點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，確定點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷的電量成正比。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合場(chǎng)強(qiáng)由平行四邊形法則確定，作為合場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的對(duì)角線不一定比作為分場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的鄰邊長(zhǎng)。只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線，帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線重合時(shí)，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才會(huì)與電場(chǎng)線重合。答案:B例2:如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為，Q的點(diǎn)電荷，如果把一個(gè)帶電量為,q的試探電荷放在c點(diǎn)，則恰好平衡，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多少,a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為多少,6解析:圖示空間有勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是兩個(gè)電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)。由帶電量為,q的試探電荷在c處于平衡可得:解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為:由正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向;在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸的正方向。在a點(diǎn)，為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即在b點(diǎn)，為兩個(gè)等大、互相垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即-3例3:如圖所示，質(zhì)量m,2.0×10kg的帶電小球用絕緣細(xì)線豎直地懸掛于電場(chǎng)中，當(dāng)小球的帶電量為-4-2q,1.0×10C時(shí)，懸線中的張力為T(mén),1.5×10N，則小球所在處的場(chǎng)強(qiáng)為多大,當(dāng)小球的帶電量為q112-4,,1.0×10C時(shí)，懸線中的張力T為多大,2-2解析:小球的重力G=mg=2.0×10N-2由題意:繩子拉力T=1.5×10N,G故電場(chǎng)力F方向向上1-3且有F+T=G得F=G-T=5×10N11小球處的場(chǎng)強(qiáng)E=-4-3-2當(dāng)q=-1.0×10C時(shí)，電場(chǎng)力=F=5×10N，方向向下，此時(shí)繩中張力為T(mén)=G+=2.5×10N。22電勢(shì)能和電勢(shì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。2.理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電勢(shì):在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差;也等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))時(shí)電場(chǎng)力所做的功，電勢(shì)記作，電勢(shì)是相對(duì)的，某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐點(diǎn)降低。說(shuō)明:(1)電勢(shì)的相對(duì)性。(2)電勢(shì)是標(biāo)量。電勢(shì)是只有大小、沒(méi)有方向的物理量，電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于和低于零電勢(shì)。72.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力所做的功只與電荷的起止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)與重力做功相同。(2)電勢(shì)能ε電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫做電勢(shì)能，電勢(shì)能屬于電荷和電場(chǎng)系統(tǒng)所有。(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的數(shù)量關(guān)系W=ε,ε=?ε。ABAB電場(chǎng)力做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減小;電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做了多少功，電荷的電勢(shì)能就變化多少，即?ε=W=qU。ABAB3.等勢(shì)面的概念及特點(diǎn)(1)等勢(shì)面電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做等勢(shì)面。(2)等勢(shì)面的特點(diǎn)?電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，且總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面;?在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功;?處于靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面;?導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面處處垂直。(3)熟悉勻強(qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、等量異種電荷的電場(chǎng)、等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面的分布情況。?點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是以電荷為球心的一簇球面;?等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面?等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面;?勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面.4.電勢(shì)與等勢(shì)面(1)電勢(shì)是描述電場(chǎng)中單個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)性質(zhì)，而等勢(shì)面是描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)分布。(2)電場(chǎng)線是為了描述電場(chǎng)而人為引入的一組假想線，但等勢(shì)面卻是實(shí)際存在的一些面，它從另一角度描述了電場(chǎng)。(3)等勢(shì)面的性質(zhì)?同一等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零;?不同的等勢(shì)面一定不會(huì)相交或相切;?電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面且指向電勢(shì)降低的方向。5.比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)能大小的方法(1)場(chǎng)源電荷判斷法離場(chǎng)源正電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越大，試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越小(離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越小，試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越大((2)電場(chǎng)線法正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小;逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大(8負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大;逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小((3)做功判斷法無(wú)論正、負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷從電勢(shì)能較大的地方移向電勢(shì)能較小的地方(反之，如果電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電荷將從電勢(shì)能較小的地方移向電勢(shì)能較大的地方。6、電場(chǎng)中電勢(shì)高低的判斷和計(jì)算方法(1)根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷(因沿電場(chǎng)線方向各點(diǎn)電勢(shì)總是越來(lái)越低，而逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)總是逐漸升高。(2)根據(jù)等勢(shì)面的分布和數(shù)值，都畫(huà)在同一圖上，直接從圖上判定電勢(shì)高低。(3)根據(jù)電場(chǎng)力做功公式判定(當(dāng)已知q和W時(shí)，由公式W=qU，則U=W/q判定。ABABABABAB7、電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系(1)電勢(shì)是反映電場(chǎng)電勢(shì)能的性質(zhì)的物理量(還可以從能的角度定義電勢(shì):電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷具有的電勢(shì)能ε跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，即或者ε=qφ，某點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)是否有電荷無(wú)關(guān)。