物理电学

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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191.610eC

2.库仑定律：

2

Qq

FK

r

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；

313221

qqqqqq

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：

q

F

E（定义式）

2

KQ

E

r

（真空点电荷）

d

U

E（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)

Ed-

q

W

U

BA

BA

AB

＝－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：

q

W

0A(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=

s

kq4

d

q/c





不变,仅变d时,E不

变；

9带电粒子在电场中的运动qU=

2

1

mv2；侧移y=

2

0

2

mdv2

L'qU

，偏角tgф=

2

0

mdv

L'qU

①加速2mv

2

1

qEdquW

加m

2qu

v加

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②偏转(类平抛)平行E方向：L=vot

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竖直：

2

0

22

222

2mv

LqU

4dU

LU

t

md

qU

2

1

t

m

qE

2

1

t

2

1

y偏

加

偏偏a

tg=

加

偏

2dU

LU

V

at

V

V

00

(θ为速度方向与水平方向夹角)

速度：Vx=V0Vy=at

oo

y

v

gt

v

v

tg（为速度与水平方向夹角）

位移：Sx=V0tSy=2

2

1at

oo

2

2

1

v2

gt

tv

gt

tg（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

2

L

tan

y

b



)

证：

oo

y

v

gt

v

v

tg

oo

2

v2

gt

tv

gt

tg2

1

2tgtg

(



的含义?)

二、恒定电流：

I=

t

q

(定义)I=nesv(微观)I=

R

u

R=

I

u

(定义)电阻定律：R=

S

L

(决定)

部分电路欧姆定律：I

U

R

U=IRR

U

I

闭合电路欧姆定律：I=

ε

Rr

路端电压：U=－Ir=IR输出功率：P

出

=Iε－I2r=IR2

电源热功率：PIr

r

2电源效率：

P

P

出

总

=

U

ε

=

R

R+r

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=IRt

U

R

t2

2

P=IU=

R

U

RI

2

2

对于非纯电阻电路：W=IUtIRt2P=IUIr2

E=I(R+r)=u外+u内=u外+IrP电源=uIt=+E其它P电源=IE=IU+I2Rt

单位：Jev=1.9×10-19J度=kwh=3.6×106J1u=931.5Mev

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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+……

111

12

RRR

R=

RR

RR

12

12



电压U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=IIR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U

功率P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2PR=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U

RR

UR

px

x~



，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=U

RR

R

PBAP

AP



，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

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局部变化

露

内

总总

UUIRR

i

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）

























串

并并联的电阻与之串局部

U

I

u

I

R、

i

i

i

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。

定性分析：R↑→I(＝

E

R＋r

)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑

R↓→I(＝

E

R＋r

)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓

特例：

外电路断路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。

外电路短路：R↓→I(＝

E

r

)↑→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＝

E2

R＋r

R↑→P↓，R→∞时，P＝0。R↓→P↑，R→0时，Pm＝

E2

r

。

(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＝

E

R＋r

U外＝E－Ir＝

RE

R＋r

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。

定量分析：P外＝U外I＝

RE2

(R＋r)2

＝

E2

(R－r)2

R

＋4r

(当R＝r时,电源的输出功率为最大，P外max＝

E2

4r

)

图象表述：

∞

00

0

U

U

r＝0

I

O

E

U内＝I

1

r

U＝I

1

R

P

R

O

U

I

O

E2

4r

R

1rR

2

R＝r

E

E/rE/2r

E/2

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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＝R1R2。

(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＝

rE2

(R＋r)2

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＝

P外

P

＝

R

R＋r

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

r)(RIE

r)(RIE

22

11





12

2121

I-I

)R-(RII

E

12

2211

I-I

RI-RI

r

(一个电流表和两个定值电阻)

rIuE

rIuE

22

11





21

1221

I-I

uI-uI

E

21

12

I-I

u-u

r(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)

r

R

u

uE

r

R

u

uE

2

2

2

1

1

1





2112

2121

Ru-Ru

)R-(Ruu

E

2112

2121

Ru-Ru

R)Ru-(u

r

(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

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。

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A

V

R

A

V

R

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：

X

R

R

R

R

3

2

1

1

32

R

RR

R

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

R测=

I

UU

AR



=RX+RA>RX

Avx

RRR

适于测大电阻

Rx>

vA

RR

外

R测=

vx

vx

Rv

RR

RR

II

U







vAx

RRR

适于测小电阻

RX<

vA

RR

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

1

21

1

21

I

I-I

u

u-u



）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

1

21

1

21

I

I-I

u

u-u



）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

vA

RR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

RR

R

滑



x

～E

滑

RR

E



x

～

x

R

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～

x

R

E

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

G

R

2

S

2

R

1

S

1

R

1

S

V

R

2

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R滑唯一：比较R滑与Rx



确定控制电路

Rx



x

10

RRRX

滑

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uI,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

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g

g

gg

g

g1)R-(nR)

u

u-u

(R

R

u-u

R

u



(n为量程的扩大倍数)

(2)改为A表：串联电阻分流原理

gg

g

g

ggg

R

1-n

1

R

I-I

I

R)RI-I(RI

(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(N



S)内

部(S



N)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=BIL



推导f洛=qBv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=

q

F

E=k

2r

Q

)(B=

LI

F

B=k

2r

I

)(u=

q

w

ba

q

W

0A

A



)(R=

I

u

R=

S

L

)(C=

u

Q

C=

dk4

s





)

磁感强度B：由这些公式写出B单位，单位公式

B=

LI

F

;B=

S



;E=BLvB=

Lv

E

；B=k

2r

I

（直导体）；B=NI（螺线管）

qBv=m

R

v2

R=

qB

mv

B=

qR

mv

;

vvvd

uE

BqEqBvd

u



电学中的三个力：F电=qE=q

d

u

F安=BILf洛=qBv

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注意：①、B⊥L时，f洛最大，f洛=qBv

（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：

qB

mv

R

R

v

mqBv

2



(不能直接用)

qB

m2

v

R2

T





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

qB

mv

R

R

v

mqBv

2



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

)360(2

)(

0

t

或

回旋角圆心角



×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。

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