資源簡介

人教版物理選修3-1全書知識點總結(jié)
第一章：靜電場
【要點梳理】
要點一、與電場有關(guān)的平衡問題
1．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．庫侖力實質(zhì)上就是電場力，與重力、彈力一樣，它也是一種基本力．注意力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用及受力分析．
2．明確帶電粒子在電場中的平衡問題，實際上屬于力學(xué)平衡問題，其中僅多了一個電場力而已．
3．求解這類問題時，需應(yīng)用有關(guān)力的平衡知識，在正確的受力分析的基礎(chǔ)上，運用平行四邊形定則、三角形定則或建立平面直角坐標(biāo)系，應(yīng)用共點力作用下物體的平衡條件、靈活方法（如合成分解法，矢量圖示法、相似三角形法、整體法等）去解決．
要點詮釋：
（1）受力分析時只分析性質(zhì)力，不分析效果力；只分析外力，不分析內(nèi)力．
（2）平衡條件的靈活應(yīng)用．
要點二、與電場有關(guān)的力和運動問題
帶電的物體在電場中受到電場力作用，還可能受到其他力的作用，如重力、彈力、摩擦力等，在諸多力的作用下物體可能處于平衡狀態(tài)（合力為零），即靜止或勻速直線運動狀態(tài)；物體也可能所受合力不為零，做勻變速運動或變加速運動．處理這類問題，就像處理力學(xué)問題一樣，首先對物體進行受力分析（包括電場力），再根據(jù)合力確定其運動狀態(tài)，然后應(yīng)用牛頓運動定律和勻變速運動的規(guī)律列等式求解．
要點三、與電場有關(guān)的功和能問題
帶電的物體在電場中具有一定的電勢能，同時還可能具有動能和重力勢能等．因此涉及與電場有關(guān)的功和能的問題可用以下兩種功和能的方法來快速簡捷的處理，因為功與能的關(guān)系法既適用于勻強電場，又適用于非勻強電場，且使同時不須考慮中間過程；而力與運動的關(guān)系法不僅只適用于勻強電場，而且還須分析其中間過程的受力情況運動特點等．
1．用動能定理處理，應(yīng)注意：
（1）明確研究對象、研究過程．
（2）分析物體在所研究過程中的受力情況，弄清哪些力做功，做正功還是負(fù)功．
（3）弄清所研究過程的初、末狀態(tài)．
2．應(yīng)用能量守恒定律時，應(yīng)注意：
（1）明確研究對象和研究過程及有哪幾種形式的能參與了轉(zhuǎn)化．
（2）弄清所研究過程的初、末狀態(tài)．
（3）應(yīng)用守恒或轉(zhuǎn)化列式求解．
要點詮釋：
（1）電場力做功的特點是只與初末位置有關(guān)。與經(jīng)過的路徑無關(guān)．
（2）電場力做功和電勢能變化的關(guān)系：電場力做正功．電勢能減小，電場力做負(fù)功，電勢能增加，且電場力所做的功等于電勢能的變化（對比重力做功與重力勢能的變化關(guān)系）．
（3）如果只有電場力做功，則電勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，且兩能量之和保持不變．這一規(guī)律雖然沒有作為專門的物理定律給出，但完全可以直接用于解答有關(guān)問題．
要點四、巧用運動合成與分解的思想分析帶電體在復(fù)合場中的運動問題
帶電體在電場和重力場的復(fù)合場中，若其運動既非類平拋運動，又非圓周運動，而是一般的曲線運動，在處理這類較復(fù)雜的問題時，既涉及力學(xué)中物體的受力分析、力和運動的關(guān)系、運動的合成與分解、功能關(guān)系等概念和規(guī)律，又涉及電場力、電場力做功、電勢差及電勢能等知識內(nèi)容，問題綜合性強，思維能力要求高，很多學(xué)生感到較難，不能很好地分析解答。其實，處理這類問題若能巧妙運用的分解思想，研究其兩個分運動，就可使問題得到快捷的解決．
第二章：恒定電流
【要點梳理】
一、電路涉及的物理概念
電流：定義式，微觀表達(dá)式
電壓：定義式，導(dǎo)體兩端電壓，是產(chǎn)生電流的必要條件之一。
電阻：定義式，
(
