高中物理選修3-2公式總結(jié)

十一、恒定電流1.電流強(qiáng)度：I＝q/t｛I:電流強(qiáng)度(A），q:在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C），t:時(shí)間(s）｝2.歐姆定律：I＝U/R｛I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A)，U:導(dǎo)體兩端電壓(V)，R:導(dǎo)體阻值(Ω)｝3.電阻、電阻定律：R＝ρL/S｛ρ:電阻率(Ωm)，L:導(dǎo)體的長度(m)，S:導(dǎo)體橫截面積(m2)｝4.閉合電路歐姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U內(nèi)+U外｛I:電路中的總電流(A)，E:電源電動勢(V)，R:外電路電阻(Ω)，r:電源內(nèi)阻(Ω)｝5.電功與電功率：W＝UIt，P＝UI｛W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時(shí)間(s)，P:電功率(W)｝6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:電熱(J)，I:通過導(dǎo)體的電流(A)，R:導(dǎo)體的電阻值(Ω)，t:通電時(shí)間(s)｝7.純電阻電路中:由于I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：P總＝IE，P出＝IU，η＝P出/P總｛I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U:路端電壓(V)，η：電源效率｝9.電路的串/并聯(lián)串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系(串同并反)R串＝R1+R2+R3+1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系I總＝I1＝I2＝I3I并＝I1+I2+I3+電壓關(guān)系U總＝U1+U2+U3+U總＝U1＝U2＝U3功率分配P總＝P1+P2+P3+P總＝P1+P2+P3+10.歐姆表測電阻(1)電路組成(2)測量原理兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電

表指針滿偏，得Ig＝E/(r+Rg+Ro)接入被測電阻Rx后

通過電表的電流為Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)由于Ix與Rx對應(yīng)，因此可指示被測電阻大小(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù)｛注意擋位(倍率)｝、撥off擋。(4)注意:測量電阻時(shí)，要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。11.伏安法測電阻電流表內(nèi)接法：電流表外接法：電壓表示數(shù)：U＝UR+UA電流表示數(shù)：I＝IR+IVRx的測量值＝U/I＝(UA+UR)/IR＝RA+Rx>R真Rx的測量值＝U/I＝UR/(IR+IV)＝RVRx/(RV+R)>RA[或Rx>(RARV)1/2]選用電路條件Rx功率關(guān)系U1/U2＝n1/n2；I1/I2＝n2/n2；P入＝P出5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P損＝(P/U)2R；（P損:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻）〔見第二冊P198〕；6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s)；t:時(shí)間(s)；n:線圈匝數(shù)；B:磁感強(qiáng)度(T)；S:線圈的面積(m2)；U:(輸出)電壓(V)；I:電流強(qiáng)度(A)；P:功率(W)。注:(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:ω電＝ω線，f電＝f線；(2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動勢為零,過中性面電流方向就改變；(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒有特別說明的交流數(shù)值都指有效值；(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時(shí),輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時(shí)輸入功率也增大，即P出決定P入；(5)其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象〔見第二冊P190〕/電阻、電感和電容對交變電流的作用〔見第二冊P193〕。

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物理選修3-1知識點(diǎn)即公式總結(jié)

第一章電場

一、電場基本規(guī)律1、電荷電荷守恒定律自然界中只存在正、負(fù)電荷

自然界中兩種電荷的總量是守恒的，電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體（如摩擦起電和接觸帶電）；或者是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分（靜電感應(yīng)），不管何種方式，電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，這就是電荷守恒定律（1）三種帶電方式：摩擦起電起電-本能式（2）元電荷：最小的帶電單元，自然界任何物體的帶電荷量都是

元電荷（都等于元電荷，但電性不同，前者為負(fù)，后者為正。2、庫倫定律：（作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2力常量

F是電場力（N）q1（m）

（3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。

×10-19表達(dá)式：Fk是靜電力常量（q2是電荷帶電量-掠奪式、接觸起電）的整數(shù)倍，電子、質(zhì)子的電荷量真空．．中兩個(gè)kQ1Q2k=9.0r2（使物質(zhì)帶電的過程，就是使

-均分式、感應(yīng)

靜止點(diǎn)電荷．．．．．之間的相互

×109Nm2/C2靜電

=9.0×109Nm/CC）r是兩個(gè)電荷的距離

e=1.6c

1）定律內(nèi)容：））

、

二、電場力的性質(zhì)：

1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。2、電場強(qiáng)度E：（1）定義：電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。（2）定義式：EE與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。

Fq

E是電場強(qiáng)度（F是電場力（

受到的電場力。○

1點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式：EQ是點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度（k是靜電力常量（Q是點(diǎn)電荷帶電量（

