1pf等于多少f

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高二物理3-1电场知识点总结

高二物理3-1电场学问点总结

黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结

3-1电场学问点总结

一、电场基本规律

1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会毁灭，它只能从一个物

体转移到另一个物体，

或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保

持不变。（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

-19

（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的

整数倍，e=1.6×10C

密立根测得e的值。

2、库伦定律

（1）定律内容：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，与它们的距离的平方成反比，

作用力的方向在它们的连线上。

922

（2）表达式：FkQ1Q2k=9.0×10Nm/C静电力常量

r2（3）适用条件：真空中静止的点电荷。二、电场力的性质

1、电场的基本性质：电场对放入其中电荷有力的作用。2、电场强

度E

（1）定义：电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q的

比值，就叫做该点的

电场强度。

（2）定义式：EFE与F、q无关，只由电场本身打算。

q（3）电场强度是矢量：大小：单位电荷受到的电场力。

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方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E的方向相反。（4）单

位：N/C,V/m1N/C=1V/m（5）其他的电场强度公式

1点电荷的场强公式：Ek场源电荷○

r22匀强电场场强公式：EUd沿电场方向两点间距离○d（6）场强的

叠加：遵循平行四边形法则3、电场线

（1）意义：形象直观描述电场强弱和方向理性模型，实际上是不存

在的（2）电场线的特点：

1电场线起于正（无穷远），止于（无穷远）负电荷○

2不封闭，不相交，不相切○

3沿电场线电势降低，且电势降低最快。一条电场线无法推断场强大

小，可以判○

断电势凹凸。

4电场线垂直于等势面，静电平衡导体，电场线垂直于导体表面○

（3）几种特别电场的电场线E

三、电场能的性质

黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结

1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。

2、电势能Ep

（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置

打算的能量。电荷在

某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的

功。

（2）定义式：EpAWA0带正负号计算（3）特点：

1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为

零势能面。○

2电势能的变化量△E与零势能面的选择无关。○

p

3、电势φ

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（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。（2）

