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高中人教版物理选修3-1优质课《期末总复习》ppt课件免费下载

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第一章 电 场
一、 电荷
1、基本电荷(元电荷):
2、物体起电方式:
本质:电荷转移
①摩擦起电;(绝缘体)
②接触起电:(导体)
③感应起电:(导体)
二、 库仑定律
1、公式:
K的测定:库仑扭秤实验
2、适用条件:
真空、静止、点电荷
(或电荷均匀分布的球体)
3、应用:
①两相同球体接触起电
②三点电荷静电平衡
㈠:两球带同种电荷,总电量两球均分
㈡:两球带异种电荷,先中和后,净电荷再均分
两同夹异,两大夹小,进小远大
③带电摆球的平衡:
整体法:三力共点(c为两球重心)
m↗,θ↘
摆角θ与带电量无关
三、 电场强度(场强)
1、场强E:
2、场强的叠加:
①定义式:
②单位: N/C V/m
矢量方向:规定正电荷受力方向
③决定式:
------适用真空点电荷
------平行四边形定则
▲例:一对等量异(同)种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强(相距2L)
E
B
E
B
四、 电场线
1、应用:
2、特点:
①定性判断场强大小、方向:
②定性判断电势高低
一条电场线不能看出疏密
③电场线存在于正负电荷及无穷远(大地)三者之间
①从正电荷出发,终止于负电荷
②不闭合、不相交、不中断
④电场线条数与电荷量成正比
⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合
3、常见电场的电场线:
五、 静电平衡
2、静电平衡导体的特点:
③净电荷只能分布于导体表面
①内部场强处处为0
②表面附近的场强垂直于导体表面
④导体是个等势体,表面及任何截面是个等势面
导体中没有电流通过,导体两端没有电压
感应电荷的效果:产生附加(感应)场强,
削弱(并抵消)外电场,阻碍(并阻止)电荷运动
反证法
▲例:求感应电荷产生的场强
A
C
A
接地
六、 电势φ
1、定义:
2、单位:伏 1V=1J/C
3、决定因素:生场电荷、位置
4、相对性:零电势的选取,理论上取无穷远,实际上常取大地。
正电荷周围空间电势恒为正。 负电荷周围空间电势恒为负。
5、电势高低的判断:沿着电场线方向电势越来越低
◆正电荷电势能与电势同号
负电荷电势能与电势反号
(标量) 三个量都有正负号
φA>φB>O φA<φB<O
1、定义:
七、电势差:(电压)
2、决定式:uab=φa-φb
◆单下标或无下标时取绝对值
有下脚标时应注意正负号 uab=-uba
3、绝对性:与零势点无关
4、场强与电势无必然联系:
③场强相等,电势不一定相等; 电势相等,场强不一定相等
①场强为0,电势不一定为0; 电势为0,场强不一定为0
②场强大,电势不一定高; 电势高,场强不一定大
5、场强与电势差关系:
-----适用于匀强电场
八、电场力的功
1、电场力做功特点:(同重力)
③静止的电荷在电场力作用下(或电场力做正功情况)
①只决定于起点、终点的电势差,与路径无关
②正功→电势能减少,负功→电势能增加
正电荷:从电势高→电势低;负电荷:从电势低→电势高
不论正负电荷:均从电势能大→电势能小
2、电场力做功的计算:
①W=Fd=Eqd--------匀强
②W=qu---------------通用
◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差
九、电容器 :
——平行板
1、定义式:
ε≥1,→介电常数
S→正对面积; d→极板间距
2、决定式:
3、单位:
法拉(F) 微法(μF) 皮法(pF)
——普适通用
1F = 106μF = 1012pF
4、平行板电容器两种充电方式:
U不变
① 电源保持连接状态
② 充电后电源切断
若d↘,E↗
d↘,C↗,Q↗
Q不变
若d↘, C↗ ,U↘
E不变
十、带电粒子在电场中的运动 :
① 牛顿运动定律
② 动能定理
1、匀变速直线运动:
2、辐射电场中的匀速圆周运动:
电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动
3、匀强电场中的圆周运动(考虑重力)
◆例:单摆(带电小球与绝缘绳)
等效“重力”:
“最低点”:V最大,动能最大,绳子最易断
“最高点”:V最小,临界点,绳子最易弯曲
① 粒子落在极板上
② 粒子穿出极板
4、匀强电场中的类平抛运动
——F合与V0垂直
(不计重力或重力与电场力共线)
飞行时间由y决定
飞行时间由L决定
θ
