2023年高考物理知识归纳04电学部分高中物理.docx

高考物理知识归纳〔四〕 ---------------电学局部 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 2.库仑定律： 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； 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： 〔定义式〕〔真空点电荷〕 〔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) ＝－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：(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,其外表是个等势面,导体外外表附近的电场线垂直于导体外表(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外表；外表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(这些问题是电学根底) 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=不变,仅变d时,E不变； 9带电粒子在电场中的运动qU=mv2；侧移y=，偏角tgф= ① 加速 ②偏转(类平抛)平行E方向：L=vot 竖直： tg=(θ为速度方向与水平方向夹角) 速度：Vx=V0 Vy =at 〔为速度与水平方向夹角〕 位移：Sx= V0 t Sy = 〔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不管带电粒子的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) 证： (的含义) 二、恒定电流： I=(定义) I=nesv(微观) I= R=(定义) 电阻定律：R=(决定) 局部电路欧姆定律： U=IR 闭合电路欧姆定律：I = 路端电压： U = e －I r= IR 输出功率： = Iε－Ir = 电源热功率： 电源效率： = = 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= P=IU = 对于非纯电阻电路： W=IUt > P=IU> E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt 单位：J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev 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 两个根本特点 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+…… R= 电压 U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U 功率 P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2 PR=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，反之那么减小。 3、电路简化原那么和方法 ①原那么：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〔假设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上下〔电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压〕，将各节点按电势上下自左向右排列，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，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，变阻器一局部与负载并联，当滑片滑动时，两局部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= ，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局部(如:r)最后讨论变化局部 局部变化再讨论其它 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〕 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。 U U r＝0 I O E U内＝I1r U＝I1R 定性分析：R↑→I(＝)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑ R↓→I(＝)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓ ∞ 特例： 0 0 外电路断路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。 0 外电路短路：R↓→I(＝)↑→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图象如以下图。 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局部消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一局部消耗在内阻上,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＝ R↑→P↓，R→∞时，P＝0。 R↓→P↑，R→0时，Pm＝。 (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＝ U外＝E－Ir＝ 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。 P R O U I O R1 r R2 R＝r E E/r E/2r E/2 定量分析：P外＝U外I＝＝(当R＝r时,电源的输出功率为最大，P外max＝) 图象表述： 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＝。 (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＝ 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＝＝ 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%。