1、高二上期物理知识点 -玩转数学- 1 -高二上期物理知识点一、电荷 库仑定律精要知识归纳.1、库仑定律即 21rQkF(其中 k9.010 9 Nm2/C2).重点难点突破（一） 、带电体 的电荷分布两个完全相同的带电导体接触时必先中和然后等分电荷.（二） 、如何解决涉及到库仑力的有关力学问题库仑力可以和其他力平衡，也可以和其他力一起使带电体产生加速度.因此这类问题的实质仍是力学问题，要按照处理力学问题的基本思路来解题，只不过我们多了一种新的性质的力而已.典例精析【例 1】如图所示，带电小球 A、 B的电荷量分别为 QA、 QB， OA OB，都用长 L的丝线悬挂在 O点.静止时 A、 B相距
2、为 d.为使平衡时 AB间距离减为 d/2，可采用以下哪些方法( )A.将小球 B的质量增加到原来的 2倍B.将小球 B的质量增加到 原来的 8倍C.将小球 B的电荷量减小到原来的一半D.将小球 A、 B的电荷量都减小到原 来的一半，同时将小球 B的质量增加到原来的 2倍二、电场强度 电场线精要知识归纳1.电场强度 E(1)定义： E ，单位： 或 .Fq(2)场强的方向： E是矢量，规定 在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.2.点电荷产生的电场的场强E，其中 Q为场源电荷3.电场的叠加4.电场线高二上期物理知识点 -玩转数学- 2 -(1)电场线的 疏密 表示场强的 ，电场线上每一点的切
3、线方向表示该点的场强方向.(2)顺着电场线电势 ，而且降落最快，电场线与等势面处处 .5.匀强电场的特点:场强处处相等重点难点突破（一） 、怎样理解场强的三个表达式？掌握用比值定义的物理量的特点1.定义式 E ：适用于 ， Fq2.决定式 E 2rkQ：只适用于 .3.关系式 E ：只适用于 ， d指这两点沿电场线方向的距离.Ud典例精析1.理解场强的矢量性，唯一性和叠加性【例题 2】如图所示，空间中 A、 B、 C三点的连线恰构成一直角三角 形，且 C 30，AB L，在 B、 C两点分别放置一点电荷，它们的电荷量分别是 Q和 Q.(静电力常量为 k)求：(1)斜边 AC的中点 D处的电场强
4、度；(2)为使 D处的电场强度方向与 AB平行，则应在 A处再放一个什么样的电荷.3.与电场力有关的力学问题【例 3】如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为 d，高二上期物理知识点 -玩转数学- 3 -两板间电势差为 U，极板与水平方向成 37角放置，有一质量为 m的带电微粒，恰好沿水平方向穿过板间匀强电场区域.求：(1)微粒带何种电荷？(2)微粒的加速度多大？(3)微粒所带电荷量是多少？三、电势能、电势、等势面、电势差的概念精要知识归纳(1)电势能：电荷在电场中某点具有的电势能等于它的电荷量与该点电势的乘积，Ep .它是电荷与电场共同具有的.(2)电势： qEp，即电场中某点的电势等
5、于电荷在该点具有的电势能与它的电荷量的比值，是标量.描述电场 能 的性质，由电场本身决定，与试探电荷 (有/无)关.(3)电势差： 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电荷量的比值叫这两 点间的 电 势 差 .UAB ， 是 标 量 ， 由 电 场 本 身 决 定 .UAB ， UAB A， UAB UBCWABq C.2.电场力对电荷做 正功 ，电势能 ；电场力对电荷做 负功 ，电势能 .且电势能的改变量与电场力做功的关系是 W 电 E .3.两点间的电势差等于场强和这两点间沿 匀强电场方向 的距离的乘积，即: U .4.常见电场等势面分布图来源:学科网 ZXXK高二上期物理知识点
6、 -玩转数学- 4 -重点难点突破（一） 、电场力做功的特点及计算方法电场力做功与路径无关，只与初末位置有关.计算方法：1.由求功公式计算 W Fs cos ，此式只适用于匀强电场.2.由电场力做功与电势能的改变关系计算 W Ep qU，对任何电场都适用.3.由动能定理计算 W 电 W 非电 Ek.（三） 、等势面与电场线的关系1.电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面，沿电场线方向电势降低最快；2.电场线越密的地方，等势面越密；3.沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功；（四） 、解决电场线、等势面、运动轨迹综合问题应注意1.运动轨迹不一定与电场线重合，轨
7、迹的切线方向为该点的速度方向；2.带电粒子所受合力应指向轨迹弯曲的凹侧；典例精析1.电场力做功与电势能改变的关系【例 4】如图甲所示， A、 B是电场 中的一条直线形的电场线，若将一个带正电的点电荷从 A由静止释放，它只在电场力作用下沿电场线从 A向 B运动过程中的速度图象如图乙所示.比较 A、 B两点的电势和场强 E，下列说法正确的是( )A. AEBC. A B， EAEB D. A B， EAEB易错门诊4.电场线、等势面、运动轨迹的综合问题【例 5】如图虚线 a、 b、 c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域