定义式：φ（3）特点：

1电势具有相对性，相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无

关。○

2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势

高，还是低。○

3电势的大小由电场本身打算，与Ep和q无关。○

4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的

功。○

（4）电势凹凸的推断方法

1依据电场线推断：沿着电场线电势降低。φA>φB○

2依据电势能推断：○

正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。负电荷：电势能大，

电势低；电势能小，电势高。

结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能

低的地方运动。4、电势差UAB

（1）定义：电场中两点间的电势之差。也叫电压。（2）定义式：

UAB=φA-φB（3）特点：

1电势差是标量，但是却有正负，正负只表示起点和终点的电势谁高

谁低。若○

UAB>0，则UBA黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结

电场力做负功，电势能增加

6、等势面：

（1）定义：电势相等的点构成的面。（2）特点：

1等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功。○

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2等势面与电场线垂直○

3两等势面不相交○

4等势面的密集程度表示场强的大小：疏弱密强。○

5画等势面时，相邻等势面间的电势差相等。○

（3）推断电场线上两点间的电势差的大小：靠近场源（场强大）的

两间的电势差大

于远离场源（场强小）相等距离两点间的电势差。

ABC7、静电平衡状态

（1）定义：导体内不再有电荷定向移动的稳定状态（2）特点

1处于静电平衡状态的导体，内部场强到处为零。○

2感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强的

大小相等，○

方向相反。

3处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。

○

4电荷只分布在导体的外表面，在导体表面的分布与导体表面的弯曲

程度有关，○

越弯曲，电荷分布越多。

四、电容器及其应用

1、电容器充放电过程：（电源给电容器充电）充电过程S-A：电源

的电能转化为电容器的电场能放电过程S-B：电容器的电场能转化为其他

形式的能2、电容

（1）物理意义：表示电容器容纳电荷本事的物理（2）定义：电容

器所带电量Q与电容器两极板间

的比值就叫做电容器的电容。（3）定义式：CL若AB=BC，则UAB>UBC

SABC量。电压U

Q是定义式不是打算式USC是电容的打算式（平行板电容器）

4kd（4）单位：法拉F，微法μF，皮法pF

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1pF=10-6μF=10-12F

（5）特点

1电容器的电容C与Q和U无关，只由电容器本身打算。○

2电容器的带电量Q是指一个极板带电量的肯定值。○

3电容器始终与电源相连，则电容器的电压不变。电容器充电完毕，

再与电源断开，○

则电容器的带电量不变。

黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结

4在有关电容器问题的争论中，常常要用到以下三个公式和○3的结

论联合使用进行○

推断

CQSUCEU4kdd五、应用带电粒子在电场中的运动

（平衡问题，加速问题，偏转问题）

141

1、基本粒子不计重力，但不是不计质量，如质子（1，电子，α粒

子（2,氕（1，H）H）He）

23氘（1，氚（1H）H）

带电微粒、带电油滴、带电小球一般状况下都要计算重力。2、平衡

问题：电场力与重力的平衡问题。

mg=Eq

Eqv0

mg

3、加速问题

（1）由牛顿其次定律解释，带电粒子在电场中加速运动（不计重力），

只受电场力Eq，粒子的加速度为a=Eq/m，若两板间距离为d，则

vv（2）由动能定理解释，

2Eqdm2Uqm1mv20Uq2Uv2Uqm可见加速的末速度与两板间的距离d无关，

只与两板间的电压有关，但是粒子在电场中运动的时间不一样，d越大，

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飞行时间越长。3、偏转问题类平抛运动

在垂直电场线的方向：粒子做速度为v0匀速直线运动。

在平行电场线的方向：粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线

运动。

Lv0

θy

v0θ

vvy

带电粒子若不计重力，则在竖直方向粒子的加速度

黄土梁子中学高二物理3-1学问点总结

aEqUqmmd带电粒子做类平抛的水平距离，若能飞出电场水平距离为L，

若不能飞出电场则水平

距离为x

带电粒子飞行的时间：t=x/v0=L/v0○1粒子要能飞出电场则：y≤d/2

○2粒子在竖直方向做匀加速运动：y1at2○3

2粒子在竖直方向的分速度:vyat○4粒子出电场的速度偏角：tanvy

○5

v0由○1○2○3○4○5可得：

飞行时间：t=L/vO竖直分速度：vyUqLmdv0UqL2UqL侧向偏移量：y

偏向角：tan22mv0d2mv0d

飞行时间：t=L/vO

U2L(LL)U2L2侧向偏移量：yｙ＇＝

2U1d4U1d偏向角：tan

在这种状况下，一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。即不

同粒子的侧移量，偏向角都相同，但它们飞越偏转电场的时间不同，此

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时间与加速电压、粒子电量、质量有关。假如在上述例子中粒子的重力不

能忽视时，只要将加速度a重新求出即可，详细计算过程相同。

4、示波器的原理同上结构图。

5

U2L2U1dLv0L＇θyθv0vyvy＇U

扩展阅读：高二物理选修3-1学问点总结

高中物理学问点总结

电容带电粒子在电场中的运动学问要点：

1．电荷电荷守恒定律点电荷

⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电

场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。

基本电荷e。带电体电荷量等于元电荷的整数倍（Q=ne）1.610C19⑵使物

体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电

②接触带电③感应起电。

⑶电荷既不能制造，也不能被毁灭，它只能从一个物体转移到另

一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守

恒定律。

带电体的外形、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响

可以忽视不计时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。2．库

仑定律高中物理学问点总结

（1）公式

FK12r2（真空中静止的两个点电荷）

在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它

们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式

为

FK912r2，其中比例常数

2K叫静电力常量，

Q1、Q2:两点电荷

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。（F:点电荷间的作用力(N)，K9.010NmC2的电量(C)，r:两点电荷间