○

2勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式：UAB是AE是電場強(qiáng)度（

（

N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）N）q是電荷量（C）

（3）電場強(qiáng)度是矢量：大�。涸跀�(shù)值上為單位電荷

方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E

的方向相反。

4）單位：N/C,V/m1N/C=1V/m5）其他的電場強(qiáng)度公式

EkQr2Q場源電荷

N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）=9.0×109Nm/C）C）r是半徑（m）；

EUd沿電場方向等勢面間距離

dB兩點(diǎn)的電勢差（V）d是距離（m）N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）

）場強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則

（（、

3、電場線：（1）意義：形象直觀描述電場強(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的

（2）電場線的特點(diǎn)：

1電場線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷○

2不封閉，不相交，不相切�！�3沿電場線電勢降低，且電勢降○

低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小，可以判斷電勢○

4電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表（3）幾種特殊電場的電場線：E

能的性質(zhì)1、電場能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢能（2）定義式：（3）特點(diǎn)：2電勢能的變化量△3、電勢○

φ

（2）定義式：φ是電勢（（3）特點(diǎn)：○

2電勢是一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢比參考○

3電勢的大小由電場本身決定，與○

4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到零勢點(diǎn)時(shí)電場力

各點(diǎn)的切線方向反映場強(qiáng)的方向，

Ep：（1）定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相

EpAWA0帶正負(fù)號計(jì)算○1電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大

Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能φEp單位：伏（qV）E是電勢能（○1電勢具有相對性，相對參考點(diǎn)而言。但電勢之差與

Ep與電荷量V）帶正負(fù)號計(jì)算

J）q是電荷量（C）

Ep和q無關(guān)。高低。面疏密程度反映場強(qiáng)的大小。特點(diǎn)：假想的（不存在）、不相交、不閉合，從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷。

三、電場

互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢能等于電場力把電荷從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)所做的功。地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。：的比值。參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。點(diǎn)電勢高，還是低。

所做的功。

（4）電勢高低的判斷方法

1根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。φA>φ○ABB2根據(jù)電勢能判斷：○

正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。

結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動。

4、電勢差UAB（1）定義：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。也叫電壓。（2）定義式：

φA是A點(diǎn)電勢（UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢差（

（3）特點(diǎn)：電勢誰高誰低。○1○

2單位：伏（V○

3電場中兩點(diǎn)的電勢差是確定的，與零勢面的選擇無關(guān)○

4U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差計(jì)算公式。場強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場力做功W無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢差有關(guān)。（2）表達(dá)式：UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢差（WAB是從A點(diǎn)到

WAB（3）電場力做功與電勢能的關(guān)系結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少電場力做負(fù)功，電勢能增加6、等勢面：（1）定義：電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。（2）特點(diǎn)：○1等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動電荷，電場力不做

○

2等勢面與電場線垂直的大小：疏弱密強(qiáng)�！�

5畫等勢面時(shí)，相鄰等勢面間的電勢差相等。（3）判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點(diǎn)間的電勢差的大�。嚎拷鼒鲈矗▓鰪�(qiáng)大）的

兩點(diǎn)間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源（場強(qiáng)小）相等距離兩點(diǎn)間的電勢差。φA-φB

V）φB是B點(diǎn)電勢（V）

：（1）電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與路徑

ABq帶正負(fù)號計(jì)算（適用于任何電場）V）B點(diǎn)做的功（Jd沿電場方向的距離。勻強(qiáng)電場WAB○3兩等勢面不相交

V）；電勢差與電q是電荷量（C）Ep=EpA-EPB

無條件結(jié)論

○4等勢面的密集程度表示場強(qiáng)UAB=

電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的

）ABWAB=U）

=Eqd=-△

功。

ABC

7、靜電平衡狀態(tài)：（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動的穩(wěn)定

狀態(tài)

（2）特點(diǎn)：○1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。

2感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該○

處場強(qiáng)大小相等，方向相反。

3處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是個(gè)等○

若AB=BC，則UAB>UBC

勢面。

○

4電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。1、電容器充放電過程：

充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電過程S-B：電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容：（1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理

（2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓叫做電容器的電容。（3）定義式：CQU是定義式不是決定式C是電容（F）Q是電荷量（C

CS4kd是電容的決定式（平行板電容器）

7.推導(dǎo)公式：

E=U==4πkQdεs

（電源給電容器

U是電勢差（SA

BLCU的比值就

V）；四、電容器及其應(yīng)用：充電）量。

）

E是電場強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）U是電勢差（V）d是距離（m）Q是帶電量（C）k是靜電力常量（=9.0×109Nm/C）ε是相對介電常數(shù)；

（4）單位：法拉F，微法（5）特點(diǎn)：○1電容器的電容○

2電容器的帶電量Q○

3電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量不變�！�

4在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和使用進(jìn)行判斷CQCU1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，氕（11H），氘（21H帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。3、加速問題

（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運(yùn)動（不計(jì)重力）只受電場力Eq，粒子的加速度為v2Eqdm2Uqm（2）由動能定理解釋，

可見加速的末速度與兩板間的距離子在電場中運(yùn)動的時(shí)間不一樣，4、偏轉(zhuǎn)問題類平拋運(yùn)動（由兩極板間中點(diǎn)射入）在垂直電場線的方向：粒子做速度為帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度μF，皮法C與Q和S4kdE31H）1mv220的勻加速直線運(yùn)動。U無關(guān)，只由電容器本身決定。Ud