意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)
量值：電源開路時的路端電壓
單位：伏（
V
）
)決定式（電阻定律）
電動勢：，維持電路兩端的電壓→
電功：純電阻電路中
電功率：純電阻電路中
電熱：由焦耳定律計算，在純電阻電路中電熱等于電功：
(
電源的總功率：
電源的輸出功率：
電源的消耗功率：
關(guān)系：
效率：
閉合電路中的功率
)
二、電路的特點
　　
三、基本規(guī)律
　　
　　
焦耳定律：,適用于電流通過任何用電器發(fā)熱的計算。
四、電路實驗
　　
　　
　　描繪燈泡的伏安特性曲線
　　測定金屬的電阻率
　　測定電源的電動勢和內(nèi)阻
　　多用電表的使用
五、需要注意的問題
1．電流的計算
　　其難點在于對于任取的一個截面計算在一段時間內(nèi)通過該截面的電量，其技巧在于一段時間的選取。如一個做勻速圓周運動的電荷對應(yīng)的等效環(huán)形電流的計算，取最好確定通過某截面的電量。
2．對閉合電路中能量轉(zhuǎn)化所涉及的諸多概念的理解
　　例如電源非靜電力做的功，表示時間內(nèi)其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少。
　　是電源的總功率，表示在一個具體電路中電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的快慢。
　　則表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的快慢。
3．在焦耳熱的計算中不能隨意地用
　　在焦耳熱的計算中不能隨意地用，只有保證焦耳定律的形式不變，才能用于任何電路中電熱的計算。如果將寫成，只能用于純電阻電路電熱的計算。
4．閉合電路歐姆定律與其它關(guān)系的區(qū)別必須引起注意
　　例如僅適用于純電阻電路，而則適用于任何電路。是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的必然結(jié)果，所以它具有更廣泛的適用性。
5．電路的簡化是電路計算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
　　除了電路整形，等勢點合并分離外，電表的理想化、電表的等效、電容電路的處理必須理解和掌握。
6．對電路進行動態(tài)分析是電路知識的綜合運用
　　必須熟練地掌握動態(tài)分析的順序，理解各電路量變化的原因。
7．電源的輸出功率存在極值
　　當(dāng)時，可以將視為等效電源內(nèi)阻以便解決更廣泛一些的問題。應(yīng)當(dāng)明確，電源輸出的功率最大，并非電源功率最大，也并非電源的效率最高。
8．伏安法測電阻時電流表內(nèi)外接法的判斷不可片面
　　要在比較與、的關(guān)系后得出結(jié)論，不可只做與的比較后就決定電流表的接法。
9．滑動變阻器的限流式和分壓式接法各有妙用
　　弄清它們各自接法的特點和區(qū)別選擇使用。
10．測定電源電動勢和內(nèi)阻的多種方法
主要儀器
原理
電路圖
誤差分析
電壓表
電流表
變阻器
電動勢和內(nèi)阻均偏小
電壓表
變阻箱
電動勢和內(nèi)阻均偏小
電流表
變阻箱
電動勢無偏差，內(nèi)阻偏大
一只電壓表
（粗測）
（）
電動勢偏小
兩只電壓表
無誤差
11．用電流表和電壓表測定電源電動勢和內(nèi)阻的誤差分析　　
（1）偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作圖象時描點不很準(zhǔn)確。
　　（2）系統(tǒng)誤差：來源于電壓表的分流作用。導(dǎo)致電流表示數(shù)比干路電流略小。
　　中是通過電源的電流，而本實驗用圖甲所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表分流，使電流表示數(shù)小于電池的輸出電流。
　　因為，而，越大，越大：趨于零時，也趨于零。所以它們的關(guān)系可用圖乙表示，測量圖線為，真實圖線為．
　　　　　
　
　　由圖線可看出和的測量值都小于真實值。
　　，.