(2)正電荷在電勢(shì)為正值的地方電勢(shì)能為正值，在電勢(shì)為負(fù)值的地方電勢(shì)能為負(fù)值;負(fù)電荷在電勢(shì)為正的地方電勢(shì)能為負(fù)值，在電勢(shì)為負(fù)的地方電勢(shì)能為正值。(3)電勢(shì)是由電場(chǎng)決定，電勢(shì)能是由電場(chǎng)和電荷共同決定的(它們都是標(biāo)量、相對(duì)量(當(dāng)零勢(shì)點(diǎn)確定以后，各點(diǎn)電勢(shì)有確定的值。由于存在兩種電荷，則在某一點(diǎn)不同種電荷的電勢(shì)能有的為正值，也有的為負(fù)值。(4)在實(shí)際問(wèn)題中，我們主要關(guān)心的是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U和在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電荷電AB勢(shì)能的改變量?ε。U和?ε都與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)，有關(guān)系式:?ε=qU。ABABABABAB8、電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的比較(1)場(chǎng)強(qiáng)是反映電場(chǎng)力的性質(zhì)，電勢(shì)是反映電場(chǎng)能的性質(zhì)，它們都是由比值定義的物理量，因而它們都是由電場(chǎng)本身確定的，與該點(diǎn)放不放電荷無(wú)關(guān)。(2)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都惟一地確定了。(即各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小有確定的值)電勢(shì)是標(biāo)量，是相對(duì)量(電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值還可隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變。(3)電場(chǎng)線都能描述它們，但又有所不同:電場(chǎng)線的密度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線上各點(diǎn)的切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)的方向。沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低，但不能表示電勢(shì)的數(shù)值。三、典型例題例1:如圖所示，當(dāng)帶電體A靠近一個(gè)絕緣導(dǎo)體B時(shí)，由于靜電感應(yīng)，B兩端感應(yīng)出等量異種電荷。將B的左端接地，絕緣導(dǎo)體B帶何種電荷,解析:因?yàn)閷?dǎo)體B處于正電荷所形成的電場(chǎng)中，而正電荷所形成的電場(chǎng)電勢(shì)處處為正，所以導(dǎo)體B的電勢(shì)是正的，U,U;而負(fù)電荷在電場(chǎng)力的作用下總是從低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)，B左端接地，使地球中的地B負(fù)電荷(電子)沿電場(chǎng)線反方向進(jìn)入高電勢(shì)B導(dǎo)體的右端與正電荷中和，所以B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷。答案:B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷例2:如圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場(chǎng)中的軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是()A(電荷從a到b加速度減小9B(b處電勢(shì)能大C(b處電勢(shì)高D(電荷在b處速度小解析:由圖可知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密，說(shuō)明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律，檢驗(yàn)電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)。由圖可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即Fe?0，且Fe的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹向。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線指向是從疏到密。再利用“電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向”判斷a，b處電勢(shì)高低關(guān)系是U,U，C選項(xiàng)不正確。ab根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90?，可知電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能量變化的量度，可判斷由a?b電勢(shì)能增加，B選項(xiàng)正確;又因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確。答案:D例3:將一電量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)P移至電場(chǎng)中某點(diǎn)A,電場(chǎng)力做功,求A點(diǎn)的電勢(shì)。解析:設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P的電勢(shì)為從P到A,電場(chǎng)力做的功答案:,20V電勢(shì)差一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電勢(shì)差的概念。2.會(huì)計(jì)算點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、電勢(shì)差:(又叫電壓)(1)定義:電荷q在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值，叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB。(2)定義式:(3)單位:伏特，符號(hào)V，1V=1J/C(4)物理意義:電勢(shì)差的值即為電場(chǎng)力作用下兩點(diǎn)間移動(dòng)一庫(kù)侖的正電荷電場(chǎng)力做的功。10說(shuō)明:(1)定義式中，為q從初位置A移動(dòng)到末位置B電場(chǎng)力做的功，可為正值，也可為負(fù)值，q為電荷所帶的電量，正電荷取正值，負(fù)電荷取負(fù)值。(2)電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差，由這兩點(diǎn)本身的初、末位置決定。與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電量、電場(chǎng)力做功的大小無(wú)關(guān)。在確定的電場(chǎng)中，即使不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差都有確定的值，不能認(rèn)為與成正比，與q成反比。只是可以利用、q來(lái)計(jì)算A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差。(3)公式適用于任何電場(chǎng)。2.電勢(shì)與電勢(shì)差的比較:(1)電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值，。(2)電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小，與選取的參考點(diǎn)有關(guān);電勢(shì)差的大小，與選取的參考點(diǎn)無(wú)關(guān)。(3)電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量，單位都是伏特，都有正負(fù)值;電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或小;電勢(shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。3、應(yīng)用計(jì)算時(shí)，相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入，其結(jié)果:,0，電場(chǎng)力做正功;,0，電場(chǎng)力做負(fù)功;,0，,;,0，,三、典型例題2,8例1:下圖是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=2×10N/C(現(xiàn)讓一個(gè)電量q=,4×10C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離s=30cm(試求:(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化((2)M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(解析:(1)由圖可知，負(fù)電荷在該電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力F方向向左(因此從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能?E等于電荷克服電場(chǎng)力做的功W。,82,6電荷克服電場(chǎng)力做功為W=qEs=4×10×2×10×0.3J=2.4×10J。,6即電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能增加了2.4×10J。,6(2)從M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功為W=,2.4×10J。MN則M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為。即M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為60V。11,8,8例2:將一個(gè)電量為,2×10C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要反抗電場(chǎng)力做功4×10J，則M,8點(diǎn)電勢(shì)φ=________，若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功14×10J，則N點(diǎn)電勢(shì)φ=________，MNMN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=________。MN解析:本題可以根據(jù)電勢(shì)差和電勢(shì)的定義式解決，一般有下列三種解法:解法一:嚴(yán)格按各量的數(shù)值正負(fù)代入公式求解。