③ 粒子先经过加速电场再进入偏转电场
④ 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上
O
Y
概念和规律是非题:
1、 若将放在电场中某点的电荷q改为-q,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反。      
2、若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。                 
3、沿电场线方向,场强一定越来越小。
4、若电荷q在A处受到的电场力比B点时大,则A点电场强度一定比B点的大。           
5、电场中某点电场线的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向。              
6、无论什么电场,场强的方向总是由高电势指向低电势。
7、已知A、B为某一电场线(直线)上的两点,由此可知,A、B两点的电场强度方向相同,但EA和EB的大小无法比较。
8、在电场中,电场强度越大的地方电势越高。
9、若某区域内各点的电场强度均相等,则此区域内各点的电势一定相等。
10、原静止的点电荷在只受电场力时,一定从电势高处向电势低处运动。
11两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。
12、电荷沿电场线方向移动时,其电势能一定减小。
13检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时,它在
该点具有的电势能也一定大。
14、把两个异号电荷靠近时,电荷电势能增大。
15、若电场中A、B两点间的电势差为零,则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。
16、将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。
17、电荷在电场中移动时,若电场力对电荷做正功,电荷的电势能一定减小,而电荷的动能不一定减小。
18、电容器极板上的电荷数量越多,电容器的电容就越大
19、静电平衡导体内部的场强为零,电势也为零
20、只在电场力作用下,电场力一定对电荷做功。
例. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是(不计重力)
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点一定是从P点向Q点运动
C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
解:A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最高,a等势线的电势最低,故A错误;    B、带电质点可以由P到Q,也可以由Q到P,由图示条件不能具体确定.故B错误    C、从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C正确    D、等势线密的地方电场线密,电场场强大,则P点场强大于Q点场强.则P点的加速大,故D错误
C
练习1、如图所示,圆O在匀强电场中,场强方向与圆O所在平面平行,带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带微粒的动能最大,图中O是圆心,AB是圆的直径,AC是与AB成角的弦,则匀强电场的方向为( )
A.沿AB方向 B.沿AC方向
C.沿OC方向 D.沿BC方向
点评:提高对场的空间分布的认识。对等势面的认识的提高
场强的方向是:C
例、如图所示,水平放置的平行板电容器两极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电荷量为q,它从上极板的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板N的边缘射出,则
A、微粒的加速度不为零
B、微粒的电势能减小了mgd
C、两极板的电势差为
D、M板的电势低于N板的电势
解:A、由题分析可知,微粒做匀速直线运动,加速度为零.故A错误.     B、重力做功mgd,微粒的重力势能减小,动能不变,根据能量守恒定律得知,微粒的电势能增加了mgd.故B正确.     C、由上可知微粒的电势能增加量△ɛ=mgd,又△ɛ=qU,得到两极板的电势差U=mgd/q.故C正确.     D、由题可判断出电场力方向竖直向上,微粒带负电,电场强度方向竖直向下,M板的电势高于N板的电势.故D错误.
