最新高中高考总复习物理电学知识归纳总结整理


    高中物理电学知识归纳 一、静电场: 静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律 1.电荷守恒定律:元电荷 2.库仑定律: 条件:真空中、点电荷;静电力常量k=9×109Nm2/C2 三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小” 中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的; 常见电场的电场线分布熟记,特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用. 3.力的特性(E):只要有电荷存在周围就存在电场 ,电场中某位置场强: (定义式)(真空点电荷) (匀强电场E、d共线) 4.两点间的电势差:U、UAB:(有无下标的区别) 静电力做功U是(电能其它形式的能) 电动势E是(其它形式的能电能) =-UBA=-(UB-UA)与零势点选取无关) 电场力功W=qu=qEd=F电SE (与路径无关) 5.某点电势描述电场能的特性:(相对零势点而言) 理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记, 特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律 6.等势面(线)的特点,处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端放电。应用:静电感应,静电屏蔽 7.电场概念题思路:电场力的方向电场力做功电势能的变化(这些问题是电学基础) 8.电容器的两种情况分析 始终与电源相连U不变;当d增C减Q=CU减E=U/d减 仅变s时,E不变。 充电后断电源q不变:当d增c减u=q/c增E=u/d=不变,仅变d时,E不变; 9带电粒子在电场中的运动qU=mv2;侧移y=,偏角tgф= ① 加速 ②偏转(类平抛)平行E方向:L=vot 竖直: tg=(θ为速度方向与水平方向夹角) 速度:Vx=V0 Vy =at (为速度与水平方向夹角) 位移:Sx= V0 t Sy = (为位移与水平方向的夹角) ③圆周运动 ④在周期性变化电场作用下的运动 结论: ①不论带电粒子的m、q如何,在同一电场中由静止加速后,再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同) ②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O点,粒子好象从中心点射出一样 (即) 证: (的含义?) 二、恒定电流: I=(定义) I=nesv(微观) I= R=(定义) 电阻定律:R=(决定) 部分电路欧姆定律: U=IR 闭合电路欧姆定律:I = 路端电压: U = e -I r= IR 输出功率: = Iε-Ir = 电源热功率: 电源效率: = = 电功: W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R 电功率P==W/t =UI=U2/R=I2R 电热:Q=I2Rt 对于纯电阻电路: W=IUt= P=IU = 对于非纯电阻电路: W=IUt > P=IU> E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt 单位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉 1、联电路和并联电路的特点(见下表): 串联电路 并联电路 两个基本特点 电压 U=U1+U2+U3+…… U=U1=U2=U3=…… 电流 I=I1=I2=I3=…… I=I1+I2+I3+…… 三个重要性质 电阻 R=R1+R2+R3+…… 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…… R= 电压 U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U 功率 P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2 PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U2 2、记住结论:①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻;②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时,电路的总电阻增大,反之则减小。 3、电路简化原则和方法 ①原则:a、无电流的支路除去;b、电势相等的各点合并;c、理想导线可任意长短;d、理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;e、电压稳定时电容器可认为断路 ②方法:a、电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;b、等势点排列法:标出节点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。 4、滑动变阻器的几种连接方式 a、限流连接:如图,变阻器与负载元件串联,电路中总电压为U,此时负载Rx的电压调节范围红为,其中Rp起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。 b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发生变化,根据串联电阻的分压原理,其中UAP= ,当滑片P自A端向B端滑动时,负载上的电压范围为0~U,显然比限流时调节范围大,R起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。 一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。 5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。 6、电路故障分析:电路不能正常工作,就是发生了故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。 路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始 电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况 1程序法:局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分 局部变化再讨论其它 2直观法: ①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压) ②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加; 与之串联支路电压U串减小(称串反并同法) 当R=r时,电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%, 路端电压跟负载的关系 (1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。 (2)路端电压跟负载的关系 当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。 U U r=0 I O E U内=I1r U=I1R 定性分析:R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑ R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓ ∞ 特例: 0 0 外电路断路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。 0 外电路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0。 图象描述:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I图象如图所示。 直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。 闭合电路中的功率 (1)闭合电路中的能量转化qE=qU外+qU内 在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时,电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率:EI=U外I+U内I EI=I2R+I2r 说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。 (3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI= R↑→P↓,R→∞时,P=0。 R↓→P↑,R→0时,Pm=。 (4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U外I 定性分析:I= U外=E-Ir= 从这两个式子可知,R很大或R很小时,电源的输出功率均不是最大。 P R O U I O R1 r R2 R=r E E/r E/2r E/2 定量分析:P外=U外I==(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=) 图象表述: 从P-R图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明,R1、R2和r必须满足:r=。 (5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。 P内=U内I= R↑→P内↓,R↓→P内↑。 (6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η== 当外电阻R越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。 