的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷相互排

斥，异种电荷相互吸引）

（2）库仑定律的适用条件是(1)真空，(2)点电荷。点电荷是物理中

的抱负模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑

定律，否则不能使用。3．静电场电场线

为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列

曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场

的弱度。

电场线的特点：(1)始于正电荷（或无穷远），终止负电荷（或无穷

远）；(2)任意两条电场线都不相交。

电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带

电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到

的合外力状况和初速度共同打算。高中物理学问点总结

4．电场强度点电荷的电场

⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作

用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电

荷q，它所受到的电场力F跟它所带电量的比值F的电场强度，定义式是

EF叫做这个位置上

，E是矢量，规定正电荷受电场力的方

向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相

反。（E:电场强度(N/C)，是矢量，q：检验电荷的电量(C)）

电场强度E的大小，方向是由电场本身打算的，是客观存在的，

与检验电荷无关。与放入检验电荷的正、负，及带电量的多少均无

关，不能认为E与F成正比，也不能认为E与q成反比。

点电荷场强的计算式EQ：源电荷的电量(C)）

要区分场强的定义式EFqKQr2（r：源电荷到该位置的距离（m），

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与点电荷场强的计算式EKQr2，前者

适用于任何电场，后者只适用于真空（或空气）中点电荷形成的电场。

5．电势能电势等势面

电势能由电荷在电场中的相对位置打算的能量叫电势能。高中物理学

问点总结

电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能和零点。由于电

势能具有相对性，所以实际的应用意义并不大。而常常应

用的是电势能的变化。电场力对电荷做功，电荷的电势能减速少，电

荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力对

电荷做功的数值，这常是推断电荷电势能如何变化的依据。电场力对电荷

做功的计算公式：WqU，此公式适用于任何电场。电场力做功与路径无关，

由起始和终了位置的电势差打算。

电势是描述电场的能的性质的物理量

在电场中某位置放一个检验电荷q，若它具有的电势能为，则

比值q叫做该位置的电势。

电势也具有相对性，通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电

势（对同一电场，电势能及电势的零点选取是全都的）这样选取零

电势点之后，可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负电

荷形成的电场中各点的电势均为负值。

电势相等的点组成的面叫等势面。等势面的特点：

(1)等势面上各点的电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做

功。

(2)等势面肯定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等

势面指向电势较低的等势面。高中物理学问点总结

(3)规定：画等势面（或线）时，相邻的两等势面（或线）间的

电势差相等。这样，在等势面（线）密处场强较大，等势面（线）

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疏处场强小。6．电势差Ⅱ

电场中两点的电势之差叫电势差，依教材要求，电势差都取肯定值，

知道了电势差的肯定值，要比较哪个点的电势高，需依据电场力对电荷做

功的正负推断，或者是由这两点在电场线上的位置推断。

7．匀强电场中电势差和电场强度的关系

场强方向到处相同，场强大小到处相等的区域称为匀强电场，匀强电

场中的电场线是等距的平行线，平行正对的两金属板带等量异种电荷后，

在两极之间除边缘外就是匀强电场。

在匀强电场中电势差与场强之间的关系是U，公式中的d是沿Ed场强

方向上的距离(m)。

在匀强电场中平行线段上的电势差与线段长度成正比8．带电粒子在

匀强电场中的运动

（1）带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的学问，分析

方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力状况，再分析运动状态和运

动过程，然后选用恰当的规律解题。高中物理学问点总结

（2）在对带电粒子进行受力分析时，要留意两点：

A1要把握电场力的特点。如电场力的大小和方向不仅跟场强的

大小和方向有关，还与带电粒子的电量和电性有关；在匀强电场中，

带电粒子所受电场力到处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不

同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。

A2是否考虑重力要依据详细状况而定：基本粒子：如电子、质

子、粒子、离子等除有要说明或明确的示意以外，一般都不考虑重

力（但并不忽视质量）。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除

有说明或明确的示意以外，一般都不能忽视重力。

(3)带电粒子的加速（含偏转过程中速度大小的变化）过程是其他形

式的能和功能之间的转化过程。解决这类问题，可以用动能定理，也可

以用能量守恒定律。

如选用动能定理，则要分清哪些力做功？做正功还是负功？是恒

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力功还是变力功？若电场力是变力，则电场力的功必需表达成，还要

