人教版新课标高中物理选修3-1知识点总结 - 图文

物 理 选 修 3-1 知 识 总 结

第一章

第 1 节

电荷及其守恒定律

一、起电方法的实验探究

1. 物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。 2 ．两种电荷

自然界中的电荷有 2 种，即正电荷和负电荷． 如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷； 干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥，异种电荷相吸． 的一定是带异种电荷的物体吗？） 不一定， 除了带异种电荷的物体相互吸引之外， 轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电． 3．起电的方法 使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电

用

（相互吸引 带电体有吸引

○

1 摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电

子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电． 荷的分开与转移）

○

（正负电

2 接触起电：带电物体由于缺少

( 或多余 ) 电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带

电的物体上失去电子 ( 或得到电子 ) ，从而使不带电的物体由于缺少 电) ．（电荷从物体的一部分转移到另一部分）

( 或多余 ) 电子而带正电

( 负 （电

○

3 感应起电： 当带电体靠近导体时，

导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．

荷从一个物体转移到另一个物体）

三种起电的方式不同， 但实质都是发生电子的转移， 使多余电子的物体 ( 部分 ) 带负电， 使缺少电

子的物体 ( 部分 ) 带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变． 二、电荷守恒定律 1、电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是

－

C.

1.6 × 10 19C，所有带电体的电荷量等于 2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值 e 或 e 的整数

倍。（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指 的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。

1.6 × 10－ 19C 的整数倍．）

4、电荷守恒定律 表述 1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个

, 在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 物体，或从物体的一部分转移到另一部分

表述 2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。

A、 B，分别带电荷量为 QA＝ 6.4 × 10－9 C ， QB＝－ 3.2 例：有两个完全相同的带电绝缘金属小球

×10 －9 C ，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？

【思路点拨】 当两个完全相同的金属球接触后， 根据对称性， 两个球一定带等量的电荷量． 两个球原先带同种电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异种电荷，则电荷先中和再均分．

若

1

第一章

第 2节 库仑定律

一、电荷间的相互作用

1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体

上的具体分布情况， 把它抽象成一个几何点。 这样的带电体就叫做点电荷。 点电荷是一种理想化的物理模型。 VS质点

2、带电体看做点电荷的条件：

①两带电体间的距离远大于它们大小；

②两个电荷均匀分布的绝缘小球。

3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小 二、库仑定律： 在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比， 跟它们距离的

平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

F k

Q1Q2 （静电力常量——

k=9.0 × 10 N· m/C9

22

）

r

2

注意 1. 定律成立条件：真空、点电荷

2. 静电力常量—— k=9.0 × 109N·m2/C 2（库仑扭秤 ） 3. 计算库仑力时，电荷只代入绝对值

4. 方向在它们的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸 5. 两个电荷间的库仑力是一对相互作用力

库仑扭秤实验、控制变量法

例题：两个带电量分别为 +3Q和 -Q 的点电荷分别固定在相距为

2L 的 A、 B 两点，现在 AB 连线的中点 O放一个带电量为 +q 的点电荷。求

q 所受的库仑力。

第一章 第 3节 电场强度

一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的

电荷（带电体）周围存在着的一种物质。电场看不见又摸不着，

但却是客观存在的一种特殊

物质形态．

其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用，这种力就叫电场力。

电场的检验方法：把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。 试探电荷：用来检验电场性质的电荷。其电量很小（不影响原电场）

；体积很小（可以当作

质点）的电荷，也称点电荷。 二、电场强度

1、场源电荷

2

2、电场强度

放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称

场强。

E

F q

国际单位： N/C

电场强度是矢量。 规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的

PQ的连线并背离 Q；如果 Q是负电荷， E 的方向

方向。即如果 Q 是正电荷， E 的方向就是沿着 就 是沿着 PQ的连线并指向 Q。（“离 +Q而去，向 -Q 而来”） 电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量， 反映电场中某一点的电场性质， 其大小表示电场 的强弱， 由产生电场的场源电荷和点的位置决定， 与检验电荷无关。 数值上等于单位电荷在该点 所受的电场力。

1V/m=1N/C

三、点电荷的场强公式

E

F q

k

Q

r 2

四、电场的叠加

在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。

五、电场线

1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的

大小，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。

2、电场线的特征

1）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱

2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止无

穷远处

3

3）、电场线不会相交，也不会相切

4）、电场线是假想的，实际电场中并不存在

5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系

6）电场线切线表示场强，表示 正电荷 受力方向 7）电场线与运动轨迹重合——《学习指导》 P11 特别提醒 3、几种典型电场的电场线

1）正、负点电荷的电场中电场线的分布

特点： a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直， 在此球面上场强大小处处相等， 方向不同 。

2）、等量 异种 点电荷形成的电场中的电场线分布 特点：

a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大，指向负电荷

b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且 总与中垂面（中垂线）垂直，指向负电荷

c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点 0 等距离 各点即对称点场强相同。

3）、等量 同种 点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 特点：

a、两电荷连线上场强先变小后变大， 两点电荷连线中点处场强为 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为 0 c、两点电荷中垂线上从中点到无限远，电场线先变密后变疏，即 场强先变大后变小 4）、匀强电场

特点： a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电 场的电场线是平行等距同向的直线

b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行

0

第一章 第 4 节

电势能和电势

电场中某点的电势，

一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。 电势差。

就是该点相对于零势点的

AB （1）计算式 （ 2）单位：伏特（ V） （ 3）电势差是标量。其正负表示大小。二、电场力的功

U

A B

WqU AB

AB

电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关

, 由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 1 、电势能：电荷处于电场中时所具有的 注意：系统性、相对性

2 、电势能的变化与电场力做功的关系

.

W

电AB

＝E

电A

－

E

＝－（

电B

电B

E

－

E

）＝－

电A

E

电

1）、电荷在电场中具有电势能。

2 ）、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，电场力对电荷做负功，电势能增大，电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。

3）、电势能是相对的， 与零电势能面有关 （通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为

4