8、时的运动高二上期物理知识点 -玩转数学- 5 -轨迹， P、 Q是这条轨迹上的两点，据此可知( )A.P点的电势高于 Q点的电势B.带电质点在 P点具有的电势能比在 Q点具有的电势能大C.带电质点通过 P点时的动能比通过 Q点时大D.带电质点通过 P点时的加速度比通过 Q点时大四、电容器 电容（1）电容：表示电容器容纳电荷的本领。a 定义式： ，CQU()b 决定因素式：如平行板电容器 CSkd4（2）对于平行板电容器有关的 Q、 E、 U、 C的讨论时要注意两种情况：a 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【例 6】.如图所示，电源两端电压恒
9、定为 U，则接通 S的瞬间，通过 R的电流方向是从_到_；平行板电容器充电稳定后，增大两板距离的过程，通过 R的电流方向是从_到_.如果电容器充电平衡后，先断开 S，再将电容器两极板间距离增大，电阻 R_电流通过.（填“有”或“无” ）【例 7】.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在 P点.如图所示，用 E表示两极板间场强， U表示电容器的电压，E P表示正电荷在 P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则 （ ）A.U变小， E不变 B. E变大，E P不变C.U变小，E P不变 D. U不变，E P不变五、带电粒子在匀强
10、电场中的运动（1）在对带电粒子进行受力分析时，要注意两点：1)要掌握电场力的特点。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；2)是否考虑重力要依据具体情况而定：基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等.(2)带电粒子的加速.（3） 、带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题。如果带电粒子以初速度 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:则: ， ；vx0t0平行于场强方向上的分运动匀加速运动: ， ，vatqUmdy,yqdxv1202()SA BRP+-高二上期物理知识点 -玩转数学
11、- 6 -粒子的偏转角为: 。dmvqUtxy20an经一定加速电压（ 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 ，即偏移量只跟加在偏转电极上的电压 U2yLv24021有关。六、闭合电路的欧姆定律精要知识归纳1.闭合电路的欧姆定律(2)闭合电路的欧姆定律适用条件：纯电阻电路.闭合电路欧姆定律的表达形式有：1).E U 外 U 内 2).I rRE(I、 R间关系)3).U E Ir(U、 I间关系) 4). U E(U、 R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意： U不一定等于 IR.(纯电阻电路中 U IR，非
12、纯电阻电路中U IR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).(3)纯电阻电路中，路端电压 U随外电阻 R的变化关系.外电路的电阻增大时， I减小，路端电压升高；外电路断开时， R，路端电压 U E ；外电路短路时， R0， U0， I Im E/r.4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率： P 总 IE IU IU P 出 P 内(2)电源内耗功率： P 内 I2r IU P 总 P 出(3)电源的输出功率： P 出 IU IE I2r P 总 P 内5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率高二上期物理知识点 -玩转数学- 7 -P 出 I2R( rE)2R r
13、RErE4)(4)(22当外电阻等于电源内电阻( R r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为 Pm rE42.当 R r时，即 I E/2r时，电源的输出功率最大， P 出 2.P 出 -R图象如右图所示.7.电路的 U-I图象右图中 a为电源的 U-I图象， b为外电阻的 U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原 点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率； a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；七、决定导线电阻的因素（实验、探究）R= LS电阻的测量：（1）伏安法：测量电路有安培表内接或外接两种接法两种接法都有系统误差，测
14、量值与真实值的关系为：当采用安培表内接电路时，由于安培表内阻的分压作用，电阻的测量值；RUIRxAxAx内 当采用安培表外接电路时，由于伏特表的内阻有分流作用，电阻的测量值 ，可以看出：IURRxVxVx外 当 和 时，电阻的测量值认为是真实值，即RxAV系统误差可以忽略不计。所以为了确定实验电路，一般有两种方法：一是比值法，若 时，通常认为待测电阻的阻值较大，安培表的分压作用可忽略，RxAV应采用安培表内接电路；若 时，通常认为待测电阻的阻值较小，伏特表的分流作用可忽略，应采用安培RxAV表外接电路。高二上期物理知识点 -玩转数学- 8 -二是试接法：在 、 未知时，若要确定实验电路，可以R