　　要點詮釋：
　　外電路短路時，電流表的示數(shù)等于干路電流的真實值，所以圖乙中、兩圖線交于短路電流處。
　　當(dāng)路端電壓為時，由于電流表示數(shù)小于干路電流，所以、兩圖線出現(xiàn)了圖示的差異。
　　（3）伏安法測、還可接成如圖所示實驗線路。
　　由于電流表的分壓作用，因為，為電流表的內(nèi)阻，這樣在圖線上對應(yīng)每一個應(yīng)加上一修正值，由于很小，所以在很小時，趨于零，增大，也增大，理論與測量值的差異如圖丁所示。
　　　　　　　　　　　　
　　由圖可知：，（內(nèi)阻測量誤差非常大）。
　　要點詮釋：
一般電源的內(nèi)阻都較小，與電流表的內(nèi)阻相差不大，而電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于內(nèi)阻，也遠(yuǎn)大于測量電路中的外電阻，所以為減小誤差，我們采用如圖甲所示的電路，而不采用如圖丙所示的電路。
12．伏安法測電阻的兩種接法的選擇
　　為減小伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差，應(yīng)對電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇，其方法是：
　　（1）阻值比較法：先將待測電阻的粗略值和電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若”，宜采用電流表外接法；若，宜采用電流表內(nèi)接法。
　　（2）臨界值計算法：當(dāng)內(nèi)外接法相對誤差相等時，有，所以為臨界值。當(dāng)（即為大電阻）用內(nèi)接法；當(dāng)（即為小電阻）用外接法；，內(nèi)、外接法均可。
　　如與間不是關(guān)系，則可用：當(dāng)時，用電流表外接法；當(dāng)時，用電流表內(nèi)接法。
　　（3）實驗試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線先后與處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化（電流表的分壓作用明顯），而電流表的示數(shù)變化不大（電壓表分流作用不大），則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表的內(nèi)接法。
　　　　　　　　
第三章：磁場
　　　
【要點梳理】
要點一、幾種常見磁場及磁感線的畫法
1．幾種常見磁場
（1）如圖甲所示為條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線。
條形：磁體外部為非勻強磁場，磁極處最強；蹄形：蹄口內(nèi)為勻強磁場。
（2）如圖乙所示為直線電流形成的磁場的磁感線，其形態(tài)為圍繞直導(dǎo)線的一族同心圓，是非勻強磁場，離導(dǎo)線越近，磁場越強。
說明：圖中的“×”號表示磁場方向垂直進入紙面，“·”號表示磁場方向垂直離開紙面。
（3）如圖丙所示為環(huán)形電流形成磁場的磁感線，環(huán)內(nèi)的磁場比環(huán)外的磁場強。
（4）通電螺線管的磁場：兩端分別是N極和S極；管內(nèi)是勻強磁場，磁感線方向由S極指向N極，管外為非勻強磁場，磁感線由N極指向S極，畫法如圖丁所示。
（5）直線電流的磁場、環(huán)形電流的磁場、通電螺線管的磁場都可通過安培定則判斷。若知道了電流磁場的方向，也可以反過來判斷電流的方向，若是自由電荷做定向移動時形成“等效電流”，也可用來判斷“等效電流”的磁場。
2．對磁感線的理解
（1）磁感線的特點：
①磁感線上任一點的切線方向表示該點的磁場方向，即小磁針北極受力方向或小磁針靜止時北極指向。
②磁感線疏密表示磁場強弱，即磁感應(yīng)強度大小。
（2）直流電流、通電螺線管、環(huán)形電流的磁場方向可用安培定則判斷。
（3）磁感線雖然能用實驗?zāi)M其形狀，但實際不存。在條形磁鐵外部，磁感線由N極出發(fā)，進入到S極，內(nèi)部由S極回到N極，形成閉合的曲線。
（4）直線電流周圍磁場離導(dǎo)線越近，磁場越強；離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱。
要點二、磁感應(yīng)強度和磁通量
1．對磁感應(yīng)強度方向的理解
（1）磁感應(yīng)強度的方向即磁場的方向。磁場的方向是有規(guī)定的，即在磁場中某點的磁場方向規(guī)定為小磁針N極受力的方向，與S極受力的方向相反。
（2）在磁場中不同位置，磁場往往具有不同的方向。
（3）磁感應(yīng)強度是矢量，遵循平行四邊形定則。如果空間同時存在兩個或兩個以上的磁場時，某點的磁感應(yīng)強度B是各磁感應(yīng)強度的矢量和。
2．對磁感應(yīng)強度的意義和定義的理解
（1）通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比，用公式表示為F=ILB，式中B是比例系數(shù)，它與導(dǎo)線的長度和電流的大小都沒有關(guān)系。B正是我們尋找的表征磁場強弱的物理量——磁感應(yīng)強度。由此，在導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單情況下
。磁感應(yīng)強度B的單位由F、I和L的單位共同決定。
（2）在定義式中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置。因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場強弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)。導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同。通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B的大小不一定為零。
