高中物理选修31基础知识归纳1

高中物理选修31基础知识归纳1 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破丹中2018届物理高考备考选修3-1知识点1.1电荷及其守恒定律1元电荷 (1)电荷量用来表示电荷的多少。 其单位是“库仑”，简称“库”，用C表示。 (2)元电荷最小的电荷量叫做“元电荷”，用e表示，则e1.601019C。 密立根用油滴实验测出e值。 对元电荷的三点理解a.元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子；b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷；c.电荷量不能连续变化，自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。 2比荷电荷量与质量的比。 电子的比荷为em e1.761011C/kg。 例题1两金属小球所带电荷量分别为3Q和Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为()A3Q B2Q CQ DQ3两金属导体接触后电荷量的分配规律 (1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少。 (2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q 1、q2，则有若带同种电荷?金属球相接触?总电荷量平分?即均带电q1q22若带异种电荷?金属球相接触?先中和再平分?即均带电|q1q2|2例题2有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有3103C的正电荷，B小球带有2103C的负电荷，小球C不带电。 先让小球C与小球A接触后分开，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，试求这时三个小球的带电荷量分别为多少？1.2库仑定律 1、探究影响电荷间相互作用力的因素 （1）实验原理如图所示，小球受Q的斥力，丝线偏转。 Fmgtan_，变大，F变大。 （2）实验结论电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 2库仑力电荷间的相互作用力，也叫做静电力。 3点电荷带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看做带电的点，即为点电荷。 4库仑定律 (1)内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式Fk q1q2r2，k9.0109_Nm2/C2，叫做静电力常量。 (3)适用条件真空中的点电荷。 5对点电荷的理解 （1）只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，实际中并不存在。 （2）带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论。 如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷。 例题3:A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。 当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()AF2B.F2CF DF例题4真空中有相距为r的两个点电荷A、B，它们之间相互作用的静电力为F，如果将A的带电荷量增加到原来的4倍，B的带电荷量不变，要使它们的静电力变为F/4，则它们的距离应当变为()A16r B4r C22r D2r6多个点电荷的静电力叠加对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。 例题5在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示。 现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()A13B.33C3D.31.3电场强度1电场强度 (1)定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值。 EFq。 (2)方向电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破 (3)公式EFq是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法，应当注意，电场中某一点的电场强度由电场本身决定，与是否测量及如何测量无关。 与试探电荷受到的静电力大小无关。 2点电荷的电场如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们的库仑力Fk Qqr2qk Qr2，所以电荷q处的电场强度EFqkQr2。 (1)公式Ek Qr2。 （E与Q和r有关） (2)方向若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线背离Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线指向Q。 3电场强度的叠加 (1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 这种关系叫做电场强度的叠加。 图中P点的电场强度，等于电荷Q1在该点产生的电场强度E1与电荷Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。 (2)如图所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度Ek Qr2，式中r是球心到该点的距离(r?R)，Q为整个球体所带的电荷量。 (3)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则。 4电场线 (1)定义在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 (2)特点电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合曲线。 电场线在电场中不相交，因为电场中任意一点的电场强度方向具有唯一性。 在同一幅图中，电场线的疏密反映了电场强度的大小，电场线越密电场强度越大。 电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 5匀强电场 (1)定义电场强度的大小相等、方向相同的电场。 (2)电场线特点匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 (3)实例两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。 例题6如图所示，真空中带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r。 求 (1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向； (2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强大小和方向。 6点电荷的电场线 (1)点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反。 (2)以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小相等，但方向不同。 (3)同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等。 实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同。 