确定初态动能和末态动能（或初、末态间的动能增WqUabab量）

如选用能量守恒定律，则要分清有哪些形式的能在变化？怎样变

化（是增加还是削减）？能量守恒的表达形式有：

Ea初态和末态的总能量（代数和）相等，即E；初末高中物理学问点

总结

b某种形式的能量削减肯定等于其它形式能量的增加，即EE减增

c各种形式的能量的增量的代数和；EE……012（4）、带电粒子在匀

强电场中类平抛的偏转问题。

假如带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场，不计

重力，电场力使带电粒子产生加速度，作类平抛运动，分析时，仍采

纳力学中分析平抛运动的方法：把运动分解为垂直于电场方向上的一个

分运动匀速直线运动：v0，xv0t；另一个是平行于

qUmd场强方向上的分运动匀加速运动，vyat,a粒子的偏转角为tg

vyv0qUxmvd20，y1qUx2()，2mdv0。

经肯定加速电压（U1）加速后的带电粒子，垂直于场强方向射入

确定的平行板偏转电场中，粒子对入射方向的偏移

ULUL1q22y，它只跟加在偏转电极上的电压22mdv4dU0122U2有关。

当偏转

电压的大小极性发生变化时，粒子的偏移也随之变化。假如偏转电

压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间（T穿越电场的过程中，仍可

当作匀强电场处理。应留意的问题：

Lv0），则在粒子高中物理学问点总结

1、电场强度E和电势

U仅仅由场本身打算，与是否在场中放入电荷，以及放入什么样的检

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验电荷无关。

而电场力F和电势能两个量，不仅与电场有关，还与放入场中

的检验电荷有关。

所以E和U属于电场，而F电和属于场和场中的电荷。2、一般状况

下，带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重

合，运动轨迹上的一点的切线方向表示速度方向，电场线上一点的切

线方向反映正电荷的受力方向。物体的受力方向和运动方向是有区分的。

只有在电场线为直线的电场中，且电荷由静止开头或初速度方向和电

场方向全都并只受电场力作用下运动，在这种特别状况下粒子的运动轨迹

才是沿电力线的。如图所示：

9．电容器电容

（1）两个彼此绝缘，而又相互靠近的导体，就组成了一个电容

器。高中物理学问点总结

（2）电容：表示电容器容纳电荷的本事。a定义式：C()，即电容CUU

等于Q与U的比值，不能理

解为电容C与Q成正比，与U成反比。一个电容器电容的大小是由

电容器本身的因素打算的，与电容器是否带电及带电多少无关。

b打算因素式：如平行板电容器CS()和C4kdUUS4kd（不要求应用此

式计算）

A3依据C

导出C4kQS（3）对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的争论时要留

意两

种状况：

Ca保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U不变b充电后

断开电源，则带电量Q不变（4）电容的定义式：CQU（定义式）

（5）C由电容器本身打算。对平行板电容器来说C取决于：

S4Kd（打算式）

（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本

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状况：

第一种状况：若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电

量Q为肯定，此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。

其次种状况：若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的

电压V为肯定，此时电容器的电量将随电容的变化而变化。高中物理

学问点总结

10．电流电动势Ⅰ

（1）形成电流的条件：一是要有自由电荷，二是导体内部存在电场，

即导体两端存在电压。

（2）电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t

的比值，叫电流强度：Iqt。

（3）电动势：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本事的

物理量。定义式为：Wq。要留意理解：1○是由电源本身所打算

2的物理意义：电动势在数值上等于电的，跟外电路的状况无关。○

路中通过1库仑电量时电源所供应的电能或理解为在把1库仑正电

荷从负极（经电源内部）搬送到正极的过程中，非静电力所做的功。3留

意区分电动势和电压的概念。○电动势是描述其他形式的能转化成电能

的物理量，是反映非静电力做功的特性。电压是描述电能转化为其他形

式的能的物理量，是反映电场力做功的特性。

11．欧姆定律闭合电路欧姆定律Ⅱ

1、欧姆定律：通过导体的电流强度，跟导体两端的电压成正比，跟

导体的电阻成反比，即I

UR，要留意：

a：公式中的I、U、R三个量必需是属于同一段电路的具有瞬时高中

物理学问点总结

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对应关系。

b：适用范围：适用于金属导体和电解质的溶液，不适用于气体。

在电动机中，导电的物质虽然也是金属，但由于电动机转动时产生了

电磁感应现象，这时通过电动机的电流，也不能简洁地由加在电动机两端

的电压和电动机电枢的电阻来打算。2、闭合电路的欧姆定律：

（1）意义：描述了包括电源在内的全电路中，电流强度与电动

势及电路总电阻之间的关系。

（2）公式：

IRr；常用表达式还有：

。IRIrUU；UIr3、路端电压U，内电压U’随外电阻R变化的争论：

外电阻R增大（断路）总电流I减小O增大Rr内电压UIr减小O增大路

端电压UIRU增大等于减小O减小O（短路）r（短路电流）高中物理学问

点总结

闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻打算，对肯定的电源，

，r视为不变，因此，I、U、U的变化总是由外电路的电阻变化引

起的。依据U1rR，画出UR图像，能清晰看

出路端电压随外电阻变化的情形。

还可将路端电压表达为U，以，r为参量，Ir画出UI图像。

这是一条直线，纵坐标上的截距对应于电源电动势，横坐标上的

截距为电源短路时的短路电流，直线的斜率大小等于电源的内电阻，

即tg

Imaxr。r4、在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与

外电路电阻的关系是：

PIUIR2RR。由此式可2RrRr4Rr222以看出：当外电阻等于内电阻，

即R=r时，电源的输出功率最大，最大输出功率为Pmax24r，电源输出功

率与外电阻的关系

可用PR图像表示。

电源输出功率与电路总电流的关系是：

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2PIUIIrIIrrI4r2r22。明显，当I2r时，高中物理学问点总结