由W=qU得:SMSM。而U=φ,φ，SMSM?φ=φ,U=(0,2)V=,2V。MSSM由W=qU得:MNMN。而U=φ,φ，MNMN?φ=φ,U=[,2,(,7)]V=5V。NMMN解法二:不考慮各量的正負(fù)，只是把各量數(shù)值代入公式求解，然后再用其他方法判斷出要求量的正負(fù)。由W=qU得。SMSM?電場(chǎng)力做負(fù)功，?負(fù)電荷q受的電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向大致相反，則場(chǎng)強(qiáng)方向與移動(dòng)方向大致相同，故φ,φ，而φ=0，故φ=,2V。SMSM同理可知:U=7V，φ=5V。MNN解法三:整體法求N點(diǎn)電勢(shì)時(shí)把電荷從S點(diǎn)移到M點(diǎn)再移動(dòng)N點(diǎn)，看成一個(gè)全過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，由S到N,8,8電場(chǎng)力做的總功等于各段分過(guò)程中電場(chǎng)力做功的代數(shù)和,即W=W，W=(,4×10，14×10)J=10×SNSMMN,810J。由W=qU得:SNSN。而φ=0，?φ=5V。SN電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系。對(duì)于公式要知道推導(dǎo)過(guò)程(2.能夠熟練應(yīng)用解決有關(guān)問(wèn)題。12二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.第一種表示方法:1勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積。2表達(dá)式:。2.第二種表示方法:1在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。2表達(dá)式:。三、典型例題例1:如圖所示，虛線a、b、c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線，且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等(實(shí)線為一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下面說(shuō)法中正確的是()A(三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B(對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C(對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大D(帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)，加速度增大解析:由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a(根據(jù)電場(chǎng)線的方向是指電勢(shì)降低的方向，故Uc,Ub,Ua，選項(xiàng)A錯(cuò)。帶正電粒子若從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力做正功，即電勢(shì)能減少;若從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加(故選項(xiàng)B錯(cuò)。根據(jù)能量守恒定律，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變，故粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確。由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等，因N點(diǎn)等勢(shì)面較密，則EN,EM，即qEN,qEM(由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大，選項(xiàng)D正確。答案:C、D例2:如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4cm。求:(1)P板及A點(diǎn)的電勢(shì)。(2)保持兩板間的電勢(shì)差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點(diǎn)的電勢(shì)將變?yōu)槎嗌?13解析:板間場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左，可見(jiàn)Q板是電勢(shì)最高處(Q板接地，則電勢(shì)φQ=0，板間各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值。利用公式可求出極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，再由U=Ed可求出各點(diǎn)與Q板間的電勢(shì)差，即各點(diǎn)的電勢(shì)值。(1)場(chǎng)強(qiáng)。QA間電勢(shì)差=Ed′=5×102×(10,4)×10,2V=30V。?A點(diǎn)電勢(shì)φA=,30V，P點(diǎn)電勢(shì)φP==,50V。(2)當(dāng)Q板向左平移5cm時(shí)，兩板間距離d1=10cm,5cm=5cm。Q板與A點(diǎn)間距離變?yōu)閐″=(10,4)cm,5cm=lcm。電場(chǎng)強(qiáng)度。3Q、A間電勢(shì)差=Ed″=1.0×10×1.0×10,2V=10V。所以A點(diǎn)電勢(shì)φA=,10V。靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)。2.理解靜電平衡時(shí)，靜電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn):?內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零(不為0則自由電子將繼續(xù)移動(dòng)直至合場(chǎng)強(qiáng)為0)?導(dǎo)體中沒(méi)有自由電荷定向移動(dòng)?凈電荷分布在導(dǎo)體表面，實(shí)驗(yàn)證明:法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)?導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)線與表面垂直理論證明:中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面反證法:若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)142.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周?chē)妶?chǎng)分布:上圖空間實(shí)際電場(chǎng)分布，不會(huì)出現(xiàn)虛線電場(chǎng)線3.空腔導(dǎo)體的特點(diǎn):凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)4.應(yīng)用電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱三、典型例題例1:使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()解析:帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器時(shí)，在驗(yàn)電器上感應(yīng)出異種電荷，A、D錯(cuò)誤。驗(yàn)電器的頂端帶上了正電荷，金屬箔片則帶上了負(fù)電荷，故B正確，C錯(cuò)誤。答案:B例2:如圖所示，不帶電的導(dǎo)體B在靠近帶正電的導(dǎo)體A后，P端及Q端分別感應(yīng)出負(fù)電荷和正電荷，則15以下說(shuō)法正確的是()A(若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶負(fù)電B(若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電C(若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將不帶電D(若用導(dǎo)線將P端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電解析:用導(dǎo)線將Q接地后，導(dǎo)體B與地球構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體，其距A較近的為P端，仍帶感應(yīng)負(fù)電荷;其距A較遠(yuǎn)處，不再是Q端，而是地球，將感應(yīng)出正電荷;而Q端成為大導(dǎo)體的中間部分將不會(huì)有感應(yīng)電荷。所以，導(dǎo)體B將帶負(fù)電荷。答案:A例3:圖中接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q，到球心的距離為r。該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心處產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于()A(B(C(0D(解析:由內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零可知，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，故。答案:D電容器的電容一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是電容器及常見(jiàn)的電容器。2.知道電場(chǎng)能的概念，知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化。3.理解電容器電容的概念及定義式，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4.知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系;掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電容器的電容、平行板電容器的電容(1)電容器:兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器.(2)電容:電容器所帶的電荷量Q(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值)與兩個(gè)極板間的電勢(shì)差U的比值，即電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.(3)常用電容器:紙質(zhì)電容器、電解電容器、平行板電容器、可變電容器.其中電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“，”、“,”極.