高二物理期末总复习(电).ppt

一 电 荷 使物体带电的方法和实质： a.摩擦起电 b.静电感应 实质 使物体内正负电荷分开 电荷守恒定律： 一个物体 物体一部分 转移电荷 另一个物体 另一部分 转移过程中电荷总量不变 元电荷：e=1.6 二 库伦定律 内容： 公式： 适用条件： 应用：大小： 方向；同斥异引 真空中的点电荷 带电荷量的绝对值 几种常见电场的电场线 真空中孤立点电荷的电场的电场线 三、电场 等量的异号电荷产生的电场的电场线 等量的同号电荷产生的电场的电场线 匀强电场： 各点的电场强度都相同 的电场称为匀强电场。 （常见的匀强电场有平行金属板间的电场。） 4、电场线的特点 （1）电场线是假想的，不是真实的曲线。 （2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场 线不闭合。 （3）电场线的疏密表示电场的强弱。 （5）电场线不能相交。 （4）这些线上每一点的切线方向都跟该点这些线上每一点的切线方向都跟该点 的电场方向一致，即的电场方向一致，即正电荷受力方向正电荷受力方向。 四、电场强度 1 、概念：放在电场中某点的电荷所受 电场力F和它的电荷量q的比值，叫 做该点的电场强度。 2、公式： 单位：N/C 物理意义：描述电场的力的性质的物理量 。 电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 -q+q E+ E- E合 等量异种点电荷在P点的场强叠加 五.电势能和电势 1电势能：电荷在电场中具有的势能。 电场力做功与电势能变化的关系： WAB=A-B。 当电场力做正功时，即WAB0，则AB，电势 能减少 当电场力做负功时，即WAB0，则AB，电势 能在增加 零电势能点：在电场中规定的任何电荷在该点电势 能为零的点；理论研究中通常取无限远点为零电势能 点；实际应用中通常取大地为零电势能点。 2电势电势 ：电场电场 中某点的电电荷的电势电势 能跟它的电电 量比值值，叫做这这一点的电势电势 。 定义义式 ： 电势电势 是反映电场电场 能的性质质的物理量; 零电势电势 点的选选取与零电势电势 能点的选选取相同; 顺顺着电场线电场线 的方向电势电势 越来越低； 电场电场 强度的方向是电势电势 降低最快的方向。 电势电势 能与电势电势 的关系：=qU。 3等势势面：电场电场 中电势电势 相等的点构成的面。 (1)在同一等势势面上任何两点间间移动电动电 荷，电场电场 力不做 功。 (2)等势势面一定跟电场线电场线 垂直，场场强一定跟等势势面垂直 。 (3)电场线电场线 由电势较电势较 高的等势势面指向电势较电势较 低的等势势面 。 图图1-13为为几种典型电场电场 的等势势面。 4电势差的概念：电荷在电场中两点间移动 时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫 做这两点间的电势差，也叫电压。 定义式 : 其中：UAB=UA-UB。 两点间的电势差与零电势点的选取无关。 5电场力做的功：WAB=qUAB=A-B （上式各物理量均应代入正负号） 电场力做功特点与重力做功相似，与电荷 在电场中的具体路径无关，只由电荷的初 、末位置决定。 6匀强电场中电势差和电场强度的关系：U=Ed 该式中U为两点间电势差的绝对值，E为电场强 度的大小，d为两点间距离在场强方向上的投影 。 场强还有另一单位：伏/米(v/m)，1N/c=1v/m。 【例1】 如图1-14所示，a、b、c是一条电场线上的三 个点，电场线的方向由a到c。a、b间的距离等于b、c 间 的距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示三点的 电势和场强，可以判定 A AUaUbUc； BEaEbEc； CUa-Ub=Ub-Uc； DEa=Eb=Ec。 【例2】 下列说法中正确的是 A A电场线相互平行的电场一定是匀强电场； B在电场中将电荷由a点移到b点，如果电场做 功为零，则a、b两点场强大小必相等； C电势降低的方向，一定就是场强方向； D在电场中，只在电场力作用下，使电荷沿电 场线运动，这样的电场只能是匀强电场。 【例3】 将一个10-6库的负电荷从电场中 A点移动到B点，克服电场力做功210-6焦 ，从C点移到D点，电场力做功710-6焦， 若已知B点比C点电势高3伏，则AD之间的 电势差的值是_伏。 【解题】 由电场力做功公式W=qU得 所以A、D两点间的电势差： UAD=UAB+UBC+UCD=2+3+(-7)=-2(V) D点电势高于A点电势。 六.稳恒电流 1.电流 定义式： 适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成 电流。 金属导体:I=nqvS n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积， v为自由电子的定向移动速率 2.电阻定律 导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S 成反比。 是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反 映该材料的性质）。单位是m。 V A 描绘小灯泡的伏安特性曲线 V A R S 测电源的电动势和内阻 3.欧姆定律: 适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。 电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还 要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特 性曲线不再是过原点的直线。 I O U O I U 1 2 1 2 R1 R2 R1 R2 【例1】 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下 哪个图象来表示： A. B. C. D. I I I I o U o U o U o U 【例2】下图所列的4个图象中，最能正确地 表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗 的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的 是以下哪个图象 P U2 o P U2 o P U2 o P U2 o 4.