第一章静电场 (6)第1节电荷及其守恒定律 (6)要点精讲 (6)1. 静电的产生 (6)2. 电荷守恒定律 (7)3. 电量、元电荷 (7)4. 验电器检验电荷的原理和方法 (7)5. 点电荷 (7)第2节库仑定律 (11)要点精讲 (11)1. 库仑定律 (11)2. 库仑定律与力学综合 (11)典型例题 (12)即时体验 (13)针对训练 (14)第3节电场强度 (16)要点精讲 (16)1. 电场和电场的基本性质 (16)2. 电场强度 (16)3. 电场力 (16)4. 点电荷电场的场强 (16)5. 场强的叠加 (17)6. 电场线的定义 (17)7. 电场线的性质 (17)8. 匀强电场 (17)9. 电场强度的求解方法 (18)10. 常见的几种电场的电场线的特点与画法 (18)11. 等效法处理叠加场 (19)12. 力学知识综合问题 (19)典型例题 (20)即时体验 (22)针对训练 (23)第4节电势能和电势 (26)要点精讲 (26)1. 静电力做功的特点 (26)2. 电势能 (26)3. 电势——表征电场性质的重要物理量度 (27)4. 等势面 (27)5. 比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法 (28)典型例题 (28)即时体验 (30)针对训练 (31)第5节电势差 (33)要点精讲 (33)1. 电势差定义2. 对电势差的三点理解 (33)典型例题 (33)即时体验 (34)针对训练 (35)第6节电势差与电场强度的关系 (37)要点精讲 (37)1. 匀强电场中电势差跟电场强度的关系 (37)2. 等分法计算匀强电场中的电势 (38)3. 电场强度的三个公式的区别 (38)4. 等势面的两个特例 (38)5. 电场强度与电势的关系 (39)典型例题 (40)即时体验 (41)针对训练 (42)第7节静电现象的应用 (45)要点精讲 (45)典型例题 (47)即时体验 (48)针对训练 (49)第8节电容器的电容 (51)要点精讲 (51)典型例题 (52)即时体验 (54)针对训练 (55)第9节带电粒子在电场中的运动 (58)要点精讲 (58)1. 研究带电粒子在电场中运动的两种方法 (58)2. 带电粒子的重力的问题 (58)3. 带电粒子的加速 (58)4. 带电粒子在匀强电场中的偏转 (58)5. 示波管的原理 (59)6. 带电粒子飞出偏转电场条件的求解方法 (60)7. 对于复杂运动,通常将运动分解成两个方向的简单运动来求解 (61)8. 图像法处理矩形波电压问题 (61)9. 用能量的观点处理带电粒子在电场中的运动 (62)典型例题 (63)即时体验 (65)针对训练 (67)本章总结 (70)专项突破 (70)真题演练 (73)单元测试 (76)第二章恒定电流 (79)第1节电源和电流 (79)要点精讲 (79)1. 电流 (79)2. 恒定电场 (79)典型例题 (80)即时体验 (80)针对训练 (81)第2节电动势 (82)要点精讲 (82)典型例题 (82)即时体验 (83)针对训练 (83)第3节欧姆定律 (84)要点精讲 (84)1. 欧姆定律 (84)2. 导体的伏安特性 (84)典型例题 (84)即时体验 (85)针对训练 (86)第4节串联电路和并联电路 (87)要点精讲 (87)典型例题 (87)即时体验 (90)针对训练 (91)第5节焦耳定律 (93)要点精讲 (93)典型例题 (93)即时体验 (94)针对训练 (95)第6节电阻定律 (96)要点精讲 (96)1. 电阻 (96)2. 电阻定律 (96)3. 电阻率 (96)典型例题 (96)即时体验 (97)针对训练 (98)第7节闭合电路的欧姆定律 (99)要点精讲 (99)典型例题 (100)即时体验 (102)针对训练 (103)第8节多用电表 (104)第9节实验:测定电池的电动势和内阻 (104)第10节简单的逻辑电路 (104)要点精讲 (104)1. 欧姆表的原理 (104)2. 多用电表 (104)3. 测定电池的电动势和内阻 (104)4. 逻辑电路 (105)典型例题 (106)即时体验 (110)针对训练 (113)本章总结 (114)专项突破 (115)真题演练 (117)单元测试 (120)第三章磁场 (125)第1节磁现象和磁场 (125)要点精讲 (125)1. 磁现象: (125)2. 磁场 (125)典型例题 (125)即时体验 (126)针对训练 (127)第2节磁感应强度 (128)要点精讲 (128)1. 磁感应强度的方向:小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 (128)2. 磁感应强度的大小: (128)3. 对于磁感应强度的理解: (128)典型例题 (128)即时体验 (129)针对训练 (130)第3节几种常见的磁场 (132)要点精讲 (132)1. 磁感线 (132)2. 几种常见的磁场 (132)3. 安培分子电流假说 (132)4. 匀强磁场 (133)5. 磁通量 (133)6. 安培力的方向 (133)7. 安培力的大小 (133)8. 磁电式电流表 (134)典型例题 (134)即时体验 (137)针对训练 (138)第4节磁场对通电导线的作用力 (140)要点精讲 (140)典型例题 (140)即时体验 (142)针对训练 (143)第5节磁场对运动电荷的作用力 (145)要点精讲 (145)1. 洛伦兹力的方向和大小 (145)2. 