(4)平行板電容器:平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成比，跟兩板正對(duì)面積S成正比，跟兩板16間距離d成反比，即(5)對(duì)電容器電容的兩個(gè)公式的理解.?公式是電容的定義式，適用于任何電容器.對(duì)于一個(gè)確定的電容器，其電容只由本身的因素決定，而與其電荷量Q和電壓U無(wú)關(guān).?公式是平行板電容器的決定式，只適用于平行板電容器.2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析充電后平行板電容器兩極板間形成的電場(chǎng)，可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由于某種原因使電容C發(fā)生了改變，就會(huì)導(dǎo)致電容器的電荷量Q，兩板間電壓U，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E發(fā)生相應(yīng)的變化，這類(lèi)問(wèn)題常見(jiàn)于兩種情況:(1)電容器一直與電源相連接.此時(shí)電容器兩極板間電勢(shì)差U保持不變.(2)電容器充電后與電源斷開(kāi).此時(shí)電容器所帶的電荷量Q保持不變.分析的基本思路是:三、典型例題-8例1:平行板電容器所帶的電荷量為Q,4×10C，電容器兩板間的電壓為U,2V，則該電容器的電容為;如果將其放電，使其所帶電荷量為原來(lái)的一半，則兩板間的電壓為，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的倍，此時(shí)平行板電容器的電容為。解析:由電容器電容的定義式得:電容的大小取決于電容器本身的構(gòu)造，與電容器的帶電量無(wú)關(guān)，故所帶電荷量為原來(lái)一半時(shí)，電容不變。而此時(shí)兩極板間的電壓為:板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，由場(chǎng)強(qiáng)與電壓關(guān)系可得:-8-8答案:2×10C、1V、1/2、2×10C例2:如圖電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S合上時(shí)，靜電計(jì)張開(kāi)一個(gè)角度，下述情況中可使指針張角增大的是A、合上S，使A、B兩板靠近一些B、合上S，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些C、斷開(kāi)S，使A、B間距增大一些D、斷開(kāi)S，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些解析:圖中靜電計(jì)的金屬桿接A板，外殼與B板均接地，靜電計(jì)顯示的是A、B兩板間的電壓，指針的17張角越大，表示兩板間的電壓越高。當(dāng)閉合S時(shí)，A、B兩板間的電壓等于電源兩端電壓不變。故靜電計(jì)的張角保持不變。當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，A、B兩板構(gòu)成的電容器的帶電量保持不變，如果板間的間距增大，或正對(duì)面積減小，由平板電容器電容的決定式可知，電容都將減小，再由可知，板間電壓都將增大，即靜電計(jì)的張角應(yīng)當(dāng)變大。答案:C、D例3:一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地。兩板間有一個(gè)正電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器兩板間的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板向下移到圖示的虛線位置則:()A、U變小，E不變B、E變小，W不變C、U變小，W不變D、U不變，W不變解析:一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，說(shuō)明電容器的帶電量將保持不變，負(fù)極板為零電勢(shì)。當(dāng)正極板向下移到圖示位置時(shí)，板間距變小，由E=可知板間的場(chǎng)強(qiáng)E不變，然而板間的電勢(shì)差U=Ed，U變小;由于P與下板間的距離不變，所以P與下板間的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故在P點(diǎn)的正電荷的電勢(shì)能不變，即W不變。答案:AC帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)——只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2(重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng))。3(知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.帶電粒子在電場(chǎng)中加速帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中加速，若不計(jì)粒子重力，根據(jù)動(dòng)能定理，有當(dāng)初速度v=0時(shí)，末速度v的大小只與帶電粒子的荷質(zhì)比和加速電壓U有關(guān)，而與粒子在電0場(chǎng)中的位移無(wú)關(guān).2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子沿垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，初速度為v，兩平行金屬板間電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，則平行于板方向的分0運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，L=vt018垂直于板方向的分運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)所以，側(cè)移距離偏轉(zhuǎn)角θ滿足3.示波管的原理(1)結(jié)構(gòu):示波管是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成的，管內(nèi)抽成真空.(2)原理:如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上掃描電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上所要研究的信號(hào)電壓，若其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線.4.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有兩類(lèi)問(wèn)題:一是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題，常用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去分析解決;二是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，常用動(dòng)能定理或能量守恒定律去分析解決.(1)在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)?在交變電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向(或初速為零)跟電場(chǎng)力方向平行，在交變電場(chǎng)力作用下，做加速、減速交替變化的直線運(yùn)動(dòng)，通常運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析求解.?在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向跟電場(chǎng)力方向垂直，若粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于交變電場(chǎng)的周期，可近似認(rèn)為粒子在通過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中電場(chǎng)力不變，而做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng).(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)處理復(fù)合場(chǎng)有關(guān)問(wèn)題的方法常有兩種:?正交分解法:將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互正交的簡(jiǎn)單直線運(yùn)動(dòng)，分別去研究這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，然后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成的知識(shí)去求解復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量.?等效法:由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力和重力都是恒力，因此，可將電場(chǎng)力F和重力G進(jìn)行合成如圖所示，這樣復(fù)合場(chǎng)就等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng)，將其合力F合與重力場(chǎng)的重力類(lèi)比，然后利用力學(xué)規(guī)律和方法進(jìn)行分析和解答.三、典型例題例1、如圖所示，電子在電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U的兩塊平行12極板間的電場(chǎng)中.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是()19A(U變大，U變大B(U變小，U變大1212C(U變大，U變小D(U變小，U變小1212解析:設(shè)電子經(jīng)電場(chǎng)U加速后獲得的速度為v，10根據(jù)動(dòng)能定理?設(shè)極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離為d，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則平行于極板方向:L=vt?0垂直于極板方向:?偏轉(zhuǎn)角θ滿足:?由以上各式可解得:顯然，U減小，U增大時(shí)，θ一定增大.12答案:B例2、如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為,q的粒子(重力不計(jì))，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)速度為v，方向與電場(chǎng)線垂直，在B點(diǎn)時(shí)速度大小為2v，已知A、B兩點(diǎn)間距離為d，求(1)A、B兩點(diǎn)間的電壓;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.