（3）磁感應(yīng)強度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、IL無關(guān)。
（4）通電導(dǎo)線受力的方向不是磁場磁感應(yīng)強度的方向。
（5）磁感應(yīng)強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應(yīng)很短很短，IL稱作“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“點電荷”。
3．對磁通量的理解
（1）磁通量的定義
公式Φ=BS中的B應(yīng)是勻強磁場的磁感應(yīng)強度，S是與磁場方向垂直的面積，因此可以理解為。如果平面與磁場方向不垂直，應(yīng)把面積S投影到與磁場垂直的方向上，求出投影面積，代入到中計算，應(yīng)避免硬套公式或。如圖所示，通過面S的磁通量。
（2）磁通量的變化
一般有下列三種情況：
①磁感應(yīng)強度B不變，有效面積S變化，則。
②磁感應(yīng)強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則。
③磁感應(yīng)強度B和回路面積S同時發(fā)生變化的情況，則。
（3）注意的問題
①平面S與磁場方向不垂直時，要把面積S投影到與磁場垂直的方向上，即求出有效面積。
②可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù)，相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消。
③當(dāng)磁感應(yīng)強度和回路面積同時發(fā)生變化時，，而不能用計算。
要點三、安培力
1．對安培力方向的理解
（1）安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面。在判斷時首先確定磁場與電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向。
（2）當(dāng)電流方向跟磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直電流與磁場所決定的平面，所以仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過手心。
（3）注意區(qū)別安培力的方向和電場力的方向與場的方向的關(guān)系，安培力的方向總是與磁場的方向垂直，而電場力的方向與電場的方向平行。
2．對安培力大小的理解
計算安培力大小時，要注意理解和靈活應(yīng)用公式和。
（1）公式中L指的是“有效長度”。當(dāng)B與I垂直時，F(xiàn)最大，；當(dāng)B與I平行時，F(xiàn)=0。
彎曲導(dǎo)線的長效長度，等于連接兩端點直線的長度（如圖甲）；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。
（2）若磁場和電流成角時，如圖乙所示。
將磁感應(yīng)強度B正交分解成和，而對電流是沒有作用的。
故，即。
（3）安培力公式一般用于勻強磁場，或通電導(dǎo)線所處區(qū)域B的大小和方向相同。如果導(dǎo)線各部分所處位置B的大小
、方向不相同，應(yīng)將導(dǎo)體分成若干段，使每段導(dǎo)線所處的范圍B的大小和方向近似相同，求出各段導(dǎo)線受的磁場力，然后再求合力。
要點四、洛倫茲力
1．對洛倫茲力大小的理解
洛倫茲力
①只有相對于磁場運動的電荷才可能受到洛倫茲力的作用，v理解為電荷相對于磁場運動的速度，相對于磁場靜止的電荷不受洛倫茲力作用，這一點與電場有根本的不同。
②當(dāng)時，電荷雖然相對于磁場運動但不受洛倫茲力作用。
③當(dāng)時，最大。
④，理解為速度垂直B的分量，可以理解為B垂直于v的分量。
2．對洛倫茲力方向的理解
由左手定則判斷洛倫茲力的方向，使用時注意到負(fù)電荷受力方向的判斷——四指指向負(fù)電荷運動的反方向。
①洛倫茲力的方向永遠(yuǎn)垂直于速度的方向，垂直于磁場的方向，垂直于磁場方向和速度方向所決定的平面，磁場的方向和速度的方向不一定垂直。
②電荷相對于磁場不同的運動方向可能對應(yīng)相同的洛倫茲力的方向。
3．洛倫茲力的特點：
洛倫茲力永遠(yuǎn)垂直于速度的方向，不改變速度的大小，只改變速度的方向。
①洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，不改變帶電粒子的動能。
②洛倫茲力能夠改變運動狀態(tài)產(chǎn)生加速度。
③洛倫茲力的大小和方向都隨著速度的大小和方向而變化，這一點對分析電荷的運動情況非常重要。
要點五、帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動（不計重力）
1．力學(xué)方程
2．軌跡半徑和周期
，，。
，，，T與v無關(guān)與軌跡半徑無關(guān)。
3．帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的時間
，為軌跡對應(yīng)的圓心角。
要點六、帶電粒子在正交場中的運動實例
1．速度選擇器
2．霍爾效應(yīng)
3．電磁流量計
，
4．磁流體發(fā)電機
說明：以上幾個實例之共性是：運動的電荷在洛倫茲力和電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，即。

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