选修3-1
第一章静电场
一、电荷、电荷守恒定律
1.两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

（丝正毛负）
2.元电荷：e=1.6×10－19C
3.起电方式①摩擦起电②接触起电（电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分）③感应起电（切割磁感线或磁通量发生变化）④光电效应
4、电荷守恒定律
二、库仑定律1.k＝9.0×109N·m2／C2
2.适用条件：点电荷是一个理想化的模型，相似于力学中的质点。

三个自由点电荷平衡问题
①三点共线，两同夹异，两大夹小②中间电荷靠近另两个中电量较小的
③关系式为
3
1
3
2
2
1
q
q
q
q
q
q=
+
三、电场：
1.电场是存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。

电荷间的作用总是通过电场进行的。

只要电荷存在它周围就存在电场，电场是客观存在的，它具有力和能的特性。

四、电场强度（矢量）
1.求E的规律及方法
①E ＝
q
F
(定义、普遍适用) 单位是：N/C 或V/m ； ②2r
Q
k E = (导出式，真空中的点电荷，其中Q 是产生该电场的电荷)
③d
U
E =
(导出式，仅适用于匀强电场，其中d 是沿电场线方向上的距离) 2.方向：场强的方向与该处等势面的方向垂直。

五、电场线： 定义：在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线（描述E 的强弱和方向）。

电场线实际上并不存在。

①疏密表示表示该处场强的大小。

电场线越密，则电场强度越大。

②沿着电场线方向，电势越来越低。

但场强不一定减小；沿电场线方向电势降低最快。

③电场线垂直于等势面，电场线由高等势面指向低等势面.
④电场线不是电荷运动的轨迹．也不能确定电荷的速度方向。

六、电势差U
意义：反映电场本身性质，取决于电场两点，与移动的电荷无关，与零电势
的选取无关。

七、电势ϕ 描述电场能性质的物理量
必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。

1.定义：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．
2.特点：① 标量：有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。

②电场中某点的电势由电场本身因素决定，与零势点的选取有关。

八、电势能E P
1.概念：由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。

电势能具有相对性，与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点) 九、等势面
①在等势面上移动电荷，电场力不做功，路径不一定沿等势面运动，但起点、终点一定在同一等势面上。

十、电场中的导体
1.静电感应：把金属导体放在外电场E外中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得导体两端出现等量的异种电荷，
2.静电平衡状态：发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E附，当E附增到与原电场等大时，合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。

注意：这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

3.处于静电平衡状态的导体的特点：
①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。

②净电荷分布在导体的外表面（制避雷针）
4.静电屏蔽：处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零,导体壳能把外电场“遮住”，使导体内部区域不受外部电场的影响。

十一、电容、电容器、静电的防止和应用
1.电容：容纳电荷本领，是电容器的基本性质。

2.特点：①电容是定值，跟电容器所带电量及板间电势差无关
②单位：法库/伏法拉F，μF，pF, 进制为106
③电容器所带电量是指一板上的电量
④平行板电容器C=
d
k
S
π
ε
4
，S为板间正对面积
⑤电容器两极板接入电路中，它两端的电压等于这部分电路两端电压，当电
容变化时，电压不变；电容器充电后断开电源，电容器所带电量不变。

3.平行板电容器问题的分析
①始终与电源相连U 不变： E=U/d ； 仅变s 时，E 不变
②充电后断电源q 不变： E=
s
kq
4d q/c επ=不变；仅变d 时,E 不变 E 取决于面电荷密度q/s ，可以解释尖端放电现象
十二、带电粒子在电场中的运动
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)。

所以两粒子的偏转角和侧移都与m 与q(比荷)无关。

第二章 恒定电流
一、电流、电阻和电阻定律
1.电流 ①形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差 ②I=Q/t ；假设导体单位体积内有n 个电子，电子定向移动的速率为v ，假若导体单位长度有N 个电子，则I ＝Nes v
2.电阻定律： R=S
L
ρ
(决定式) 3.电阻率：电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定，但受温度的
影响。

①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m 2的柱形导体
的电阻。

②有些材料ρ随T ↑而↑（铂用来做温度计）；有些材料ρ随T 而↓(半导体)；有些材料ρ几乎不受温度影响(康铜、锰铜)。

4.半导体特性：光敏特性、热敏特性
超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的
现象。

二、欧姆定律
特别注意：在并联电路中①增加支路条数，总电阻变小 ②增加任一支路电阻，总电阻增大
三、电源 电源的输出功率与外电路电阻的关系:
()r
R
r R E Rr r R R E R r R E R I IU r I IE P P P 44)()(
22
2222
2+-=+-=+===-=-=内总出
当R ＝r 时, 电源有最大输出功率： r
E P 42max =
输出功率随外电阻Ｒ变化的图线
四、动态电路
1.动态电路的分析与计算
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
直观法: 即直接应用“部分电路中R 、I 、U 的关系”中的两个结论。

①任一个R 增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压U R 增加
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）
总结规律如下：
①总电路上R 增大时总电流I 减小，路端电压U 增大；
②变化电阻本身和总电路变化规律相同；
③和变化电阻有串联关系)的看电流(即总电流减小时，该电阻的电流、电压都
减小)；
④和变化电阻有并联关系的看电压(即路端电压增大时，该电阻的电流、电压
都增大)。

2.含电容器电路的分析与计算
电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看作是断路。

①电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过．所以在此支路中的电阻上无电压升降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压
②电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。

第三章磁场
一、磁场1.磁感线
①用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

②磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。

③安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

2.磁通量
B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。

Φ是标量，但是有方向。

单位为韦伯，符号为W b。

1W b=1T∙m2=1V∙s=1kg∙m2/(A∙s2)。

二、安培力（磁场对电流的作用力）
1.安培力方向的判定
①用左手定则（伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,大拇指指向就是通电导线在磁场中所受安培力方向）。

②用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

③用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。

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三、洛伦兹力
1.洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。

计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F安=BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为F，则F安=NF。

由以上四式可得F=qvB。

2.洛伦兹力方向的判定
在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。