解析:(1)帶電粒子從A到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得將v=v，v=2v代入可解得AB(2)帶電粒子從A到B做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)在垂直電場(chǎng)線和平行電場(chǎng)線方向上的位移分別為x和y。20由于A到B，粒子的動(dòng)能增加，則電場(chǎng)力做正功，所以，場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)水平向左.答案:例3、帶有等量異種電荷的兩個(gè)平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)，一個(gè)帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，如圖所示。在油滴的正上方距A板d處有一個(gè)質(zhì)量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過(guò)A板上的小孔，進(jìn)入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結(jié)合成一個(gè)大油滴.整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中，若不計(jì)油滴M和N間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結(jié)合成的大油滴(油滴可視為質(zhì)點(diǎn))又不與金屬板B相碰。求:(1)兩個(gè)金屬板A、B間的電壓是多少,哪板電勢(shì)高,(2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少,解析:(1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢(shì)較高，電勢(shì)差(2)若油滴N帶負(fù)電，則N與M相碰后，結(jié)合成大油滴無(wú)論其電性為正，還是為負(fù)，或者電荷量為零，都將向B板做加速運(yùn)動(dòng)而最終與B板相碰.因此，要不落到B板上，油滴N必帶正電.設(shè)油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設(shè)為v，有:0油滴N能與M相碰:油滴M和N相碰后，結(jié)合成大油滴，速度為v，有:21此后，大油滴向下運(yùn)動(dòng)，不碰到B板，須有代入v和U的值，解得油滴所帶電荷量是答案:B板電勢(shì)較高(2)正電，電源和電流一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立2(知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量——電流。3(從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電流的一層含義(1)大量自由電荷定向移動(dòng)形成電流的現(xiàn)象;(2)物體中有大量的自由電荷是形成電流的內(nèi)因，電壓是形成電流的外因。2.電流的另一層含義(1)意義:表示電流強(qiáng)弱的物理量(2)定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間的比值叫電流。(3)公式:(定義式)(4)單位:安培(A)、毫安(mA)、微安(μA)(5)是標(biāo)量，方向規(guī)定:正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?6)方向不隨時(shí)間而改變的電流叫直流電:方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流。3.電流的微觀表達(dá)式:I=nqSvn—單位體積內(nèi)電荷數(shù)q—自由電荷量S—導(dǎo)體的橫截面v—電荷定向移動(dòng)的速率三、典型例題22例1:來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA-19的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n和n，則n?n=_______。1212解:按定義，由于各處電流相同，設(shè)這段長(zhǎng)度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，則由。而解決該題的關(guān)鍵是:(1)正確把握電流強(qiáng)度的概念I(lǐng),Q/t而Q,ne。所以n=Q/e=It/e,(2)質(zhì)子源運(yùn)動(dòng)路程上的線密度與其瞬時(shí)速度成反比，因?yàn)镮,neSv，所以當(dāng)電流I一定時(shí)，n與v成反比。電動(dòng)勢(shì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電動(dòng)勢(shì)的概念及定義式，知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1(電源(更深層的含義)(1)電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。(2)非靜電力在電源中所起的作用:是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。2(電動(dòng)勢(shì)(1)定義:在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。(2)定義式:E=W/q(3)單位:伏(V)(4)物理意義:表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。【注意】:?電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定，跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān)。?電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)，電源兩極間的電壓。?電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。3(電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)?電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)。?內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。?容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是:A?h，mA?h。三、典型例題例1、一個(gè)標(biāo)有“220V、60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V，在此過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖象表示，題中給出的四個(gè)圖線中，肯定不符合實(shí)際的是()23解析:本題的思路是U—I圖像中，圖線的斜率表示電阻，斜率越大，電阻越大。如果圖線是曲線，則表示導(dǎo)體中通過(guò)不同的電壓、電流時(shí)它的電阻是變化的，這時(shí)電阻可以用該點(diǎn)曲線的切線斜率來(lái)表示。燈泡在電壓加大的過(guò)程中，燈絲中的電流增大，溫度升高，而金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大，所以燈絲在加大電壓的過(guò)程中電阻不斷增大，U—I圖線中曲線的斜率應(yīng)不斷增大。A圖中斜率不變，表示電阻不變，C圖中斜率減小，表示電阻減小，D圖中斜率先變大后變小。只有B圖中斜率不斷增大，符合電壓不斷變大的實(shí)際情況。答案:ACD說(shuō)明:本題的難點(diǎn)在于?是對(duì)U—I圖的物理意義的理解;?是由計(jì)算的電阻值只是燈泡正常發(fā)光的阻值，而不是整個(gè)過(guò)程中的阻值。例2、如圖所示在NaCl水溶液中，如在t秒內(nèi)分別有n和n個(gè)正負(fù)離子通過(guò)液體的橫截面S，試問(wèn):12溶液中的電流方向如何,電流強(qiáng)度多大,解析:，,在導(dǎo)體兩端加上電壓后，NaCl溶液中的Na離子和Cl離子在電場(chǎng)力的作用下向相反的方向作定，向移動(dòng)。正離子Na的定向移動(dòng)方向與電流的方向相同，如圖所示電流方向A?B。由于NaCl水溶液中正、負(fù)離子都是一價(jià)離子，電量均為e，所以在t秒內(nèi)有n個(gè)一價(jià)正離子沿著1A?B的方向通過(guò)S，同時(shí)有n個(gè)一價(jià)負(fù)離子沿相反的方向通過(guò)S，負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)可等效看成正離子沿2相反方向運(yùn)動(dòng)，即溶液中的電流相當(dāng)于t秒內(nèi)有(n，n)e的正電荷通過(guò)橫截面S，由得:12.例3、如圖所示，由一個(gè)由電池、電阻R、開(kāi)關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開(kāi)關(guān)閉合.在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中()24A(電阻R中沒(méi)有電流B(電容器的電容變小C(電阻R中有從a流向b的電流D(電阻R中有從b流向a的電流解析:圖中電容器被充電，A極板帶正電，B極板帶負(fù)電。根據(jù)平行板電容器的大小決定因等可知，當(dāng)增大電容器兩極板間距離d時(shí)，電容C變小.由于電容器始終與電池相連，電容器兩極板間電壓U保持AB不變，根據(jù)電容的定義，當(dāng)C減小時(shí)電容器兩極板所帶電荷量Q都要減少，A極板所帶正電荷的一部分從a到b經(jīng)電阻流向電源正極，即電阻R中有從a流向b的電流.所以選項(xiàng)B、C正確。答案:BC歐姆定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.要求學(xué)生理解歐姆定律，并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題。2.知道導(dǎo)體的伏安特性曲線，知道什么是線性元件和非線性元件。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、電源電動(dòng)勢(shì):電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)大小的物理量;電動(dòng)勢(shì)的大小由電源本身的性質(zhì)決定，數(shù)值等于電路中通過(guò)1C電量時(shí)電源所提供的能量，也等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓;電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，方向規(guī)定為由電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)的方向。