高中物理选修3-1课件

高中物理选修3-1课件第一页，共64页。人教版物理选修三PPT课件第二页，共64页。目录第一章静电场1.1电荷及其守恒定律1.2库仑定律1.3.1电场强度1.3.2专题：静电平衡1.4电势能电势1.5电势差1.6电势差与电势强度的关系1.7电容器与电容1.8带电粒子在电场中的运动

第三页，共64页。目录第二章、恒定电流2.1、导体中的电场和电流（1课时）2.2、电动势（1课时）2.3、欧姆定律（2课时）2.4、串联电路和并联电路（2课时）2.5、焦耳定律（1课时）第四页，共64页。目录第三章磁场3.1磁现象和磁场（1课时）3.2、磁感应强度（1课时）3.3、几种常见的磁场（1.5课时）3.4、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）第五页，共64页。电场第六页，共64页。一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）第七页，共64页。3、应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，进小远大③带电摆球的平衡：整体法：三力共点（c为两球重心）m↗，θ↘G总θ1θ2cm1m2摆角θ与带电量无关第八页，共64页。三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：①定义式：②单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向③决定式：------适用真空点电荷------平行四边形定则第九页，共64页。▲例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA第十页，共64页。四、电场线1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间①从正电荷出发，终止于负电荷②不闭合、不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合第十一页，共64页。3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场第十二页，共64页。五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面①内部场强处处为0②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面导体中没有电流通过，导体两端没有电压感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动反证法第十三页，共64页。▲例：求感应电荷产生的场强ACdAd接地第十四页，共64页。六、电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：生场电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB第十五页，共64页。1、定义：七、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb

◆单下标或无下标时取绝对值

有下脚标时应注意正负号uab=－uba3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：-----适用于匀强电场第十六页，共64页。八、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差第十七页，共64页。九、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）——普适通用1F=106μF=1012pF第十八页，共64页。4、平行板电容器两种充电方式：U不变①

电源保持连接状态②

充电后电源切断若d↘，E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘E不变第十九页，共64页。十、带电粒子在电场中的运动：①

牛顿运动定律②

动能定理1、匀变速直线运动：2、辐射电场中的匀速圆周运动：电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）等效“重力”：mgEqG‘ABo“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲第二十页，共64页。①

粒子落在极板上②

粒子穿出极板4、匀强电场中的类平抛运动——F合与V0垂直（不计重力或重力与电场力共线）飞行时间由y决定飞行时间由L决定第二十一页，共64页。θ③

粒子先经过加速电场再进入偏转电场④

粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY第二十二页，共64页。第三四章电流第二十三页，共64页。一、电流1、电流的形成：电荷的定向移动2、电流（强度）定义：3、电流（微观）决定式：4、电流（宏观）决定式：------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电V定数量级10-4m/S------部分电路欧姆定律第二十四页，共64页。①电流处处相等②电压：U=U1+U2+U3+③电阻：R=R1+R2+R3+二、串并联电路基本特点：1、串联：2、并联：④电压分配：与电阻成正比⑤功率分配：与电阻成正比①各支路电压相等④电流分配：与电阻反比⑤功率分配：与电阻反比②电流：③电阻：第二十五页，共64页。三、电阻1、定义式：2、决定式：金属导体电阻率随温度升高而增大：◆电阻率ρ由材料决定------与欧姆定律意义不同------电阻定律（适用粗细均匀物体）直线斜率（或斜率倒数）表示电阻◆伏安特性曲线：UIIU第二十六页，共64页。3、变阻器：①、限流接法：②、分压接法：滑动变阻器电位器电阻箱可变电阻RR0RR0接线法：1上1下接线法：1上2下阻值应较大→增大调压范围阻值应较小→增强调压均匀性电路总功率较小（优）电路总功率较大（缺）第二十七页，共64页。4、复杂电路的电阻：①、串联电路总电阻大于任一部分电阻并联电路总电阻小于任一支路电阻②、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）▲定性：▲定量：------等效电路的化简㈠:电势分析法：导体（电阻）中，沿着电流方向电势降低某导体（电阻）中是否有电流以及流向决定了电路的连接方式所有导线（电阻不计）以及无电流通过的导体属于等势体某导体（电阻）两端的电势高低第二十八页，共64页。R3R2R1VR3R2R1VAR3R2R1VAR3R2R1AR2R1R3第二十九页，共64页。四、电功与电功率1、电功：2、电功率：◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)1度=1000W·3600S=3.6×106J3、效率：第三十页，共64页。五、电功与电热1、焦耳定律：2、纯电阻电路：热效率η=100%◆对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用3、非纯电阻电路：（电动机）◆当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路第三十一页，共64页。六、闭合电路欧姆定律1、表达式：2、路端电压变化规律：①与外阻的关系：◆物理意义：②与电流的关系：UoAB短路电流Uo4、闭合电路中的功率：①电源的总功率：P总=εI②电源内耗功率：P内=U内I=I2r③电源输出功率：P出=UI=εI-I2r第三十二页，共64页。1、电源的输出功率：讨论:当R一定，r可变，则r→0，P出最大，当r一定，R可变，因则当R=r时，P出最大，七、欧姆定律综合应用第三十三页，共64页。P—R图像OP出RrR1R2◆当P出<，对于外阻有两个解R1R2第三十四页，共64页。2、含电容器的直流电路：①、电容器在稳恒电路中处于断路状态②、与电容器串联的电阻在充放电时有瞬间电流，在稳恒状态下是无用的盲端电阻，处于等势状态◆步骤：摘除电容器及无用电阻，化简及确立等效电路电容器视为伏特表，盲端电阻看作导线，分析电容器所并联的电阻及两端的电压R3R2R1R4Cabεr第三十五页，共64页。①“口诀法”：串反并同与变阻器“串”的，UIP变化规律与变阻器相反与变阻器“并”的，UIP变化规律与变阻器相同“串”——具有完全相同或部分关联的电荷流“并”——完全不相关联的不同支路的电荷流R3R2R1AVR4R5abεr“串”——R1、R3“并”——V、A、R2、R4R5变小↗↘3、直流电路的动态变化分析：（定性）第三十六页，共64页。4、电路故障问题：①、断路：表现为电流为0，而电压不为0②、短路：表现为电压为0，而电流不为0◆现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常◆重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势除了电源两端，其它位置有电压者即为断路嫌疑处第三十七页，共64页。并联串联接法测电压测电流检流用途断路通路（磁电式仪表）结构∞>>Rg<<RgRg内阻验电器改装G表串联分压高电阻G表并联分流低电阻——改装静电计伏特表○安培表○灵敏电流计