如質(zhì)子mg=Eq

a=Eq/mUq，v無關(guān)，v0勻速直線運(yùn)動。-6μF=10-12F

○3的結(jié)論聯(lián)合11H），電子，α粒子（42He）,

Eqv0mg，vd，則2Uqm

U但是粒

0、加速度為

pF1pF=10是指一個(gè)極板帶電量的絕對值。

五、應(yīng)用帶電粒子在電場中的運(yùn)動（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）（），氚（

，若兩板間距離為

d只與兩板間的電壓有關(guān)，d越大，飛行時(shí)間越長。在平行電場線的方向：粒子做初速度為a

aEqmUqmd

帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平距離為x

帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0○1粒子要能飛出電場則：y≤d/2○2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動：y粒子在豎直方向的分速度:vy粒子出電場的速度偏角：tan由○1○2○3○4○5可得：

飛行時(shí)間：t=L/vO豎直分速度：vyUqL22L12at2○3atvyv0○4v0○5θyθUqLmdvUqLmv200v0v

vy側(cè)向偏移量：y

v02mv0d偏向角：tand

LLL＇v0L＇θyθv0vyvy＇θyθv0vyvU1y＇U1飛行時(shí)間：t=L/vO偏向角：tan2U2L2U1d側(cè)向偏移量：yU2L4U1dｙ＇＝U2L(L2L)4U1d在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。

如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過程相同。

5、示波器的原理同書上結(jié)構(gòu)圖。

1

F是電場力（N）k是靜電力常量（=9.0×109Nm/C）q1、q2是電荷帶電量（C）r是兩個(gè)電荷的距離（m）；F2.E=

q

E是電場強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）F是電場力（N）q是電荷量（C）*點(diǎn)電荷：

EQ是點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）k是靜電力常量（=9.0×109Nm/C）Q是點(diǎn)電荷帶電量（C）r是半徑（m）；E3.φ=

q

φ是電勢（V）E是電勢能（J）q是電荷量（C）；4.

=

UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢差（V）q是電荷量（C）WAB是從A點(diǎn)到B點(diǎn)做的功（J）

EpA是A點(diǎn)的電勢能（J）EpB是B點(diǎn)的電勢能（J）φA是A點(diǎn)電勢（V）φB是B點(diǎn)電勢（V）；

5.UAB=Ed

UAB是A、B兩點(diǎn)的電勢差（V）d是距離（m）E是電場強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）6.C=QU

C是電容（F）Q是電荷量（C）U是電勢差（7.推導(dǎo)公式：

E=U==4πkQdεs

E是電場強(qiáng)度（N/C或V/m均可，1N/C=1V/m）U是電勢差（V）d是距離（m）Q是帶電量（k是靜電力常量（=9.0×109Nm/C）ε是相對介電常數(shù)；8.q=It

q是電荷量（C）I是電流（A）t是時(shí)間（s）；9.I=UR（歐姆定律）I=ER+r（閉合電路歐姆定律）I是電流（A）U是電勢差（電壓）（V）R是電阻（E是電動勢（V）r是內(nèi)電阻（Ω）推導(dǎo)公式：E=U外+U內(nèi)=IR+IrU外是外電路電勢差（電壓）（V）U內(nèi)是內(nèi)電路電勢差（電壓）（V）

V）；C）

Ω

）

串聯(lián)電路總電阻：R=R1+R2+并聯(lián)電路總電阻：

=+

=>R=

*串聯(lián)分壓與電阻成正比，并聯(lián)電流與電阻成反比：“串正并反”！

10.P=UIW=UIt=Pt

P是電功率（W）U是電勢差（電壓）W是電功（J）t是時(shí)間（s推導(dǎo)公式：∵I=U

R

，P=UI∴U額是額定電壓（V）U實(shí)是實(shí)際電壓（P額是額定功率（W）P實(shí)是實(shí)際功率（R是純電阻電路的電阻（Ω）Q=IRt，R=ρL

S

Q是電流產(chǎn)生的熱量（焦耳熱）ρ是電阻率，由材料本身決定（S是導(dǎo)體橫截面積（m）；

*歐姆定律中的所有公式要求是在純電阻電路中使用。注意電動勢（電源）的內(nèi)阻r不可忽略！11.F=BIL

F是安培力（N）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（12.Φ=BS

Φ是磁通量（Wb）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（

（V）I是電流（R=

，P=IR

V）W）（J）L是導(dǎo)體長度（Ωm）T）S是面積（T）S是面積（A）m）m）；m））

13.f=qVB

f是洛倫茲力（N）q是電荷量（C）V是速度（m/s）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；推導(dǎo)公式：∵f=F向∴qVB=m

2πr2πmmV

∴R=T==

qBVqBf是洛倫茲力（N）F向是向心力（V是速度（m/s）B是磁感應(yīng)強(qiáng)度（r是半徑（m）T是周期（

N）T）s）。

q是電荷量（m是質(zhì)量（C）kg）

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