2、閉合電路歐姆定律(1)閉合電路由電源的內(nèi)部電路和電源的外部電路組成，也可叫含電源電路、全電路。(2)在閉合電路里，內(nèi)電路和外電路都適用部分電路的歐姆定律，設(shè)電源的內(nèi)阻為r，外電路的電阻為R，那么電流I通過(guò)內(nèi)阻時(shí)在電源內(nèi)部的電壓降U=Ir，電流流過(guò)外電阻時(shí)的電壓降為U=IR，內(nèi)外由U，U=E，得。該式反映了閉合電路中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的外內(nèi)電阻成反比，即為閉合電路歐姆定律，適用條件是外電路為純電阻電路。3、路端電壓與負(fù)載變化的關(guān)系(1)路端電壓與外電阻R的關(guān)系:(外電路為純電阻電路)25其關(guān)系用U—R圖象可表示為:(2)路端電壓與電流的關(guān)系U=E,Ir(普適式)其關(guān)系用U—I圖象可表示為當(dāng)R=?時(shí)，即開(kāi)路，當(dāng)R=0時(shí)，即短路，其中，r=|tgθ|.4、閉合電路中的功率(1)電源的總功率(電源消耗的功率)P=IE總電源的輸出功率(外電路消耗的功率)P=IU輸2電源內(nèi)部損耗的功率:P=Ir損2由能量守恒有:IE=IU，Ir(2)外電路為純電阻電路時(shí):由上式可以看出:26即當(dāng)R=r時(shí)，此時(shí)電源效率為:(2)當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率減小。(3)當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率增大。(4)當(dāng)時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)2個(gè)可能的外電阻R和R，且125.“串反并同”定則:在外電路為混聯(lián)的閉合電路中，討論因某一電阻發(fā)生變化引起電路中各參量的變化時(shí)，可采用以下簡(jiǎn)單的方法:“串反并同”，當(dāng)某一電阻發(fā)生變化時(shí)，與它串聯(lián)的電路上的電流、電壓、功率必發(fā)生與其變化趨勢(shì)相反的變化;與它并聯(lián)的電路上的電流、電壓、功率必發(fā)生與其變化趨勢(shì)相同的變化。6.含電容器的電路分析:有電容器連接的電路，當(dāng)電路電壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器當(dāng)斷路處理，它兩端的電壓等于它并聯(lián)部分的電阻的兩端電壓。通常是先不考慮電容器，畫(huà)出等效電路，再安上電容器，電容器在恒定電流中可等效為“電壓表”。找出“電壓表”的讀數(shù)及變化，再由Q=CU求解。三、典型例題例1:如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)恒定，要想使燈泡變暗，可以()A(增大RB(減小R11C(增大RD(減小R22解析:電路是燈泡R與R并聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)。21若增大R，燈泡兩端電壓變小，燈泡變暗。同樣若減小R，則燈泡變亮。11若增大R，使得回路的總電阻增大，干路中電流減小，燈泡兩端電壓變大，燈泡變亮。2同樣若減小R，則燈泡變暗。2故AD正確。答案:AD例2:在如圖所示的電路中，當(dāng)滑線變阻器的滑動(dòng)頭向b端滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)將如何變化,27解析:整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)是:R與R并聯(lián)，然后再與R串聯(lián)，電壓表測(cè)的是路端電壓，電流表測(cè)的是231R支路的電流強(qiáng)度。當(dāng)滑動(dòng)頭向,滑動(dòng)時(shí)，R的阻值減小，由R=RR/(R+R)知并聯(lián)電路總電阻R33并2323并減小，故外電路總電阻R=R+R減小。根據(jù)閉合電路歐姆定律I=E/(R+r)，總電流強(qiáng)度I增大，由U=E-Ir1并知路端電壓即電壓表的示數(shù)將減小。因并聯(lián)電路電壓U=U-IR所以U減小，通過(guò)R的電流I=U/R并1并22并2減小。由I=I-I，可以看出R支路的電流，即電流表的示數(shù)將增大。323說(shuō)明:(,)判斷并聯(lián)電路的電壓時(shí)不能用U=IR，因?yàn)镽在減小而，在增大，其乘積倒底如何并并并變，由題設(shè)條計(jì)不能確定;同樣在判斷I3時(shí)也不能用I=U/R，因?yàn)镽和U都在減小，無(wú)法確定3并33并I如何變。此時(shí)應(yīng)通過(guò)先研究阻值不變的電阻R和R的電壓、電流的變化，再去討論U和I的變化312并3情況。(2)如果使用“串反并同”定則，判斷起來(lái)更簡(jiǎn)捷，R減小，則與它串聯(lián)的電流表的示數(shù)必增3大;R、R、R混聯(lián)電路電阻減小，則與它相并聯(lián)的電壓表的示數(shù)也應(yīng)相應(yīng)減小。123例3:某一電源對(duì)外供電電路如圖，已知R=6Ω，電源內(nèi)阻r=1Ω，滑動(dòng)變阻器的電阻R變化范圍為120,4Ω。(1)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，將變阻器的電阻調(diào)到有效電阻R=2Ω時(shí)，電源消耗的總功率為16W，電源2輸出功率為12W，求燈泡電阻R的阻值。L(2)若將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，此時(shí)燈泡L消耗的功率為多少,(3)在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的情況下，仍要使燈泡消耗的功率和S閉合時(shí)相同，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向哪邊移動(dòng),移動(dòng)到使其有效電阻值R2′等于多少的位置,解析:2(1)因?yàn)殡娫磧?nèi)消耗功率:P=Ir=P,P，所以?xún)?nèi)總出所以，燈泡電阻(2)S斷開(kāi)后，通過(guò)燈泡L的電流為:28此時(shí)燈泡消耗的功率為:(3)若S斷開(kāi)后仍要使燈泡消耗的功率和S閉合時(shí)相同，則由解(1)可知通過(guò)燈泡的電流仍應(yīng)為1A，由閉合電路歐姆定律有:即滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片應(yīng)向右滑動(dòng)到R′等于3Ω處。2串聯(lián)電路和并聯(lián)電路一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(進(jìn)一步學(xué)習(xí)電路的串聯(lián)和并聯(lián)，理解串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系和電阻關(guān)系，并能運(yùn)用其解決有關(guān)關(guān)問(wèn)題。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流:串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相等:I=I=I=I。123(2)電壓:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的電壓之和。U=U，U，U.123(3)電阻:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。R=R，R，R.123(4)分壓原理:串聯(lián)電路中的電阻起分壓作用，電壓的分配與電阻成正比。U:U:U=IR:IR:IR=R:R:R123123123(5)電功率、電功:串聯(lián)電路中的電功率、電功與電阻成正比。222P:P:P=IR:IR:IR=R:R:R123123123222W:W:W=IRt:IRt:IRt=R:R:R1231231232.并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流:并聯(lián)電路中干路中的總電流等于各支路中電流之和。I=I，I，I。123(2)電壓:并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓都相等。U=U=U=U。12329(3)電阻:并聯(lián)電路中，總電阻的倒數(shù)，等于各支路電阻的倒數(shù)之和。。(4)分流原理:并聯(lián)電路中的電阻起分流作用，電流的分配與電阻成反比。I:I:I=1233.混聯(lián)電路:(1)解決混聯(lián)電路的方法是:求混聯(lián)電路的等效電路;運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。(2)畫(huà)等效電路圖即是等效替代的方法;對(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行等效變換的一般原則是:1無(wú)阻導(dǎo)線可縮成一點(diǎn)，一點(diǎn)也可以延展成無(wú)阻導(dǎo)線;2無(wú)電流的支路化簡(jiǎn)時(shí)可以去掉;3電勢(shì)相同的點(diǎn)可以合并;4理想電流表可以認(rèn)為短路，理想的電壓表可認(rèn)為斷路，電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器處可認(rèn)為斷路。4.電壓表和電流表----串、并聯(lián)規(guī)律的應(yīng)用常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成。(1)表頭G:構(gòu)造(從電路的角度看):表頭就是一個(gè)電阻，同樣遵從歐姆定律，與其他電阻的不同僅在于通過(guò)表頭的電流是可以從刻度盤(pán)上讀出來(lái)的。原理:磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用P98(為后續(xù)知識(shí)做準(zhǔn)備))描述表頭的三個(gè)特征量(三個(gè)重要參數(shù))?(2?內(nèi)阻Rg:表頭的內(nèi)阻。?滿偏電流Ig:電表指針偏轉(zhuǎn)至最大角度時(shí)的電流(另介紹半偏電流)?滿偏電壓Ug:電表指針偏轉(zhuǎn)至最大角度時(shí)的電壓，與滿偏電流Ig的關(guān)系Ug=IgRg，因而若已知電表的內(nèi)阻Rg，則根據(jù)歐姆定律可把相應(yīng)各點(diǎn)的電流值改寫(xiě)成電壓值，即電流表也是電壓表，本質(zhì)上并無(wú)差別，只是刻度盤(pán)的刻度不同而已。通過(guò)對(duì)P52的“思考與討論”加深這方面的認(rèn)識(shí)。(3)表頭的改裝和擴(kuò)程(綜合運(yùn)用串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律)5.電流表:把表頭G改裝成電流表，即把表頭的量程I擴(kuò)大到電流表的量程I，這時(shí)應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻gR，起分流作用。若電流表的擴(kuò)大倍數(shù)為，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得:30電流表的內(nèi)阻:6.