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1、静电场,例题,一.电荷守恒定律：,电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。,(二)电场、电场强度、电场线,1.电荷周围存在着电场。静止的电荷产生的电场称为静电场。电场是传递电荷相互作用的物质。,2.电场强度,电场强度是反映电场的力的性质的物理量。它用检验电荷受到的电场力跟检验电荷电量q的比值来定义，即,电场强度是矢量。方向：是正电荷在电场中所受电场力的方向。大小：是由电场本身的内在因素决定的，它与引入电场中的检验电荷无关。,3.点电荷场强公式，即,4.匀强电场场强公式，即,5.电场强度的叠加,电场强度的叠加遵守平行四边形法则,6.电场
2、线,电场线是为了形象描述电场中各点电场强度大小和方向而假想的线，电场线上每一点的电场强度方向沿该点的切线方向；电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小。,静电场的电场线从正电荷出发到负电荷终止。,(三)电场力的功、电势能、电势、电势差、等势面,1.电场力的功:电荷在电场中移动，电场力做功的数量跟电荷移动的路径无关。电场力做正功时，电势能减小；电场力做负功时，电势能增大。,2.电势能:,电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从该点移到电势能为零处，电场力所做的功。,3.电势:,电势是反映电场的能的性质的物理量。电场中某点的电势定义为检验电荷在该点具有的电势能E跟检验电荷的电量q的比值，即,
3、电势是标量，它有正、负，但不表示方向。电场中某点的电势大小及正负跟该点有无检验电荷无关，但与选取电场中电势能为零的点(零电势点)有关。正电荷在电势高的位置电势能大，负电荷在电势高的位置电势能小,4.电势差(电压),AB两点间的电势差UAB在数值上等于将检验电荷从A点移至B点电场力所作的功WAB与检验电荷电量q的比值,（1）,（2）,5.等势面：等势面是电场中电势相等的点构成的面。,电荷沿等势面移动，电势能不变化，电场力不做功。等势面一定和电场线垂直，电场线的方向是电势降低的方向。电场线本身不能相交，等势面本身也不能相交。,点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的一族球面；,匀强电场的等势面是与电场
4、线垂直的一族平行平面。,说明:电势与电场强度在数值上没有必然对应的关系。,例如，电势为零的地方电场强度可以不为零(电势为零的地方可任意选取)；电场强度为零的地方电势可以不为零(如两个带同种等电量的点电荷，其连线的中点处电场强度为零，电势却不为零)。电场强度恒定的区域电势有高低不同(如匀强电场)；等势面上的各点，电场强度可以不相同(如点电荷形成的电场的等势面上，各点场强不同)。,2.经常遇到的三个问题,（1）.比较场强的大小,看电场线的疏密或等势面的疏密。（2）.比较电势的高低，看电场线的方向。电场线的方向是电势降低的方向。（3）.比较同一检验电荷在电场中两点所具有的电势能的多少，看电场力的方向
5、。电场力作正功，检验电荷的电势能减少。,3.带电粒子在电场中加速或减速的问题，多应用动能定理、能量守恒定律求解。,4.带电粒子在电场中偏转的问题，如带电粒子穿过匀强电场时的偏转问题，多应用牛顿第二定律及运动合成知识求解。,（1）.加速度（2）.侧向速度（3）.偏向角（4）.侧向位移（5）.侧向位移与偏向角（6）.增加的动能,(五)电容器和电容,1.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量。它用电容器所带的电量跟电容器两板间的电势差的比值来定义，即,2.平行板电容器的电容,平行板电容器的电容，跟介电常数成正比，跟正对面积成正比，跟极板间的距离成反比，即,3.平行板电容器的电场,(1)电势差恒定(2)
6、带电量恒定,简单的逻辑电路,第二章 恒定电流,1、电源的作用：提供持续的电压2、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。,2.1 电源和电流,（2）电流有方向，但它是标量。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。,（1）定义式:I=q/t,4.电流：,（3）金属导体中电流的计算式：I=nqSv,n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。,2.2 电动势,定义式：,W：非静电力做的功q：电荷量,1、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极 所做的功跟它的电荷量的比值。,2、物理意义：反映电源非静电
7、力做功本领的大小。（把其他形式的能转化为电能本领的大小）,一、电阻：,1、定义式：,(取决于导体本身，与U、I无关),2、决定式：,1=106,2.3 欧姆定律,二、欧姆定律：,1、公式：,2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。,三、导体的伏安特性曲线（I-U图象）,图线斜率表示电阻的倒数,斜率k=tan=,1,2,R1R2,2.4 串联电路 和并联电路,一、串联电路,0 1 2 3,电压分配：U1:U2:U3=R1:R2:R3,R串=R1+R2+R3,R2,R1,R3,功率分配：P1:P2:P3=R1:R2:R3,二、并联电路,123,U1=U2=U3=U,电流分配：I1:I2
8、:I3=1/R1:1/R2:1/R3,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,功率分配：P1:P2:P3=1/R1:1/R2:1/R3,二、并联电路,123,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,推论：n个阻值为R的电阻并联：,R并=R/n,R1和R2并联：,R并=R1R2/R1+R2,一支路电阻增大，R并增大,R并小于任一支路电阻（R串大于任一支路电阻）,三、电池的串并联,1、n个相同电池（E、r）串联：En=nE rn=nr2、n个相同电池（E、r）并联：En=E rn=r/n,由欧姆定律可知,三个主要参数：,内阻Rg,满偏电流 Ig,满偏电压Ug,电压表和电流表的改装,1.