电学实验 ---测电动势和内阻 (1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E (2)通用方法:AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法; ①单一组数据计算,误差较大 ②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值 ③作图法处理数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。 (3)特殊方法 (一)即计算法:画出各种电路图 (一个电流表和两个定值电阻) (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) (一个电压表和两个定值电阻) (二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法,如图 甲法中所测得ε和r都比真实值小,ε/r测=ε测/r真; 乙法中,ε测=ε真,且r测= r+rA。 (三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。 电阻的测量 AV法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据 欧姆表测:测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)  接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)  由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 G R2 S2 R1 S1 R1 S V R2 使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。 注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 电桥法测: 半偏法测表电阻: 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2; 一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字 类型 电路图 R测与R真比较 条件 计算比较法 己知Rv、RA及Rx大致值时 内 A V R大   R测==RX+RA > RX 适于测大电阻 Rx > 外 A V R小   R测=<Rx 适于测小电阻 RX < 当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法: 动端与a接时(I1;u1) ,I有较大变化(即)说明v有较大电流通过,采用内接法 动端与c接时(I2;u2) ,u有较大变化(即)说明A有较强的分压作用,采用内接法 测量电路( 内、外接法 )选择方法有(三) ①Rx与 Rv、RA粗略比较 ② 计算比较法 Rx 与 比较 ③当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法: 二、供电电路( 限流式、调压式 ) 电路图 电压变化范围 电流变化范围 优势 选择方法 限流  ~E ~ 电路简单 附加功耗小 Rx比较小、R滑 比较大, R滑全>n倍的Rx 通电前调到最大 调压 0~E  0~ 电压变化范围大 要求电压 从0开始变化 Rx比较大、R滑 比较小 R滑全>Rx/2 通电前调到最小 以“供电电路”来控制“测量电路”:采用以小控大的原则 电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便 R滑唯一:比较R滑与Rx 控制电路 Rx<R滑<10 Rx 限流方式 分压接法 R滑≈Rx两种均可,从节能角度选限流 R滑不唯一:实难要求确定控制电路R滑 实难要求:①负载两端电压变化范围大。 ②负载两端电压要求从0开始变化。 ③电表量程较小而电源电动势较大。 有以上3种要求都采用调压供电。 无特殊要求都采用限流供电 三、选实验试材(仪表)和电路, 按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义. (1)选量程的原则:测u I,指针超过1/2, 测电阻刻度应在中心附近. (2)方法: 先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序) 明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填, 先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上. (3)注意事项:表的量程选对,正负极不能接错;导线应接在接线柱上,且不能分叉;不能用铅笔画 用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:测量电路用外接法,供电电路用调压供电。 (4)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;即:先接好主电路(供电电路). 对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。 实物连线的总思路 分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端) 画出电路图→连滑动变阻器→ 限流(一般连上一接线柱和下一接线柱) (两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 电表的正负接线柱 →连接总回路: 总开关一定接在干路中 导线不能交叉 微安表改装成各种表:关健在于原理 首先要知:微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。 采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。 (1)改为V表:串联电阻分压原理 (n为量程的扩大倍数) (2)改为A表:串联电阻分流原理 (n为量程的扩大倍数) (3)改为欧姆表的原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)  接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)  由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 四、磁场 基本特性,来源, 方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(NS)内部(SN)组成闭合曲线 要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布(正确分析解答问题的关健) 脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念;会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图 能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图(正视、符视、侧视、剖视图) 安培右手定则:电产生磁 安培分子电流假说,磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验 安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量 F安=B I L f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型) 从安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。 典型的比值定义 (E= E=k) (B= B=k ) (u=) ( R= R=) (C= C=) 磁感强度B:由这些公式写出B单位,单位公式 B= ; B= ; E=BLv B= ; B=k(直导体) ;B=NI(螺线管) qBv = m R = B = ; 电学中的三个力:F电=q E =q F安=B I L f洛= q B v 注意:①、B⊥L时,f洛最大,f洛= q B v (f 、B 、v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直)导致粒子做匀速圆周运动。 ②、B || v时,f洛=0 做匀速直线运动。 ③、B与v成夹角时,(带电粒子沿一般方向射入磁场), 可把v分解为(垂直B分量v⊥,此方向匀速圆周运动;平行B分量v|| ,此方向匀速直线运动。) 合运动为等距螺旋线运动。 带电粒子在磁场中圆周运动(关健是画出运动轨迹图,画图应规范)。 规律: (不能直接用) 1、 找圆心:①(圆心的确定)因f洛一定指向圆心,f洛⊥v任意两个f洛方向的指向交点为圆心; ②任意一弦的中垂线一定过圆心; ③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。 2、 求半径(两个方面):①物理规律 ②由轨迹图得出几何关系方程 ( 解题时应突出这两条方程 ) 几何关系:速度的偏向角=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)=2倍的弦切角 相对的弦切角相等,相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出:关于半径的几何关系式去求。 3、求粒子的运动时间:偏向角(圆心角、回旋角)=2倍的弦切角,即=2 ×T 4、圆周运动有关的对称规律:特别注意在文字中隐含着的临界条件 a、从同一边界射入的粒子,又从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。 b、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出。 注意:均匀辐射状的匀强磁场,圆形磁场,及周期性变化的磁场。 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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