7等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线分布图连线上的场强大小O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大中垂线上的场强大小O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小关于O点对称的点A与A、B与B的场强等大同向等大反向8电场线与带电粒子运动轨迹的关系 (1)电场线不是带电粒子的运动轨迹。 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破 (2)同时具备以下条件时运动轨迹与电场线重合电场线为直线；带电粒子的初速度为零，或初速度沿电场线所在直线；带电粒子只受电场力，或其他力的合力沿电场线所在直线。 (3)只在电场力作用下，运动轨迹与电场线不重合条件电场线为曲线；电场线为直线时，带电粒子有初速度且与电场线不共线。 例题7(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，由M运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法正确的是()A粒子必定带正电荷B粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D粒子在M点的动能小于它在N点的动能例题8.如图所示，O点为两个带等量正电荷的点电荷连线的中点，a点在两电荷连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，关于电子的运动，下列说法正确的是()A电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C电子运动到O点时，加速度为零，速度最大D电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零例题9电荷量为q1104C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系，以及物块速度v与时间t的关系如图所示。 若重力加速度g取10m/s2，求 (1)物块的质量m； (2)物块与水平面之间的动摩擦因数。 1.4电势能和电势 1、静电力做功的特点在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2、电势能 （1）概念电荷在静电场中具有的势能。 用E p表示。 （2）静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，W ABE pAE pB。 （3）电势能的大小电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 （4）零势能位置电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。 3、电势Epq（判断依据沿电场线方向电势逐渐降低） 4、等势面电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面。 (1)等势面是为描述电场而假想的面。 (2)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。 (3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (4)等势面的分布与零电势点的选取无关。 (5)在空间中两等势面不相交。 (6)在等势面内移动电荷，电场力不做功。 5电场力做功、电势能判断WqELcos根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断锐角做正功；钝角做负功；垂直不做功。 根据电势能的变化情况判断若电势能增加，做负功；若电势能减小，做正功。 若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。 例题10将带电量为6106C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3105J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2105J的功，则 (1)电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？例题11(多选)(xx江苏高考)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。 c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低1.5电势差 1、电势差电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值。 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破U ABWABqU BAAB2对电势差的几点认识 (1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关。 在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。 (2)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱。 如A、B间的电势差记为U AB，B、A间的电势差记为U BA，而U ABU BA。 例题12有一带电荷量q3106C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6104J，从B点移到C点时，静电力做功9104J。 求 (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？3静电场中常用的五种功能关系类型表达式电场力做的功等于电势能的减少量W电E p重力做的功等于重力势能的减少量W GE p弹簧做的功等于弹性势能的减少量W弹E p合外力做的功等于物体动能的变化量W合E k(动能定理)除重力和系统内弹力之外的其他力做的总功等于物体机械能的变化量W其他E(功能原理)例题13(多选)一个带电小球在从空中a点运动到b点的过程中，重力做功3J，电场力做功1J，克服空气阻力做功0.5J，则小球()A在a点的重力势能比在b点的重力势能大3J B在a点的动能比在b点的动能小3.5J C在a点的电势能比在b点的电势能小1J D在a点的机械能比在b点的机械能小0.5J例题14.如图所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率v B2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为()A.mv202q B.3mv20q C.2mv20q D.3mv202q1.6电势差与电场强度的关系1电场强度公式适用范围说明EFq任何电场定义式，q为试探电荷的电量Ek Qr2真空中点电荷形成的电场Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强EUd匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差2关于电场强度与电势的理解 (1)电场强度为零的地方电势不一定为零，如等量同种点电荷连线的中点；电势为零的地方电场强度也不一定为零，如等量异种点电荷连线的中点。 (2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不一定相等，如点电荷周围的等势面。 例题15有两块平行金属板A、B相隔6cm，接在36V的直流电源上。 电源的正极接地，C点在两板间且到A板的距离为2cm。 (1)求A、B两板间的场强大小和方向。 (2)以地为电势的零点，问C点的电势多高？例题16示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为()A200V/m BxxV/m C100V/m D1003V/m等分法及其推论 (1)等分法在匀强电场中，如果把某两点间的距离等分为几段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1n。 (2)两个推论在匀强电场中，相互平行且长度相等的线段两端电势差相等。 在匀强电场中，相互平行的两条线段，无论它们是否与电场线方向平行，只要一条线段是另一线段的n倍，这条线段两端点的电势差就一定是另一线段两端点电势差的n倍。 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破例题17.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。 现将电荷量为1108C的正点电荷从A点移到B点，电场力做的功为3106J，将另一电荷量为1108C负点电荷从A点移到C点，克服电场力做的功为3106J。 (1)求U AB、U AC、U BC各为多少？ (2)画出电场线方向； (3)若AB边长为23cm，求电场强度。 例题18.如图所示，水平放置的两平行金属板A、B接在U4000V的直流电源上，两极板间距离为2cm，A极板接地，电场中a点距B极板1cm，b点和c点均距A极板0.5cm，求 (1)a点的电场强度； (2)a、c之间的电势差； (3)电子在b点的电势能； (4)电子从a点运动到c点，电场力做的功。 例题19所示，在绝缘粗糙的水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中AaBbL4，O为AB连线的中点，一质量为m、带电量为q的小滑块(可以看成质点)以初动能E k0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求 (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数。 (2)O、b两点间的电势差。 (3)小滑块运动的总路程。 1.7静电现象的应用1静电平衡状态导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。 静电平衡的条件导体内部的合场强为零，即E合0。 2静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为零。 （导体内部某处感应电荷产生的场强E与周围原电场场强E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部处处合场强E合为零，但导体表面的电场强度不为零。 ） (2)处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，表面是一个等势面，但电势不一定为零。 (3)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直，即电场线与导体表面垂直3导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 (3静电平衡状态下的导体的电荷分布特点净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷。 感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异，净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示。 例题20真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r?l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？4屏蔽的两种情况导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用最终结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体例题21所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间为真空。 将电荷量为q的点电荷置于z轴上zh处，则在xOy平面上会产生感应电荷。 空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。 已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零，则在z轴上zh2处的电场强度大小为(k为静电力常量)()Ak4qh2Bk4q9h2Ck32q9h2Dk40q9h2精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破1.8电容器的电容1电容 （1）定义电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，CQU。 （2）平行板电容器Cr S4kd。 （3）平行板电容器的两类动态问题(Cr S4kdCQUEUd)Cr S4kdr Sd始终连接在电源两端充电后断开电源U不变Q不变QUCCr SdUQC1Cdr SEUd1d EUd1r S例题22用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。 设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。 实验中，极板所带电荷量不变，若()A保持S不变，增大d，则变大B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小D保持d不变，减小S，则不变例题23如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。 质量为m，电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)。 求 (1)小球到达小孔处的速度； (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量； (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。 1.9带电粒子在电场中的运动1基本粒子的受力特点对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远远小于静电力，可以忽略不计。 2带电粒子加速问题的处理方法 (1)利用动能定理分析。 初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU12mv2，则v2qUm。 (2)在匀强电场中也可利用牛顿定律结合运动学公式分析。 3带电粒子的偏转（一）基本规律 (1)初速度方向?速度v xv0位移xv0t (2)电场线方向?速度v yatqUmdlv0位移y12at212qUmdl2v20 (3)离开电场时的偏转角tanvyv0qUlmdv20 (4)离开电场时位移与初速度方向的夹角tanylqUl2mv20d。 （二）几个常用推论 (1)tan2tan。 (2)粒子从偏转电场中射出时，其速度反向延长线与初速度方向延长线交于沿初速度方向分位移的中点。 (3)以相同的初速度进入同一个偏转电场的带电粒子，不论m、q是否相同，只要qm相同，即荷质比相同，则偏转距离y和偏转角相同。 (4)若以相同的初动能E k0进入同一个偏转电场，只要q相同，不论m是否相同，则偏转距离y和偏转角相同。 (5)不同的带电粒子经同一加速电场加速后(即加速电压相同)，进入同一偏转电场，则偏转距离y和偏转角相同?yU2l24U1d，tanU2l2U1d。 例题24一束电子流在经U5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。 若两板间距d1.0cm，板长l5.0cm，那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？例题25如图所示，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。 a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。 一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b。 