电源输出功率最大，且最大输出功率为：PmaxPI图像如图所示。

24r。

选择路端电压为自变量，电源输出功率与路端电压的关系是：

U112PIUUUUUrrr4rr222明显，当U2时，Pmax24r。PU图像如图所示。

综上所述，恒定电源输出最大功率的三个等效条件是：（1）外电

阻等于内电阻，即R（2）路端电压等于电源电动势的一半，即r。

U2。（3）输出电流等于短路电流的一半，即IIm22r。除去最

大输出功率外，同一个输出功率值对应着两种负载的状况。一种状况

是负载电阻大于内电阻，另一种状况是负载电阻小于内电阻。明显，负载

电阻小于内电阻时，电路中的能量主要消耗在内电阻上，输出的能量小于

内电阻上消耗的能量，电源的电能利用效率低，电源因发热简单烧坏，实

际应用中应当避开。同种电池的串联：

n个相同的电池同向串联时，设每个电池的电动势为，内电阻

为r，则串联电池组的总电动势总n，总内电阻r总nr，这样闭合电

路欧姆定律可表示为InRnr高中物理学问点总结

12．电阻定律Ⅰ

导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，定义式RUI；在温度不变

时，导体的电阻与其长度成正比，与导体的长度成正比，与导体的

横截面S成反比，跟导体的材料有关，即由导体本身的因素打算，打算

式R；公式中L、S是导体的几何特征量，叫材料的电阻

SL率，反映了材料的导电性能。按电阻率的大小将材料分成导体和

绝缘体。

对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度上升对电

阻率增大，导体的电阻也随之增大，电阻定律是在温度不变的条件

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下总结出的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能使用。

将公式RUI错误地认为R与U成正比或R与I成反比。对这一

错误推论，可以从两个方面来分析：第一，电阻是导体的自身结构特

性打算的，与导体两端是否加电压，加多大的电压，导体中是否有电流通

过，有多大电流通过没有直接关系；加在导体上的电压大，通过的电流也

大，导体的温度会上升，导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而

没有直接关系。其次，伏安法测电阻是依据电阻的定义式RUI，用伏特表

测出电阻两端的电压，用安培表测出通

过电阻的电流，从而计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法。高中

物理学问点总结

13．打算导线电阻的因素（试验、探究）Ⅱ电阻的测量：

（1）伏安法：伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律RUI，

测量电路有安培表内接或外接两种接法，如图甲、乙：

两种接法都有系统误差，测量值与真实值的关系为：当采纳安培

表内接电路（甲）时，由于安培表内阻的分压作用，电阻的测量值

UUUxA；当采纳安培表外接电路（乙）时，RRRRxAx内II由于伏特表

的内阻有分流作用，电阻的测量值

RRUUxV，可以看出：当R和R时，RRRRxxAVx外UURIRxVRRxV电阻的

测量值认为是真实值，即系统误差可以忽视不计。所以为了确定试验电

路，一般有两种方法：一是比值法，若

RxRARVRx时，通常认为待测电

阻的阻值较大，安培表的分压作用可忽视，应采纳安培表内接电路；

若

RxRARVRx时，通常认为待测电阻的阻值较小，伏特表的分流作用可

R0RARVR0忽视，应采纳安培表外接电路。若

时，两种电路可任意选择，高中物理学问点总结

这种状况下的电阻R0叫临界电阻，R0RR，待测电阻RxAV和R0比

较：若Rx>R0时，则待测电阻阻值较大；若Rx高中物理学问点总结

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度；当R时，Ix0指针不动，停在电阻刻度；当R时，RxxzIx2Rz1Ig

指针半偏，停在Rz刻度，因此Rz2又叫欧姆表的中

值电阻。如图所示。

b．中值电阻Rz的计算方法：当用R1档时，RzIg，即表盘中

心的刻度值，当用R档时，R。nnRzzc．欧姆表的刻度不匀称，在“”

