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高2物理选修3-1知识点(3)

时间: 文娟843 分享

高2物理选修3-1知识点

  第4节 串联电路和并联电路

  一、串联电路

  1.串联电路的基本特点:

  2.串联电路的性质:

  等效电阻: 电压分配: 功率分配:

  二、并联电路

  1.并联电路的基本特点:

  2.并联电路的性质:

  等效电阻: 电流分配: 功率分配:

  第5节焦耳定律

  一、电功和电功率

  (一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。

  1、纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。

  2、非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。

  在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h)。

  1kW·h=3.6×106J

  (二)电功率是描述电流做功快慢的物理量。

  额定功率:是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率,铭牌上所标称的功率。

  实际功率:是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。

  用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。

  二、焦耳定律和热功率

  (一)焦耳定律:电流流过导体时,导体上产生的热量Q=I 2Rt

  此式也适用于任何电路,包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程,是电流做功,把电能转化为内能的过程。

  (二)热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率。

  热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积。

  (三)电功率与热功率

  1、区别:

  电功率是指某段电路的全部电功率,或这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积。

  热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率.决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。

  2、联系:

  对纯电阻电路,电功率等于热功率;

  对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。

  (四)电功和电热的关系

  1、在纯电阻电路中,电流做功,电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热,有:

  2、在非纯电阻电路中,电流做功,电能除了一部分转化为内能外,还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热,电功率大于电路的热功率。.即有:W=UIt=E机、化+I2Rt或UI=I2R+P其他(P其他指除热功率之外的其他形式能的功率)

  第6节 导体的电阻

  一、电阻定律

  电阻定律:实验表明,均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比,用公式表示为

  1. ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关;

  2. l表示沿电流方向导体的长度;

  3. S表示垂直于电流方向导体的横截面积。

  二、电阻率

  (一)电阻定律中比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.ρ值越大,材料的导电性能越差。

  (二)电阻率的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。

  (三)材料的电阻率随温度的变化而改变,金属的电阻率随温度的升高而增大。锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度影响很小,常用来制作标准电阻。

  (四)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。

  1、金属的电阻率随温度的升高而增大。

  2、半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。

  第7节 闭合电路欧姆定律

  一、闭合电路

  外电路:电源的外部叫做外电路,其电阻称为外电阻,R。

  外电压 U外:外电阻两端的电压。常也叫路端电压。

  内电路:电源内部的电路叫做内电路,其电阻称为内电阻,r。

  二、闭合电路欧姆定律

  闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。这一结论称为闭合电路欧姆定律。

  三、路端电压跟负载的关系

  (一)路端电压:外电路两端的电压叫做路端电压。

  (二)路端电压是用电器(负载)的实际工作电压。

  电动势为E , 内阻为r=E / I短

  注意:

  1、U—I图象是一向下倾斜的直线,路端电压随电流的增大而减小。

  2、图象的斜率表示电源的内阻,图象与纵轴的交点坐标表示电源电动势,与横轴的交点坐标表示短路电流。

  3、斜率大,内阻大。

  四、测量电源的电动势和内电阻

  (一)电路图

  (二)实验数据处理方法比较:

  1、计算法:原理清晰但处理繁杂,偶然误差处理不好。

  2、作图法:原理清晰、处理简单,偶然误差得到很好处理,可以根据图线外推得出意想不到的结论。

  第8节 多用电表的原理

  一、内部结构

  测量时,黑表笔插入“-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时,电路只有一部分起作用。

  二、测量原理

  (一)测直流电流和直流电压的原理,就是电阻的分流和分压原理,其中转换开关接 1 或 2 时测直流电流;接 3 或 4 时测直流电压;转换开关接 5 时,测电阻。

  (二)多用电表电阻挡(欧姆挡)原理。

  1.

  第三章 磁场

  第1节 磁现象和磁场

  一、磁现象

  磁性、磁体、磁极:能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体,磁体中磁性最强的区域叫磁极。

  二、磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比)

  三、磁场

  (一)磁体的周围有磁场

  (二)奥斯特实验的启示:电流能够产生磁场,运动电荷周围空间有磁场。

  导线南北放置

  (三)安培的研究:磁体能产生磁场,磁场对磁体有力的作用;电流能产生磁场,那么磁场对电流也应该有力的作用。

  (四)磁场的基本性质:

  1、磁场对处于场中的磁体有力的作用。

  2、磁场对处于场中的电流有力的作用。

  第2、4节 磁感应强度、通电导线和磁场中受到的力

  一、安培力的方向

  安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。

  左手定则:伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流的方向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。

  二、安培力方向的判断

  1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。

  2.已知I、B的方向,可唯一确定F的方向;已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时,磁感应强度B的方向不能唯一确定。

  3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中,还要善于把立体图转换成平面图。

  三、安培力的大小

  实验表明:把一段通电直导线放在磁场里,当导线方向与磁场方向垂直时,导线所受到的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,导线所受到的安培力等于零;当导线方向与磁场方向斜交时,所受到的安培力介于最大值和零之间。

  四、磁感应强度

  定义:当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。

  对磁感应强度的理解

  1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式,是用比值定义的,磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L均无关。

  2、定义式B=FIL成立的条件是:通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小,除了与磁场强弱有关外,还与导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。

  3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称作“电流元”,相当于静电场中的试探电荷。

  4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。

  5、磁感应强度与电场强度的区别:磁感应强度B是描述磁场的性质的物理量,电场强度E是描述电场的性质的物理量,它们都是矢量,现把它们的区别列表如下:

  (1)磁感应强度是矢量,遵循平行四边形定则。如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时,某点的磁感应强度B是各磁感应强度的矢量和。

  五、匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受的安培力F= BIL。

  (一)公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=BIL;当B与I平行时,F=0。

  (二)弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,如下图相应的电流沿L由始端流向末端。

  1、当电流与磁场方向垂直时,F = ILB

  2、当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ

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