不计精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。 例题26(xx全国卷)如图，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。 已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30。 不计重力。 求A、B两点间的电势差。 2.1电源和电流1电流 (1)表达式Iqt(q是在时间t内通过导体某一横截面上的电荷量)。 (2)方向规定正电荷定向移动的方向为电流方向。 2电流的微观表达式AD导体中的自由电荷总数NnlS。 总电荷量QNqnlSq。 所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间tlv。 根据公式qIt可得导体AD中的电流IQtnlSqlvnqSv。 2.2电动势2.3欧姆定律2.4串联电路和并联电路 1、串联电路和并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等，即II1I2总电流等于各支路电流之和，即II1I2电压总电压等于各部分电压之和，即UU1U2各支路两端电压相等，即UU1U2电阻总电阻等于各部分电阻之和，即RR1R2总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即1R1R11R2 2、电压表和电流表 （1）小量程电流表?(表头)的三个参数 （2）电压表的改装 （3）电流表的改装3串联电路、并联电路总电阻的比较串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总不同点n个相同电阻R串联，总电阻R总nR n个相同电阻R并联，总电阻R总Rn R总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 4、串、并联电路中，电压和电流的分配关系 (1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。 推导在串联电路中，由于U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3U nI nR n，II1I2I n，所以有U1R1U2R2U nR nUR总I。 (2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。 推导在并联电路中，U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3U nI nR n，U1U2U n，所以有I1R1I2R2I nRnI总R总U。 例题27由四个电阻连接成的电路如图所示。 R18，R24，R36，R43。 (1)求a、d之间的总电阻；精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破 (2)如果把42V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？例题28.如图所示，有一个表头G，满偏电流I g500mA，内阻R g200，将它改装为有01A和010A两种量程的电流表，求R 1、R2的阻值各为多大？例题29某电流表内阻R g为200，满偏电流I g为2mA，如图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求 (1)图甲中，R1和R2各为多少？ (2)图乙中，R3和R4各为多少？ (3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？2.5焦耳定律 1、电功和电功率 (1)电功WIUt。 (2)电功率:PWtIU。 2、焦耳定律 （1）焦耳热QI2Rt。 （2）热功率P热QtI2R，3结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。 4纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、白炽灯电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器，如电动机、电解槽欧姆定律是否适用适用，IUR不适用，IUR能量转化电能全部转化为内能WQUItI2RtU2Rt电能转化为内能和其他形式的能量WUIt，QI2Rt，WQW其他功率特点电功率等于热功率P电P热UII2RU2R电功率等于热功率与其他功率之和P电UI P热I2R P电P热P其他例题30规格为“220V36W”的排气扇，线圈电阻为40，求 (1)接上220V的电压后，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率； (2)如果接上220V的电压后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热功率。 2.6导体的电阻 1、电阻定律同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 RlS。 2材料特性应用 (1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。 (2)金属电阻率随温度的升高而增大，可用来制作电阻温度计，精密电阻温度计用铂制作。 (3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 例题31如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab2bc。 当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为()A4I B2I C.12I D.14I2.7闭合电路的欧姆定律1闭合电路欧姆定律2路端电压与电流的关系 (1)公式UEIr。 (2)U-I图像如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。 3路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无限大(断路)时，I0，UE，即断路时的路端电压等于电源电动势。 精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破 (2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小，当R减小到零时，IEr，U0。 4电源的U-I图像 (1)图像的函数表达式UEIr。 (2)图像表示电源的外电路的特性曲线(路端电压U随电流I变化的图像)，如图所示是一条斜向下的直线。 (3)当外电路断路时(即R，I0)纵轴上的截距表示电源的电动势E(EU端)；当外电路短路时(R0，U0)横坐标的截距表示电源的短路电流I短Er。 (条件坐标原点均从0开始) (4)图线的斜率其绝对值为电源的内电阻，即rEI0?UI。 (5)某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率。 5电源的有关功率和电源的效率 (1)电源的总功率P总IEI(U内U外)。 (2)电源的输出功率P出IU外。 (3)电源内部的发热功率PI2r。 (4)电源的效率P出P总U外E，对于纯电阻电路，RRr11rR。 6输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中，电源的输出功率为PI2RE2?Rr?2RE2?Rr?24Rr R (1)当Rr时，电源的输出功率最大，P mE24r。 (2)当Rr时，随着R增大，P减小。 (3)当R 例题32电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15，定值电阻R03。 (1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？ (2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？