电功和电热 电功:W=UIt 电热:Q=I 2Rt(焦耳定律) （1）对纯电阻而言，电功等于电热： W=Q=UIt=I 2R t= （2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽）， 由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机 械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热： WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用 Q=I 2Rt计算，两式不能通用。 电功和电热的区别： （1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的， 例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。 计算公式：W=Q=UIt=I2R t= P=UI = I2R= （2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热 能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免 的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光 灯等。 W=UIt 即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用 电动机U额=220V,R=0.4 正常工作时的电流I=5A,t=10min. (1)电动机消耗的电能?(2)产生的热量?(3)输出的 机械能?(4)电动机的输入功率?(5)损失的功率(6) 输出功率? 非纯电阻的电路 （3）电动机发生“堵转”时最易烧毁原因是什么？ 【例3】 某一电动机，当电压 U1=10V时带不动负载，因此不 转动，这时电流为I1=2A。当电 压为U2=36V时能带动负载正常 运转，这时电流为I2=1A。求这 时电动机的机械功率是多大？ 【例4】某一直流电动机提升重物的装置，如 图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电 动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电 动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时 ，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线 圈电阻大小（取g=10m/s2）. 【例1】 已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接 入电路后这三只电阻的实际功率之比为_ 。 R1 R2 R3 【例2】 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有 “110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动 变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求 两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最 小，应使用下面哪个电路？ L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 R R R L2 R A. B. C. D. E=U外+U内 （I、R间关系） U=E-Ir （U、I间关系） （U、R间关系） 5.闭合电路欧姆定律的表达形式有： 2、电源特性图线U-I图象的分析 （1）坐标的意义 （2）与坐标交点的意义（要注意 坐标的起点是否为零，否则易错） （3）直线的斜率的含义 （4）与电阻特性图线的区别 图6-5 0I/AI/A U/V 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 0.2 0.4 E=？，r= ？ 将该电源与该电阻串联，该电 源的输出功率？ 2.电源的功率和效率。 功率： 电源的功率（电源的总功率）: PE=EI 电源的输出功率: P出=UI 电源内部消耗的功率: Pr=I 2r 电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻电路） 电源的输出功率: 可见电源输出功率随外电阻变化的 图线如图所示，而当内外电阻相等 时，电源的输出功率最大，为 o R P出 Pm r E r R2 R1 【例1】已知如图，E =6V，r =4， R1=2，R2的变化范围是010。求： 电源的最大输出功率；R1上消耗的最大 功率；R2上消耗的最大功率。 电路的动态分析和计算 U外=外电路上串联电阻的电压之和 思路：R局 R总 I总=各支路电流之和 （局部 整体 局部） A v 例题：当变阻器滑片向下移动时 ，I1、I2、I3、电压表和电流表的 读数的变化。 U外=UR2 + UR3 R变 R总 I总=I1 + I3 I3=I2 + Iab （E=U+Ir) 局部电阻与总电阻变化的关系 结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一 个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或 减小） 结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电 路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大（ 或减小）。如开关的断开和闭合。 结论3：R1+R2=定值，则R1 和R2的乘积有最大值。 R1 R2 R3 R3=5 例：R1=4 R2=3 求AB间电阻的最大值 A B 电路故障判断 1、如果被测量部分电路两点的电压为零 这部分电路短路这部分以外电路某处有断路 2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路 的总电压 这部分电路某