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高中物理电学知识归纳

一、静电场：

静电场：概念、规律特别多，注意理解及各规律的适用条件；电荷守恒定律，库仑定律

1.电荷守恒定律：元电荷e?1.6?102.库仑定律：F?KQqr2?19C

9

2

2

条件：真空中、点电荷；静电力常量k=9×10Nm/C

三个自由点电荷的平衡问题：“三点共线，两同夹异，两大夹小” 中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的；

q1q2?q2q3?q1q3

常见电场的电场线分布熟记，特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用.

3.力的特性(E)：只要有电荷存在周围就存在电场 ，电场中某位置场强：

E?Fq （定义式）E?KQr2（真空点电荷） E?Ud （匀强电场E、d共线）

4.两点间的电势差：U、UAB：(有无下标的区别)

静电力做功U是(电能?其它形式的能) 电动势E是(其它形式的能?电能)

U?WA?Bq??-??Ed＝－UBA＝－（UB－UA）与零势点选取无关)

ABAB电场力功W=qu=qEd=F电SE (与路径无关) 5.某点电势?描述电场能的特性：??WA?0q(相对零势点而言)

理解电场线概念、特点；常见电场的电场线分布要求熟记，

特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律

6.等势面(线)的特点，处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场

线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?)，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端放电。应用：

静电感应，静电屏蔽

7.电场概念题思路：电场力的方向?电场力做功?电势能的变化(这些问题是电学基础) 8.电容器的两种情况分析

始终与电源相连U不变；当d增?C减?Q=CU减?E=U/d减 仅变s时，E不变。 充电后断电源q不变:当d增?c减?u=q/c增?E=u/d=9带电粒子在电场中的运动qU=

12q/cd?4?kq? s不变,仅变d时,E不变；

qU'Lmdv20mv2；侧移y=

qU'L2mdv220，偏角tgф=

① 加速 W?qu加?qEd?12mv2 v?2qu加m

②偏转(类平抛)平行E方向：L=vot

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竖直：y?12at2?1qE2mt2?1qU2偏mdt2?U偏L24dU?qU偏L202加2mv

tg?=

V?V0?atV0?U偏L加2dU(θ为速度方向与水平方向夹角)

速度：Vx=V0 Vy =at tg??vyvo1?gtvo2 （?为速度与水平方向夹角）

位移：Sx= V0 t Sy =at tg??1222gtvot?gt2vo （?为位移与水平方向的夹角）

③圆周运动

④在周期性变化电场作用下的运动 结论：

①不论带电粒子的m、q如何，在同一电场中由静止加速后，再进入同一偏转电场，它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同)

②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O点，粒子好象从中心点射出一样 (即

b?ytan??L2)

gtvo1证：tg??

vyvo? tg??2gt2vot?gt2vo

tg??2tg?(??的含义?)

二、恒定电流： I=

qt(定义) I=nesv(微观) I=

URuR R=

uI(定义) 电阻定律：R=?UILS(决定)

εR?r部分电路欧姆定律：I? ?U=IR?R? 闭合电路欧姆定律：I =

2

路端电压： U = ? －I r= IR 输出功率： P出 = Iε－Ir = IR 电源热功率： P?Ir 电源效率： ??r22P出P总=

UεR

=R+r

电功： W＝QU＝UIt＝I2Rt＝U2t/R 电功率P=＝W/t =UI＝U2/R＝I2R 电热：Q＝I2Rt 对于纯电阻电路： W=IUt=IRt?2UR2t P=IU =IR?2UR2

对于非纯电阻电路： W=IUt ?IRt P=IU?Ir

E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt 单位：J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉

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1、联电路和并联电路的特点（见下表）： 两个基本特点 三个重要性质 电压 电流 电阻 串联电路 U=U1+U2+U3+…… I=I1=I2=I3=…… R=R1+R2+R3+…… 并联电路 U=U1=U2=U3=…… I=I1+I2+I3+…… 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…… 1R?1R1?1R2 R=R1R2R1?R2 电压 功率 U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I 2IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U 22、记住结论：①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻；②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时，电路的总电阻增大，反之则减小。

3、电路简化原则和方法

①原则：a、无电流的支路除去；b、电势相等的各点合并；c、理想导线可任意长短；d、理想电流表电阻为零，理想电压表电阻为无穷大；e、电压稳定时电容器可认为断路

②方法：a、电流分支法：先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定），按电流流向，自左向右将各元件，结点，分支逐一画出，加工整理即可；b、等势点排列法：标出节点字母，判断出各结点电势的高低（电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压），将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。