15、AV采用试接法，如图所示：如先采用安培表外接电路，然后将接头P由 a点改接到 b点，同时观察安培表与伏特表的变化情况。若安培表示数变化比较显著，表明伏特表分流作用较大，安培表分压作用较小，待测电阻阻值较大，应采用安培表内接电路。若伏特表示数变化比较显著，表明安培表分压作用较大，伏特表分流作用较小，待测电阻阻值较小，应采用安培表外接电路。【例 8】 为了测量一个“12 V、5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，内阻不计；电流表：00.6 A，03 A，内阻可忽略；电压表：03 V，015 V，内阻很大；滑动变阻器：阻值范围 020，允许最大电流 1 A开关一个，导线
16、若干。实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0 V调到 12 V.请在方框中画出实验电路图.按画出的电路图，在图 3的实物图上连接.某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图 4所示。某次测量时，电流表指针位置如图5所示，电流表读数为 A，此时小灯泡的实际功率为 W。（2）欧姆表：欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。a欧姆表的三个基准点。高二上期物理知识点 -玩转数学- 9 -欧姆表的总电阻 ，待测电阻为 ，则RrzgRx，可以看出， 随 按双曲线规律变化，因此欧姆表的刻度IRrxgxzxIx不均匀。当 = 0时， 指针满偏，停在 0刻度；当 时， xIRIxzg RxIx0指针不动，停在电阻 刻度；
17、当 时， xzIRIxzg21指针半偏，停在 刻度，因此 又叫欧姆表的中值电阻。如图所Rzz示。测量时，尽可能使指针停在中值电阻两次附近 范围内。13zz（1）串联电路及分压作用a. ；URPRn n12 121或 ； 或总 总 总 总b.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。如果电流表的内阻为 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；如果给这个电流表串联一个分压电阻，该电阻可由 或 UIRgg串计算，其中 为电压量程扩大的倍数。ng串 ()1nUIRg（2）并联电路及分流作用a. ； Rn并 ()112；IIP
18、Rn n12 12或 ； 或总 总 总 总b.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。如果电流表的内阻是 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显然只能是 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 计算，其中 为电流量程扩大的倍数。ggnIR1)(并并 nIg八、测量电源的电动势和内电阻（实验、探究）用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻。根据闭合电路欧姆定律，列方程组：高二上期物理知识点 -玩转数学- 10 -解之，求得UIr12IUrI21221上述通过两组实验数据求解电动势和内电阻的方法，由
19、于偶然误差往往比较大，根据测得的数据在 UI坐标系中标出各组数据的坐标点，作一条直线，这条直线就是闭合电路的 UI图像，根据 ， U是 I的Ir一次函数，图像与纵轴的交点即电动势，图像斜率 tgr重点难点突破（一） 、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指 EI或 I2(R 外 r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指 IU或 IE I2r或 I2R 外 .3.电源内阻消耗的功率是 I2r.4.整 个 电 路 中 有 P 电 源 P 外 P 内 .这 显 然 是 能 量 的 转 化 和 守 恒 定 律 在 闭 合 电
20、路 中 的 具 体 体现 .（二） 、闭合电路的动态分析分析问题程序法：分析解答这类习题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化.说明：(1) 在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段)；设滑动变阻器的总电阻为 R，灯泡的电阻为 R 灯 ，与灯泡并联的那一段电阻为 R 并 ，则分压器的总电阻为R 总 R R 并 221并并并并并并 R由上式可以看出，当 R 并 减小时， R 总 增大；当 R 并 增大时， R 总 减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.结论法：并同串反。（三） 、电路的故障分析