9、电流表G改装成电压表,Ig,R,Ug,Rg,UR,U,串联一个电阻(分压),原理：,由串联电路的特点：,2.电流表G改装成电流表,原理：,并联一个电阻(分流),由并联电路的特点:,QI2Rt,电功和电热：1）纯电阻电路中：WUItI2RtQ P电UI P热QtI2R2）非纯电阻电路中：WUIt 大于I2RtQ；P电UI 大于P热QtI2R P电P热P其它,2.5 焦耳定律,1、电阻定律:,内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.,表达式:,2、电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量。单位:,欧米（）,2.6 导体的电阻,电阻率与温度的
10、关系,金属：,T,合金：,电阻几乎不随温度变化锰铜合金、镍铜合金,标准电阻,电阻温度计,超导体,一、闭合电路的欧姆定律：,电路的组成：外电路：内电路：闭合电路：,在外电路，沿电流方向电势降低。在内电路，沿电流方向电势升高。,2.7 闭合电路的欧姆定律,一、闭合电路的欧姆定律：内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。,E=IR+Ir,=U外+U内,1、表达式：,r,路端电压,2、变形式：,电源的电动势等于内外电路电势降落之和,3、适用条件：纯电阻电路,二、路端电压与电流的关系：,得：U外=E-Ir,U-I图象：,=-rI+E,由E=U外+U内,r,E,0,纵截距
11、：E,横截距：I短,斜率绝对值：r,(图线的陡峭程度),斜率tan=-tan,=-r,关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化,电源提供电能,外电路消耗的能量,内电路消耗的电能,r,三、电源的输出功率与效率,1、推导：由E=U外+U内,r,得：EI=U外I+U内I,即：P总=P外+P内,电源提供的电功率EI,电源的输出功率U外I,电源内部的发热功率I2r,P出=P总-P内,2、电源最大输出功率（纯电阻电路）,0,R,P,若PR1=PR2，则r2=R1R2,3、电源的效率：,电源的效率随外电阻的增大而增大,判断：电源的输出功率最大时，电源的效率最大。,（错，因为当R=r时，电源输出功率最大，此时
12、电源效率只有50）,2.8 多用电表的原理,思考与讨论:能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表?请完成最简单的多用电表的电路图,1,2,3,问：开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别是什么电表?（在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框中的电路当成一个电流表）,2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大?,A,B,1,2,3,4,5,6,1、2为电流表3、4为欧姆表，5、6为电压表,电流：1大,电压：6大,问题：若测一个阻值为810左右的电阻，应该选择哪个欧姆档位？,8101,8.1100,8110,指针指在刻度中央附近，误差较小。,偏角小,示数跨度大,不易读准,示数过小,大倍率放大误差,用欧姆表测量电阻的使用步骤:,1.机械调零：测量前，应先检查电表指针是否静止在电流的零刻线处（左端的“0”位置），如不指零，应用螺丝刀轻轻转动定位螺丝，使指针指零。,4.测量、读数:接入电阻，读数=示数倍率,5.若测其它电阻：重复步骤2.3.4。,6.不用时拔出表笔，选择开关置于OFF档或交流电的最高档。长期不用取出电池。,2.选档：选择开关选择合适档位。,3.欧姆调零：红（+）黑（-）表笔短接，电表指针指向电阻为零处（右端的“0”位置），如不指零，调节调零旋钮，使指针指零。,1.机械调零：,