四周，刻度线太密，在“0”四周，

刻度线太稀，在“Rz”四周，刻度线疏密道中，所以为了削减读数误

差，可以通过换欧姆倍率档，尽可能使指针停在中值电阻两次四周

13Rz3Rz范围内。由于待测电阻虽未知，但为定值，故让指针偏转

太小变到指在中值电阻两侧四周，就得调至欧姆低倍率档。反之指针

偏角由太大变到指在中值电阻两侧四周，就得调至欧姆高倍率档。

14．电阻的串联与并联Ⅰ（1）串联电路及分压作用

a：串联电路的基本特点：电路中各处的电流都相等；电路两端

的总电压等于电路各部分电压之和。

b：串联电路重要性质：总电阻等于各串联电阻之和，即R总=R1

+R2+…+Rn；串联电路中电压与电功率的安排规律：串联电路中各高

中物理学问点总结

个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正

比，即：

URURPRPR11nn11n1；或；或URURPRPR2222总总总总c：给电流表串

联一个分压电阻，就可以扩大它的电压量程，从

而将电流表改装成一个伏特表。假如电流表的内阻为Rg，允许通过

的最大电流为Ig，用这样的电流表测量的最大电压只能是IgRg；假如给

这个电流表串联一个分压电阻，该电阻可由

R(n1)R计算，其中ng串UIgRgR串Ig或

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UIgRg为电压量程扩大的倍数。

（2）并联电路及分流作用

a：并联电路的基本特点：各并联支路的电压相等，且等于并联

支路的总电压；并联电路的总电流等于各支路的电流之和。

b：并联电路的重要性质：并联总电阻的倒数等于各并联电阻的

1111…)；并联电路各支路的电流与电RRR12n(倒数之和，即R并功率

的安排规律：并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗

的电功率跟各支路电阻的阻值成反比，即，

RRIRIRP总P总12n12n或；或；IRIRPRPR21n21n总总c：给电流表并

联一个分流电阻，就可以扩大它的电

流量程，从而将电流表改装成一个安培表。假如电流表高中物理学问

点总结

的内阻是Rg，允许通过的最大电流是Ig。用这样的电流表可以测量

的最大电流明显只能是Ig。将电流表改装成安培表，需要给电流表并联一

个分流电阻，该电阻可由I其中

15．测量电源的电动势和内电阻（试验、探究）Ⅱ

用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻。

如图所示电路，用伏特表测出路端电压U1，同时用安培表测出路

nIIgRg(IIg)R并或R并g1n1Rg计算，

为电流量程扩大的倍数。

端电压U1时流过电流的电流I1；转变电路中的可变电阻，测出其次

组数据U2、依据闭合电路欧姆定律，I2；列方程组：

I2U1I1UI2I1U1I1r解之，求得U2I2rrU1U2I2I12

上述通过两组试验数据求解电动势和内电阻的方法，由于偶然误差

的缘由，误差往往比较大，为了减小偶然因素造成的偶然误差，比较好

的方法是通过调整变阻器的阻值，测量5组～8组对应的U、I值并列成

表格，然后依据测得的数据在UI坐标系中标出各组数据的坐标点，作一

条直线，使它通过尽可能多的坐标点，而不在直高中物理学问点总结

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线上的坐标点能均等分布在直线两侧，如图所示：这条直线就是闭合