BC
第二章 电流
一、 电流
1、电流的形成:
电荷的定向移动
2、电流(强度)定义:
3、电流(微观)决定式:
4、电流(宏观)决定式:
------适用于金属导体、电解质溶液,不适用气体导电
V定数量级 10-4m/S
------部分电路欧姆定律
①电流处处相等
②电压:U=U1+U2+U3+
③电阻:R=R1+R2+R3+
二、串并联电路基本特点:
1、串联:
2、并联:
④电压分配:与电阻成正比
⑤功率分配:与电阻成正比
①各支路电压相等
④电流分配:与电阻反比
⑤功率分配:与电阻反比
三、 电阻
1、定义式:
2、决定式:
金属导体电阻率随温度升高而增大:
◆电阻率ρ由材料决定
------与欧姆定律意义不同
------电阻定律(适用粗细均匀物体)
直线斜率(或斜率倒数)表示电阻
◆伏安特性曲线:
3、变阻器:
①、限流接法:
②、分压接法:
滑动变阻器
电位器
电阻箱
可变电阻
接线法:1上1下
接线法:1上2下
阻值应较大→增大调压范围
阻值应较小→增强调压均匀性
电路总功率较小(优)
电路总功率较大(缺)
4、复杂电路的电阻:
①、串联电路总电阻大于任一部分电阻
并联电路总电阻小于任一支路电阻
②、不论串并联,任一电阻变大(变小),总电阻一定变大(变小)
▲定性:
▲定量:
------等效电路的化简
㈠:电势分析法:
导体(电阻)中,沿着电流方向电势降低
某导体(电阻)中是否有电流以及流向
决定了电路的连接方式
所有导线(电阻不计)以及无电流通过的导体属于等势体(等势体各处电势相等)
某导体(电阻)两端的电势高低
等效电路图
四、 电功与电功率
1、电功:
2、电功率:
◆单位:焦耳(J)、度→千瓦时(瓩时)(KWh)
1度=1000W·3600S=3.6×106J
3、效率:
五、 电功与电热
1、焦耳定律:
2、纯电阻电路:
热效率η=100%
◆对于非纯电阻电路(电动机),欧姆定律不适用
3、非纯电阻电路:(电动机)
◆当通电电动机被卡不运转时,等同于纯电阻电路
六、 闭合电路欧姆定律
1、表达式:
2、路端电压变化规律:
① 与外阻的关系:
◆物理意义:
②与电流的关系:
短路电流
4、闭合电路中的功率:
① 电源的总功率:P总=εI
② 电源内耗功率:P内=U内I=I2r
③ 电源输出功率: P出=UI=εI-I2r
1、电源的输出功率:
讨论:
七、 欧姆定律综合应用
P—R图像
2、含电容器的直流电路:
①、电容器在稳恒电路中处于断路状态
②、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流,在稳恒状态下是无用的电阻,可视作导线,处于等势状态
◆步骤:
摘除电容器及无用电阻,化简及确立等效电路
电容器视为伏特表,与电容器串联的无用电阻看作导线,分析电容器所并联的电阻及两端的电压
3、直流电路的动态变化分析:
(定性)
1.部分1(滑变的阻值变化)-----整体(总电阻、总电流、路端电压)
------部分2(结合电路的连接方式)
2.部分2中:从不变到变化的部分分析
解析:1.R5变小------ R总变小、 I总变大、U端变小------部分2
2.总体看是串联电路
R1R3阻值不变,分压增大----- R2R4与R5并联,分压减小
-----流过R2R4的电流减小,流过R5的电流增大
4、电路故障问题:
①、断路:表现为电流为0,而电压不为0
②、短路:表现为电压为0,而电流不为0
◆现象:灯泡亮度失常、仪表示数异常
◆重要理论依据:电流经电阻,电势降低;无电流的电阻等势
除了电源两端,其它位置有电压者即为断路嫌疑处
1、电压表:
◆串联分压电阻
2、电流表:
◆并联分流电阻
◆电表的串并联:
设两改装的表头相同,量程不同
①、两电压表V1、V2并联
②、两电压表V1、V2串联
③、两电流表A1、A2串联
④、两电流表A1、A2并联
读数相同,指针偏角不同
指针偏角相同,读数不同
指针偏角相同,读数不同
读数相同,指针偏角不同
九、伏安法测电阻
◆外接法
◆内接法
误差原因:
伏特表分流→安培表读数偏大
安培表分压→伏特表读数偏大
解决方案:
适宜测低阻
适宜测高阻
外 内


十、实物电路连接
1、特点及注意事项:
①、注意量程,及正负极性
②、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接
2、实例:
③、导线必须接于接线柱,且不能相交(铅笔草稿)
◆伏安法测电阻
练习用多用电表测电阻
操 作 内 容
一、测几百欧姆的电阻R1
1.会正确选档。
2.会调零。
3.记下电阻数值。
二、测几千欧姆的电阻R2
5. 实验完毕:测量完毕,表笔从测试笔插孔拔出,并不要把选择开关置于欧姆档,可置选择开关于交流250V或OFF档。器材要排列整齐。
4.会换档,会重新调零,正确记下电阻数值。
练习用多用电表测电阻
测量结果记录
(1)、R1= ;选择开关倍率: 。(如:×100)
 
(2)、R2= ;选择开关倍率: 。
练习用多用电表测电阻
选择适当的量程
表笔短接,调节“调零电阻”
测量——双手不可碰到表笔的金属部分
尽量使指针指向表盘刻度的中间。如果不满足,应换量程!