電壓表:把表頭G改裝成電壓表，即把表頭的量程U擴(kuò)大到量程U，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻起分壓作用。g若電壓表的擴(kuò)大倍數(shù)為，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)得:電壓表的內(nèi)阻為:R=R，R=nRVgg量程:U=nU=IRggV三、典型例題例1:如圖所示的電路中，三個(gè)電阻的阻值相等，電流表A、A和A的內(nèi)電阻均可忽略，電流表的讀123數(shù)分別為I、I和I，則I:I:I=_______:_______:_______。123123解析:依題意可知三只電流表電阻均不計(jì)，可用導(dǎo)線取而代之，故得等效電路圖如圖所示。無(wú)阻導(dǎo)線所連的A、A′可視為一點(diǎn)，B、B′也可視為一點(diǎn)，則其等效電路圖又可改畫(huà)成圖乙所示。顯然，三個(gè)等值電阻R、R、R是并聯(lián)的。最后將三個(gè)電流表分別補(bǔ)接在相應(yīng)的位置上，可得等效電123路圖如丙。由并聯(lián)電路的分流關(guān)系可知，通過(guò)各電阻的電流相等，設(shè)為I。分析等效電路如圖丙可知:I=3I，131I=2I，I=2I。由此可得出I、I、I的比例關(guān)系。23123答案:I:I:I=3:2:2。123例2:有一只電壓表，它的內(nèi)阻是100Ω，量程為0.2V，現(xiàn)要改裝成量程為10A的電流表，電壓表上應(yīng)()A(并聯(lián)0.002Ω的電阻B(并聯(lián)0.02Ω的電阻C(并聯(lián)50Ω的電阻D(串聯(lián)4900Ω的電阻Ug0.2,3解析:改裝前電壓表的滿偏電流為I,Rg,100A,2×10Ag由電流表的改裝原理可知需再并聯(lián)一只Rx的電阻Ug0.2R,I,Ig,10,2×10,3Ω?0.02Ω。x答案:B例3:如圖所示，R,2Ω，R,3Ω，滑動(dòng)變阻器最大值R,5Ω，則當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a滑到b的過(guò)123程中，安培表示數(shù)的最小值為多少,解析:設(shè)觸頭上部分電阻為xΩ，則下部分為(5,x)Ω，8,x8,x總電阻R,2，x，8,x,10。5×5由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)2，x,8,x時(shí)，即x,3Ω時(shí)，R最大此時(shí)R,10Ω,2.5ΩmaxU5安培表的示數(shù)最小I,Rmax,2.5A,2A。min答案:2A焦耳定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1(理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實(shí)際功率和額定功率。22222(了解電功和電熱的關(guān)系。了解公式Q=IRt(P=IR)、Q=Ut/R(P=U/R)的適應(yīng)條件。3(知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱。4(能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問(wèn)題。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、電功:電流流過(guò)導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，在驅(qū)使自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做了功，簡(jiǎn)稱(chēng)為電功。電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度。其計(jì)算公322式:W=qU，W=UIt，W=Pt是普適公式而W=IRt和，只適用于純電阻電路的運(yùn)算。單位:1度6=1千瓦時(shí)=3.6×10焦耳。22、電熱:Q=IRt是焦耳通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到的，是電能轉(zhuǎn)化為熱能的定量計(jì)算公式。變形公式:。3、電功和電熱的關(guān)系:W?Q4、電流通過(guò)做功，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路叫純電阻電路;電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等的電路叫非純電阻電路.5.電功率:電功率是描述電流做功快慢的物理量。由功率公式P=W/t得P=UIt/t=UI，這兩個(gè)公式是普適公式，2而P=IR，P=只適用于純電阻電路。6.電熱功率:電熱功率是描述電流做功產(chǎn)生電熱快慢程度的物理量。由功率。7.電功率和電熱功率的關(guān)系:P?P。Q8.額定功率和實(shí)際功率。(1)額定功率:指用電器正常工作時(shí)的功率，當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，電流也達(dá)到額定電流，功率達(dá)到額定功率。(2)實(shí)際功率:指用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率，只有當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率才等于額定功率。(3)在忽略R的變化時(shí)，有如下關(guān)系:三、典型例題例1:一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A，松開(kāi)轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時(shí)，電流為0.8A，電動(dòng)機(jī)正常工作。求該電機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少,電功機(jī)的機(jī)械功率是多少,解析:(1)由于電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可看作純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻為。(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入功率為:P=IU=0.8×2=1.6W。入1122電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為:P=P,Ir=1.6,0.8×1=0.96W機(jī)入1說(shuō)明:33(1)在非純電阻電路中，要注意區(qū)別電功和電熱;2(2)對(duì)電動(dòng)機(jī):輸入的功率P=IU，發(fā)熱功率P=IR，輸出功率即機(jī)械功率為P=P,P=UI,入熱機(jī)入熱2IR例2:將A、B兩個(gè)白熾燈接入電路，關(guān)于這兩只燈泡的發(fā)光情況，正確的說(shuō)法是()A.若A燈中的電流比B燈大，則A燈一定比B燈亮B.若A燈兩端的電壓比B燈大，則A燈一定比B燈亮C.若電流對(duì)A燈做的功比B燈多，則A燈一定比B燈亮D.若A燈消耗的電功率比B燈大，則A燈一定比B燈亮解析:白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)工作的，而燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，只有通過(guò)燈泡的電流大，燈泡兩端的電壓大，不能得到燈泡實(shí)際功率大這一結(jié)論，電流做功多，同樣不能確認(rèn)實(shí)際功率大。答案:D例3:某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為30?的自動(dòng)扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以0.4m/s的恒定速度向斜上方運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為4.9kW，不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為5A，若載人時(shí)扶梯的移動(dòng)速率和不載人時(shí)相同，則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)是多少,(設(shè)人2的平均質(zhì)量為60kg，g,10m/s)解析:因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)有最大輸出功率，這就決定了自動(dòng)扶梯載人也有最大限額。從功率關(guān)系來(lái)看，電動(dòng)機(jī)的輸出功率，?提供扶梯自身運(yùn)動(dòng)所需功率;?轉(zhuǎn)化為扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率。設(shè):可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為n人，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于最大輸出功率狀態(tài)，扶梯本身向上運(yùn)動(dòng)所需功率為:P1,IU,5×380W,1900W,1.9kW電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為P，n個(gè)人以恒定速率v,0.4m/s隨扶梯向上運(yùn)動(dòng)所需功率為:P,P2,P,(4.9,1.9)kW,3.0kW1所以，載人的最多人數(shù)是:個(gè)注意:扶梯對(duì)人的支持力豎直向上，而人的運(yùn)動(dòng)方向與水平面有一夾角θ，故克服重力的功率為，而不是導(dǎo)體的電阻一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解電阻的概念，明確導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的特性所決定。2、知道導(dǎo)體的伏安特性曲線，知道什么是線性元件和非線性元件。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.導(dǎo)體的電阻(1)定義:導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。(2)公式:R=U/I(定義式)說(shuō)明:A、對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系，R只跟導(dǎo)體本身的性質(zhì)有關(guān)B、這個(gè)式子(定義)給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法。C、電阻反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用(3)單位:歐姆，符號(hào)Ω，且1Ω=1V,A，常用單位:Ω、kΩ、MΩ34換算關(guān)系:1kΩ=103Ω1MΩ=103KΩ2.