电路的UI图像，依据U，U是I的一次函数，图像与Ir纵轴的交点即电

动势，图像斜率tg16．电功电功率焦耳定律Ⅰ

电功和电功率：电流做功的实质是电场力对电荷做功，电场力对电荷

做功电荷的电势能削减，电势能转化为其他形式的能，因此电功W=qU=UIt，

这是计算电功普遍适用的公式。单位时间内电流做的功叫电功率PWtUI，

这是计算电功率普遍适用的公式。

UIr。

电热和焦耳定律：电流通过电阻时产生的热叫电热。Q=I2Rt这是普遍

适用的电热的计算公式。电热和电功的区分：

a：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、白炽灯等。

b：非纯电阻用电器：电流通过用电器以转化为热能以外的形式

的能为目的，发热是不行避开的热能损失，例如电动机、电解槽、给

蓄电池充电等。

在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=

2

UIt=IRt=

UUt是通用的，没有区分。同理PUIIR也无区RR222别。在非纯电阻

电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分：高中物理学问点总结

一大部分转化为热能以外的其他形式的能（例如电流通过电动机，

电动机转动将电能转化为机械能）；另一小部分不行避开地转化为电热

Q=I2Rt。这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，而是W>Q，应当是W=E其他+Q，

电功只能用W=UIt，电热只能用Q=I2Rt计算。

17．简洁的规律电路Ⅰ

与门、或门、非门三种基本规律电路：符号：真值表：

18．磁场磁感应强度磁感线磁通量Ⅰ（1）、磁场

磁场是存在于磁体、电流和运动电荷四周空间的一种特别形态的

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物质。

（1）磁场的基本特性磁场对处于其中的磁体、电流和运动

电荷有磁场力的作用。

（2）磁现象的电本质磁体、电流和运动电荷的磁场都产生

于电荷的运动，并通过磁场而相互作用。

（3）最早揭示磁现象的电本质的假说和试验安培分子环流高中物理

学问点总结

假说和罗兰试验。（2）、磁感应强度

为了定量描述磁场的大小和方向，引入磁感应强度的概念，在磁

场中垂直于磁场方向的通电导线，受到磁场力F跟电流强度I和导线

长度L的乘积IL的比值，叫通电导线所在处的磁感应强度。用公式表示

是

BFIL

磁感应强度是矢量。它的方向就是小磁针N极在该点所受磁场

力的方向。

公式是定义式，磁场中某点的磁感应强度与产生磁场的磁极或电

流有关，和该点在磁场中的位置有关。与该点是否存在通电导线无

关。（3）、磁感线

磁感线是为了形象描绘磁场中各点磁感应强度状况而假想出来

的曲线，在磁场中画出一组有方向的曲线。在这些曲线上每一点的

切线方向，都和该点的磁场方向相同，这组曲线就叫磁感线。磁感线的

特点是：

磁感线上每点的切线方向，都表示该点磁感应强度的方向。磁感线

密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。高中物理学问点总结

在磁体外部，磁感线由N极到S极，在磁体内部磁感线从S极

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到N极，形成闭合曲线。

磁感线不能相交。

对于条形、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感

线画法必需把握。

（4）、磁通量（)和磁通密度（B）

1磁通量（）穿过某一面积（S）的磁感线的条数。○

2磁通密度垂直穿过单位面积的磁感线条数，也即磁感应强○

度的大小。

BS

3与B的关系=BScos式中Scos为面积S在中性面上投影○

的大小。

4公式=BScos及其应用○

磁通量的定义式=BScos，是一个重要的公式。它不仅定义了的物理意

义，而且还表明转变磁通量有三种基本方法，即转变B、

S或。在使用此公式时，应留意以下几点：

（1）公式的适用条件一般只适用于计算平面在

匀强磁场中的磁通量。

（2）角的物理意义表示平面法线（n）方向与高中物理学问点总结

磁场（B）的夹角或平面（S）与磁场中性面（OO）的夹角（图1），

而不是平面（S）与磁场（B）的夹角（）。

由于+=90°，所以磁通量公式还可表示为=BSsin（3）是双向标量，

其正负表示与规定的正方向（如平面法线

的方向）是相同还是相反，当磁感线沿相反向穿过同一平面时，磁

通量等于穿过平面的磁感线的净条数磁通量的代数和，即

=

1－2

19．通电直导线和通电线圈四周磁场的方向Ⅰ

用安培定则判定

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通电直导线四周：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方