读数:表盘示数×倍率
实验结束后,把多用表调到“OFF”档
第三章 磁 场
一、磁场的产生
1、产生:
磁体(磁极)、电流(运动电荷)
2、电本质:
3、磁现象:
磁体→安培分子电流假说
①磁极间相互作用:同名相斥,异名相吸
②电流间相互作用:同向相吸,反向相斥
③磁场对电流作用:安培力
左手定则
电流
所有磁场都是运动电荷(电流)产生
④磁场对运动电荷作用:洛伦兹力
分子电流大小:
二、 磁感线
1、应用:
2、特点:
▲对于磁体:外部N→S,内部S→N
-----右手螺旋定则(安培定则)
大小:B疏密程度
方向:B的切线
不相交,不中断,闭合
3、常见电流的磁场(磁感线):
①、直线电流
(电流的磁效应)——奥斯特
②、环形电流
③、螺线管电流
4、常见(磁体)的磁场:
③、匀强磁场:
①、条形磁铁:
②、蹄形磁铁:
④、地磁场:
同条形磁铁(通电螺线管)磁场
N极在地理南极,S极在地理北极
赤道B水平向北
南半球B斜向上,北半球B斜向下
三、 磁感应强度B
1、定义式:
2、单位:特斯拉(T)
3、矢量性:
-------定量描述磁场的强弱
◆磁感应强度B的方向:(磁场方向)
①(规定)小磁针N极的受力方向(静止时N极指向)
② 磁感线的切线
五、 磁场对电流的作用
1、安培力:
①大小:
②方向: 左手定则
㈢、一般情况,F=IL⊥B=ILB⊥
㈠、当I⊥B,F最大,F=ILB
㈡、当I∥B,F=0
3、解题一般步骤:
①判断安培力方向
②其它力受力分析
注意选择视图(视角)
将立体受力图应转化成平面力图
③列力学主方程:
④列电学辅助方程:
⑤解方程及必要的讨论(“答”)
平衡方程
牛二方程(动能定理)
F=ILB
Q=It
ε=IR …….
六、 洛伦兹力
1、磁场力:
2、洛伦兹力大小:
①安培力:
②洛伦兹力:
磁场对电流作用(宏观)
③一般位置,f=qV⊥B =qVB ⊥
①当V⊥B,f最大,f=qVB
②当V∥B,f=0
与正电荷速度同向
与负电荷速度反向
◆注意四指方向:(电流方向)
磁场对运动电荷作用(微观)
3、洛伦兹力方向:
——左手定则(类似安培力)
七、 带电粒子在匀强磁场中的运动
1、当V∥B:f=0,→匀速运动
2、当V⊥B:
◆洛伦兹力总是垂直速度,永远不会做功
③运动周期:
①运动性质:匀速圆周运动(f为向心力)
②轨道半径:
3、解题思路:(匀速圆周运动)
①圆心半径的确定:
运动轨迹中任两点的切线的垂线交点即为圆心
②飞行时间的确定:
周期、圆心角
圆心角等于偏转角
运动时间: t=θ/360 ×T
八、 综合应用实例分析
1、速度选择器:
与粒子的质量、电量及正负无关
E
B
V
Eq
Eq
qVB
qVB
2、质谱仪:
测定荷质比、元素鉴定分析
3、回旋加速器:
极板间交变电场周期T等于回旋周期T回
▲交变电场中的(加速)运动时间忽略
N为回旋周期数
d<三、 综合应用类型题归纳
1、直线运动:
2、圆周运动:
受力平衡→匀速直线运动
如:速度选择器、霍尔效应、磁流体、电磁流量计
①辐射电场(重力场)中: 匀速圆周运动
(只讨论匀强磁场)
②匀强电场、重力场中:匀速圆周运动
3、复杂曲线运动:
③匀强电场、重力场中:单摆运动
◆例:地球表面、匀强磁场中的带电小球摆动
洛伦兹力沿绳子所在的直线
左摆、右摆时,洛伦兹力方向相反
摆球的周期与洛伦兹力无关
唯一思路:动能定理(能量守恒)
◆注意:电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时,一般都不计重力,但质量较大的质点(如带电尘粒、油滴、小球)在复合场中运动时,不能忽略重力.