○八、电表的改装第三十八页，共64页。1、电压表：◆串联分压电阻GRgRVGRgRA电压表内阻：R内=R+Rg→∞2、电流表：◆并联分流电阻电流表内阻：R内→0第三十九页，共64页。◆电表的串并联：设两改装的表头相同，量程不同①、两电压表V1、V2并联②、两电压表V1、V2串联③、两电流表A1、A2串联④、两电流表A1、A2并联读数相同，指针偏角不同指针偏角相同，读数不同指针偏角相同，读数不同读数相同，指针偏角不同第四十页，共64页。九、伏安法测电阻◆外接法RxAVRxAV◆内接法误差原因：伏特表分流→安培表读数偏大安培表分压→伏特表读数偏大解决方案：适宜测低阻适宜测高阻外内第四十一页，共64页。十、实物电路连接1、特点及注意事项：①、注意量程，及正负极性②、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接2、实例：③、导线必须接于接线柱，且不能相交（铅笔草稿）◆伏安法测电阻第四十二页，共64页。第四十三页，共64页。第四十四页，共64页。练习用多用电表测电阻操

作

内

容

一、测几百欧姆的电阻R11．会正确选档。2．会调零。3．记下电阻数值。二、测几千欧姆的电阻R25.实验完毕：测量完毕，表笔从测试笔插孔拔出，并不要把选择开关置于欧姆档，可置选择开关于交流250V或OFF档。器材要排列整齐。4．会换档，会重新调零，正确记下电阻数值。第四十五页，共64页。练习用多用电表测电阻测量结果记录（1）、R1=

；选择开关倍率：

。（如：×100）

（2）、R2=

；选择开关倍率：

。第四十六页，共64页。练习用多用电表测电阻选择适当的量程表笔短接，调节“调零电阻”测量——双手不可碰到表笔的金属部分尽量使指针指向表盘刻度的中间。如果不满足，应换量程！读数：表盘示数×倍率实验结束后，把多用表调到“OFF”档第四十七页，共64页。第五六章磁场第四十八页，共64页。一、磁场的产生1、产生：磁体（磁极）、电流（运动电荷）2、电本质：3、磁现象：磁体→安培分子电流假说①磁极间相互作用：同名相斥，异名相吸②电流间相互作用：同向相吸，反向相斥③磁场对电流作用：安培力左手定则电流所有磁场都是运动电荷（电流）产生④磁场对运动电荷作用：洛伦兹力分子电流大小：第四十九页，共64页。二、磁感线1、应用：2、特点：▲对于磁体：外部N→S，内部S→N-----右手螺旋定则（安培定则）大小：B疏密程度方向：B的切线不相交，不中断，闭合3、常见电流的磁场（磁感线）：①、直线电流（电流的磁效应）——奥斯特第五十页，共64页。②、环形电流③、螺线管电流第五十一页，共64页。4、常见（磁体）的磁场：③、匀强磁场：①、条形磁铁：②、蹄形磁铁：××××××××××××××××BB第五十二页，共64页。④、地磁场：同条形磁铁（通电螺线管）磁场N极在地理南极，S极在地理北极赤道B水平向北南半球B斜向上，北半球B斜向下第五十三页，共64页。三、磁感应强度B1、定义式：2、单位：特斯拉（T）3、矢量性：-------定量描述磁场的强弱◆磁感应强度B的方向：（磁场方向）①（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向）②磁感线的切线第五十四页，共64页。五、磁场对电流的作用1、安培力：①大小：②方向：左手定则㈢、一般情况，F=IL⊥B=ILB⊥㈠、当I⊥B，F最大，F=ILB㈡、当I∥B，F=0第五十五页，共64页。3、解题一般步骤：①判断安培力方向②其它力受力分析注意选择视图（视角）将立体受力图应转化成平面力图③列力学主方程：④列电学辅助方程:⑤解方程及必要的讨论（“答”）平衡方程牛二方程（动能定理）F=ILBQ=Itε=IR…….第五十六页，共64页