歐姆定律(1)定律內(nèi)容:導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。(2)公式:I=U/R(3)適應(yīng)范圍:一是部分電路，二是金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液3.導(dǎo)體的伏安特性曲線(1)伏安特性曲線:用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫(huà)出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。(2)線性元件和非線性元件線性元件:伏安特性曲線是通過(guò)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件。非線性元件:伏安特性曲線是曲線，即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件。4.電阻的測(cè)量(1)伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式(如圖所示)(2)實(shí)驗(yàn)電路(電流表內(nèi)外接法)的選擇測(cè)量未知電阻的原理是R,，由于測(cè)量所需的電表實(shí)際上是非理想的，所以在測(cè)量未知電阻兩端電壓U和通過(guò)的電流I時(shí)，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實(shí)際測(cè)量中有效地減少這種由于電表測(cè)量所引起的系統(tǒng)誤差，必須依照以下原則:A:若,，一般選電流表的內(nèi)接法。如圖(a)所示。由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測(cè)電阻R與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過(guò)本身和R的電流，所以使用該電xx路所測(cè)電阻R測(cè),,R，R，比真實(shí)值R大了R，相對(duì)誤差a,xAxAB:若,，一般選電流表外接法。如圖(b)所示。由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示Rx兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過(guò)R與R并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測(cè)電阻R,xV測(cè)也比真實(shí)值R略小些，相對(duì)誤差a,。x三、典型例題例1:某電流表的內(nèi)阻在0.1Ω,0.2Ω之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，可選用的器材如下:A(待測(cè)電流表A(量程0.6A);1B(電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約2kΩ)1C(電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約10kΩ);235D(滑動(dòng)變阻器R(最大電阻10Ω)1E(定值電阻R(阻值5Ω)2F(電源E(電動(dòng)勢(shì)4V)G(電鍵S及導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用_____________;(2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖;(3)如測(cè)得電壓表的讀數(shù)為V，電流表的讀數(shù)為I，則電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為:R=______________。1A解:本題利用電壓表指電壓，電流表指電流的功能，根據(jù)歐姆定律R=計(jì)算電流表的內(nèi)阻。由于電源電動(dòng)勢(shì)為4V，在量程為15V的電壓表中有的刻度沒(méi)有利用，測(cè)量誤差較大，因而不能選;量程為3V的電壓表其量程雖然小于電源電動(dòng)勢(shì)，但可在電路中接入滑動(dòng)變阻器進(jìn)行保護(hù)，故選用電壓表V。1由于電流表的內(nèi)阻在0.1Ω,0.2Ω之間，量程為0.6A，電流表上允許通過(guò)的最大電壓為0.12V，因而伏特表不能并聯(lián)在電流表的兩端，必須將一個(gè)阻值為5Ω的定值電阻R與電流表串聯(lián)再接到伏特表2上，才滿足要求。滑動(dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中分壓與限流的連接方式均符合要求，但考慮限流的連接方式節(jié)能些，因而滑動(dòng)變阻器采用限流的連接方式。故本題電壓表選用V;設(shè)計(jì)電路圖如圖所示;電1流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為:R=-R。1A2閉合電路的歐姆定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，理解內(nèi)、外電路的能量轉(zhuǎn)化。經(jīng)歷閉合電路的歐姆定律的理論推導(dǎo)過(guò)程。2.理解閉合電路的歐姆定律，理解內(nèi)、外電路的電勢(shì)降落。3.會(huì)用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的相關(guān)的電路分析與計(jì)算。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。2.閉合電路的歐姆定律:(1)內(nèi)容:閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。(2)公式:。(3)電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。。3.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系:。(1)當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，I變?yōu)?，即斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。(2)當(dāng)電源兩端短路時(shí)，外電阻R=0，此時(shí)電路中的電流很大，因此不允許將電源兩端用導(dǎo)線直36接連接在一起。三、典型例題例1:如圖所示，E=10V，C=C=30μF，R=4.0Ω，R=6.0Ω，電池內(nèi)阻可忽略。先閉合開(kāi)關(guān)S，待電1212路穩(wěn)定后，再將S斷開(kāi)，則斷開(kāi)S后流過(guò)電阻R的電量為_(kāi)________C。1解析:S閉合時(shí)，C兩板電壓等于電阻R兩端電壓，上極板電勢(shì)高。12C兩極板間電壓為零.2S斷開(kāi)時(shí)，C、C兩端電壓均為E，且上極板電勢(shì)高。12流過(guò)R的電量為:1,6,4,4Q=CE，CE,Q=2×30×10×10C,1.8×10C=4.2×10C。121例2:如圖所示的電路中R、R、R和R皆為定值電阻，R為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為12345r.設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U.當(dāng)R的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)()05A(I變大，U變小B(I變大，U變大C(I變小，U變大D(I變小，U變小分析:當(dāng)滑頭向a移動(dòng)時(shí)，R的阻值變小，使R、R、R的總阻值R變小，從而引起總的外阻R的變小.5245ab外得到U變小，所以的數(shù)值變小。ab答案:D多用電表的原理37一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解用伏安法測(cè)電阻，無(wú)論用“內(nèi)接法”還是“外接法”，測(cè)出的阻值都有誤差，懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的。會(huì)根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用哪一種接法，選用什么規(guī)格的儀器。2.知道歐姆表測(cè)電阻的原理。會(huì)根據(jù)電阻的約略值選擇合適的檔位來(lái)測(cè)量電阻。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、使用步驟及注意事項(xiàng):(1)使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤(pán)左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零:用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。(2)根據(jù)被測(cè)物理量及其數(shù)量級(jí)將選擇開(kāi)關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤(pán)上對(duì)應(yīng)的量程刻度。(如測(cè)量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)對(duì)準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤(pán)上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤(pán)讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測(cè)量結(jié)果。)(3)使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是:將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是:?選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。?進(jìn)行歐姆調(diào)零。?將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。?將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。?將選擇開(kāi)關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測(cè);如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)。(4)使用多用電表時(shí)，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。2、歐姆表測(cè)電阻38(1)原理是閉合電路歐姆定律.(2)當(dāng)紅、黑表筆之間接入某一電阻R時(shí)，通過(guò)歐姆表的電流為.x若I=0，則R=?;I=I時(shí)，R=0。xgx歐姆表刻度具有反向性和非線性特點(diǎn)，表盤(pán)刻度不均勻。當(dāng)，表盤(pán)中值電阻，中值電阻一定，表盤(pán)刻度就唯一確定.