显像管的工作原理 (145)典型例题 (145)即时体验 (147)针对训练 (148)第6节带电粒子在匀强磁场中的运动 (150)要点精讲 (150)1. 带电粒子在匀强磁场中的运动 (150)2. 回旋加速器 (150)典型例题 (151)即时体验 (153)针对训练 (154)本章总结 (156)专项突破 (157)真题演练 (158)单元测试 (161)期中试卷 (166)期末测试 (171)参考答案 (175)第一章静电场本章主要研究静电场的基本性质及带电粒子在电场中的运动、电容器与电容等,本章基本概念多且抽象,许多知识要在力学知识基础上学习和运用,因此学习中应注意复习必要的力学知识,以便能够自然地把力学和电学知识密切联系起来.第1节电荷及其守恒定律1. 静电的产生(1)摩擦起电(2)接触起电(3)感应起电当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
如图1所示,带正电荷的球C移近导体A时,A、B上的金属箔都张开。
图1使A、B感应带电的操作步骤,如图2所示。
图2①使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B。
②保持C不动,用绝缘工具分开A、B。
③移走C,则A带负电,B带正电。
如果先移走C,再分开A、B,那么原来A、B上感应出的异种电荷会立即中和,不会使A、B带电。
2. 电荷守恒定律(1)起电的本质在多种起电方式中,都会使原来中性的物体带电,但无论带正电或负电,电荷只不过发生了转移,并没有凭空产生,在任何情况下,电荷都是守恒的。
物质由分子、原子组成,原子由原子核和绕核旋转的电子组成,原子核内部的质子带正电荷,核外电子带负电荷。
当原子所含的电子数与质子数相等时,物体不显电性,当物体受外界的影响,电子发生转移时,原子内电子数与质子数不再相等,这时物体就带电了。
可见,使物体带电的过程只不过是电荷发生转移的过程,电荷并没有产生或消失。
注意:在物质内部,原子核是相对固定的,内部的质子更不能脱离原子核而移动,所以起电过程中,转移的电荷都是核外电子。
(2)电荷守恒定律大量事实证明:切起电过程其实都是使物体上正、负电荷分离或转移的过程,在这种过程中,电荷既不能消灭,也不能创生,只能使原有的电荷重新分布。
由此就可以总结出电荷守恒定律:一个孤立系统的总电荷(即系统中所有正、负电荷之代数和)在任何物理过程中始终保持不变。
所谓孤立系统,就是指它与外界没有电荷的交换。
电荷守恒定律也是自然界中一条基本的守恒定律,在宏观和微观领域中普遍适用。
(3)在一定条件下,电荷是可以产生和湮没的,但电荷的代数和不变。
如一对正、负电子的湮没,转化为一对光子;一个中子衰变成一个质子和一个电子。
这两种情况带电粒子总是成对湮没和产生,两种电荷数目相等,正负相反,而光子或中子都是中性的,本身不带电,所以电荷的代数和不变。
因此电荷守恒定律也可叙述为:电荷是物质的属性,它不是凭空产生或消失,只能从一个物体转移到另一个物体上,这就是电荷守恒定律。
(4)电荷守恒是自然界重要的基本规律之一。
3. 电量、元电荷(1)电荷量:电荷的多少叫电荷量,常用符号Q 或q 表示。
在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用符号C 表示。
(2)元电荷:电子所带电荷量是最小电荷量,人们把这个最小电荷量叫做元电荷,用e 表示。
实验表明,所有带电体的电荷量或者等于e ,或者是e 的整数倍,e=1.60217733×l0一19C ,计算中可取e=1.60×10一19C 。
这是由美国物理学家密立根设计的油滴实验,取得了上千组数据,得到的结论。
(3)比荷:电子的电荷量e 与电子的质量m e 之比,叫做电子的比荷。
m q=1.76×l011 c /kg 。
4. 验电器检验电荷的原理和方法验电器的原理是根据同种电荷相吸引,异种电荷相排斥的规律设计而成。
另外还要掌握其起电的本质,那就是在验电器的金属小球和金属箔间能转移的电荷只能是电子。
5. 点电荷(1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的点。
是理想化模型。
类似于力学中的质点,实际中并不存在。
(2)条件:如果带电体之间距离比自身的大小大得多,带电体的大小和形状对相互作用影响很小,就可以忽略形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,这样的处理会使问题大为简化,对结果又没有太大的影响,因此物理学上经常用到此方法。
(3)一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状确定。
例如,一个半径10cm 的带电圆盘,如果考虑它和10m 处某个电子的作用力,就完全可以把它看做点电荷;而如果这个电子离圆盘只有1 mm ,那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面。
典型例题【例1】 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ,分别带有电荷量Q 1=6.4×10-9C ,Q 2=-3.2×10-9C ,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?【解析】 当两小球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配。