4、滑动变阻器的几种连接方式

a、限流连接：如图，变阻器与负载元件串联，电路中总电压为U，此时负载Rx的电压调节范围红为

URxRx?Rp~U，其中Rp起分压作用，一般称为限流电阻，滑线变阻器的连

接称为限流连接。

b 、分压连接：如图，变阻器一部分与负载并联，当滑片滑动时，两部分电阻丝的长度发生变化，对应电阻也发生变化，根据串联电阻的分压原理，其中UAP=

RAPRAP?RPBU ，当

滑片P自A端向B端滑动时，负载上的电压范围为0~U，显然比限流时调节范围大，R起分压作用，滑动变阻器称为分压器，此连接方式为分压连接。

一般说来，当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时，做分压器使用好；反之做限流器使用好。

5、含电容器的电路：分析此问题的关键是找出稳定后，电容器两端的电压。

6、电路故障分析：电路不能正常工作，就是发生了故障，要求掌握断路、短路造成的故障分析。

路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始 电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况

1程序法:局部变化?R总?I总?先讨论电路中不变部分(如:r)?最后讨论变化部分 局部变化Ri2直观法:

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??R总??I总??U内??U露??再讨论其它

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①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压) ②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加； 与之串联支路电压U串减小（称串反并同法）

局部 R?Ii?????与之串、并联的电阻u??i?I并???U串?i

当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%， 路端电压跟负载的关系

(1)路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。 (2)路端电压跟负载的关系

当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。

E

定性分析：R↑→I(＝)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑

R＋r

E

R↓→I(＝)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓

R＋r

特例： ∞

外电路断路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。

E

外电路短路：R↓→I(＝r)↑→Ir(＝E)↑→U＝0。

0

0

0

U E U r＝0 U内＝I1r U＝I1R O I 图象描述：路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I图象如图所示。

直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对值表示电源的

内阻。

闭合电路中的功率

(1)闭合电路中的能量转化qE＝qU外＋qU内

在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率：EI＝U外I＋U内I ?EI＝I2R＋I2r

说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。

E2

(3)电源提供的电功率：又称之为电源的总功率。P＝EI＝

R＋rE2

R↑→P↓，R→∞时，P＝0。 R↓→P↑，R→0时，Pm＝r。 (4)外电路消耗的电功率：又称之为电源的输出功率。P＝U外I ERE

定性分析：I＝ U外＝E－Ir＝ R＋rR＋r

从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。

RE2E2

定量分析：P外＝U外I＝＝(当R＝r时,电源的输出功率为最大，P外max

(R＋r)2(R－r)2R＋4rU P 2R＝r E E4r E/2 R O 4 I 高中学习网QQ 3194287328

O Rr R 1 2

E/2r E/r 高中学习网微信号是 gaokaodang

E2＝4r)

图象表述：

从P－R图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明，R1、R2和r必须满足：r＝R1R2。

(5)内电路消耗的电功率：是指电源内电阻发热的功率。

rE2

P内＝U内I＝ R↑→P内↓，R↓→P内↑。

(R＋r)2P外R

(6)电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值。η＝P＝

R＋r

当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，η＝50%。

电学实验

---测电动势和内阻

(1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E (2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；

①单一组数据计算，误差较大

②应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值

③作图法处理数据，(u，I)值列表，在u--I图中描点，最后由u--I图线求出较精确的E和r。

(3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图

E?I1(RE?I2(R12?r)?r) E?I1I2(R1-R2) r?I1R1-I2R2(一个电流表和两个定值电阻)

I2-I1I2-I1E?u1?I1rE?u2?I2r E?I1u2-I2u1I1-I2 r?u2-u1I1-I2 (一个电流表及一个电压表和一个滑动

变阻器)

E?u1?E?u?u1RuR122rr E?u1u2(Ru2R11-R2)2-u1R r?(u1-u2)R1R12(一个电压表和两个定值电阻)

u2R-u1R22（二）测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法，如图 甲法中所测得ε和r都比真实值小，ε/r测=ε测/r真； 乙法中，ε测=ε真，且r测= r+rA。

（三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则ε=UAUB/（UA－U）。 电阻的测量

AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u--I图线求。怎样用

作图法处理数据

欧姆表测：测量原理

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)

由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小

使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位

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G R2 S2 R1 V R1 5 R2 S