向全都，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

通电线圈四周磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向全都，伸直

的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向

20．安培力安培力的方向Ⅰ

磁场对电流的作用力，叫做安培力。

安培力的方向用左手定则判定：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，高中物理学问

点总结

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。

21．匀强磁场中的安培力Ⅱ

如图所示，一根长为L的直导线，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，

且与B的夹角为。当通以电流I时，安培力的大小可以表示为F=BIlsin

式中F的单位为牛顿（N），I的单位为安培（A），B的单位为特斯拉（T），

L的单位为米（m）为B与I（或l）的夹角

当θ=90时，即电流与磁场垂直时，安培力最大，为F=BIL；当θ=0

时，即电流与磁场平行时，安培力最小，为F=0；

应用安培力公式应留意的问题

第一、安培力的方向，总是垂直B、I所打算的平面，即肯定垂

直B和I，但B与I不肯定垂直（图3）。

其次、弯曲导线的有效长度L，等于两端点连接直线的长度（如

图4所示）相应的电流方向，沿L由始端流向末端。高中物理学问

点总结

所以，任何外形的闭合平面线圈，通电后在匀强磁场受到的安培

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力的矢量和肯定为零，由于有效长度L=0。

22．洛仑兹力洛仑兹力的方向Ⅰ

磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。

洛仑兹力的方向依照左手定则判定：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

指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中

所受洛仑兹力的方向。

23．洛仑兹力公式Ⅱ

公式的适用条件一般只运用于匀强磁场。

f=Bqv(⊥

)若∥或

24．带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ

在不计带电粒子（如电子、质子、粒子等基本粒子）的重力的条件下，

带电粒子在匀强磁场有三种典型的运动，它们打算于粒子的速度（v）方

向与磁场的磁感应强度（B）方向的夹角（）。高中物理学问点总结

（1）当v与B平行，即=0°或180°时落仑兹力f=Bqvsin

=0，带电粒子以入射速度（v）作匀速直线运动，其运动方程为：s=vt

（2）当v与B垂直，即=90°时带电粒子以入射速度（v）

作匀速圆周运动，四个基本公式：

V向心力公式：BqVmR2

PBq轨道半径公式：RmVBq

2RV2mBq周期、频率和角频率公式：T1TTBq

f

2mBqm22

2f

2BqR12PmV动能公式：EK22m2m

T、f和的两个特点

第一、T、f的的大小与轨道半径（R）和运行速率（V）无关，

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而只与磁场的磁感应强度（B）和粒子的荷质比（q/m）有关。

其次、荷质比（q/m）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、

f和相同。

（3）带电粒子的轨道圆心（O）、速度偏向角（）、回旋角（）高中

物理学问点总结

和弦切角（）。

在分析和解答带电粒子作匀速圆

周运动的问题时，除了应熟识上述基本规律之外，还必需把握确定轨

道圆心的基本方法和计算、和的定量关系。如图6所示，在洛仑兹力作用

下，一个作匀速圆周运动的粒子，不论沿顺时针方向还是逆时针方向，

从A点运动到B点，均具有三个重要特点。

第一、轨道圆心（O）总是位于A、B两点洛仑兹力（f）的交点

上或AB弦的中垂线（OO）与任一个f的交点上。

其次、粒子的速度偏向角（），等于回旋角（），并等于AB

弦与切线的夹角弦切角（）的2倍，即==2=t。

第三、相对的弦切角（）相等，与相邻的弦切角（）互补，

即+=180°。

25．质谱仪回旋加速器Ⅰ

质谱仪主要用于分析同位素,测定其质量,荷质比和含量比,如

图所示为一种常用的质谱仪,由离子源O、加速电场U、速度选择器E、

B1和偏转磁场B2组成。高中物理学问点总结

同位素荷质比和质量的测定:粒子通过加速电场,依据功能关系,有

1mv2qU。粒子通过速度选择器,依据匀速运动的条件:

2vEB。若

2mv2mE2R测出粒子在偏转磁场的轨道直径为d,则d,所以同

Bq2BBq12位素的荷质比和质量分别为q回旋加速器Ⅰ

m2EB1B2d;mB1B2qd2E。

1.回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏

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转作用来获得高能粒子的装置.

2.回旋加速器的工作原理.（1）磁场的作用：带电粒子以某

一速度垂直磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆

周运动，其中周期和速率与半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能

运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速.

（2）电场的作用：回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周

期性变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成

的.

（3）交变电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之

能量不断提高，要在狭缝处加一个与T=2πm/qB相同的交变电

高中物理学问点总结

压.

1.D形金属扁盒的主要作用是起到静电屏蔽作用，使得盒内空间的电

场极弱，这样就可以使运动的粒子只受洛伦兹力的作用做匀速圆周运动.

2.在加速区域中也有磁场，但由于加速区间距离很小，磁场对带电

粒子的加速过程的影响很小，因此，可以忽视磁场的影响.

3.设D形盒的半径为R，则粒子可能获得的最大动能由qvB=m得Ekm=

12mv2mv2R=

1qB2m22R2.可见：带电粒子获得的最大能量与D形盒

半径有关.由于受D形盒半径R的限制，带电粒子在这种加速器中获

得的能量也是有限的.为了获得更大的能量，人类又创造各种类型的新型

加速器.

例：已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T，D

形盒的半径为R=60cm，两盒间电压u=2×104V，今将α粒子从近于间隙

中心某处向D形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求

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粒子在加速器内运行的时间的最大可能值.解析：带电粒子在做圆周运动

时，其周期与速度和半径无关，每一周期被加速两次，每次加速获得能量

为qu，只要依据D形盒的半径得到粒子具有的最低（也是最大）能量，即

可求出加速次数，高中物理学问点总结

进而可知经受了几个周期，从而求总出总时间.

粒子在D形盒中运动的最大半径为R则R=mvm/qBvm=RqB/m则其最大

动能为Ekm=

12mvm2BqR/2m222

粒子被加速的次数为n=Ekm/qu=B2qR2/2m-u则粒子在加速器内运行的

总时间为t=nTBqR2222mumqBBR2u2=4.3×10-5s