7.闭合电路的动态分析 （1）闭合电路动态分析的思路闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路是分清电路结构局部电阻变化总电阻变化各部分电压、电流变化路端电压变化总电流变化 （2）闭合电路动态分析的三种方法程序法基本思路是“部分整体部分”，即R局增大减小R总增大减小I总减小增大U外增大减小?I局U局结论法“串反并同”“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 “并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 8对含容电路问题 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据QCU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之，电容器将放电。 通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破例题33如图所示，E10V，r1，R1R35，R24，C100F。 当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。 求 (1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向； (2)S闭合后流过R3的总电荷量。 3.1磁现象和磁场奥斯特实验把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针发生了转动。 3.2感应强度1磁感应强度的方向小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向。 2磁感应强度的大小 （1）在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度BFIL。 （2）磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。 即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B与F成正比或B与IL成反比。 3对定义式BFIL的理解 (1)BFIL是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。 因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I和导线长度L有关以外，还和导线的放置方向有关。 (2)导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同。 当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。 (3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。 3.3几种常见的磁场 1、磁感线用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线。 磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 2、几种常见的磁场安培定则(右手螺旋定则)判断。 安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极 3、安培分子电流假说安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。 分子电流使每个物质微粒都成为小磁体，它的两侧相当于两个磁极。 4匀强磁场 (1)定义强弱、方向处处相同的磁场。 (2)磁感线特点疏密均匀的平行直线。 5磁通量 （1）公式BS。 适用条件匀强磁场；磁场与平面垂直。 (2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，BScos。 式中Scos即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”。 （3）磁通量的正、负磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。 若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为1，反向磁通量大小为2，则穿过该平面的合磁通量12。 （4）磁通量的变化量精心准备高效复习把握重点逐步突破精心准备高效复习把握重点逐步突破当B不变，有效面积S变化时，BS。 当B变化，S不变时，BS。 B和S同时变化，则21。 但此时BS。 例题 34、如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1cm，共10匝；B线圈的半径为2cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5cm，只有1匝。 (1)在磁感应强度B减为0.4T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？ (2)在磁场方向转过30角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？例题35如图所示，两根垂直纸面的导线a、b中通有大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b的距离相等。 要使P点的磁场方向水平向右，则a、b中电流方向为()A都向外B都向里Ca中电流向外，b中电流向里Da中电流向里，b中电流向外例题 36、如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。 a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。 关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处的磁感应强度的方向不同3.4通电导线在磁场中受到的力 1、安培力的方向 （1）安培力通电导线在磁场中受的力。 （2）左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 （3）安培力方向与磁场方向、电流方向的关系FB，FI，即F垂直于B和I所决定的平面。 2、安培力的大小 （1）垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当电流为I时，所受安培力为FILB。 （2）当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，公式FILBsin_。 3分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法电流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向例题:37如图所示，在倾角30的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距离l0.25m，两导轨间接有滑动变阻器R和电动势E12V、内阻不计的电池。 垂直导轨放有一根质量m0.2kg的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数36。 整个装置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.8T。 当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在导轨上？导轨与金属棒的电阻不计，g取10m/s2。 例题38.长L60cm、质量m6.0102kg、粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感应强度B0.4T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力(g取10m/s2)，问 (1)要使