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物理选修3-1 第一篇_高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)

物理选修3-1

一、电场

1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e＝1.60×10C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F-19

QQ12

（真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； 2

r

9

2

2

k:静电力常量k＝9.0×10N•m/C；Q1、Q2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E电荷的电量(C)｝

4.真空点（源）电荷形成的电场E 5.匀强电场的场强E

F

（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q：检验q

KQ

｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ r2

UAB

｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ d

6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB

EP减

/q＝Δ

q

8.电场力做功：WAB＝qUAB＝qEd＝ΔEP减｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔEP减 ：带电体由A到B时势能的减少量｝

9.电势能：EPA＝qφA ｛EPA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEP减＝EPA-EPB ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化WAB＝ΔEP减＝qUAB (电场力所做的功等于电势能的减少量)

12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝常见电容器

εS

（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）4πkd

mVt2

14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK增或qU＝

2

15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝垂直电场方向:匀速直线运动L＝V0t

U d

FqEqUat2

＝ 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝，a＝＝

mmm2

注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷

的总量平分；

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直； (3）常见电场的分布要求熟记；

(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；

(5)处于静电平衡导体是个等势体,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，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；

612

(6)电容单位换算：1F＝10μF＝10PF；

-19

(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10J；

(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面

带电粒子在匀强电场中的类平抛运动

一、模型原题

一质量为m，带电量为q的正粒子从两极板的中部以速度v0水平射入电压为U的竖直向下的匀强电场中，如图所示，已知极板长度为L，极板间距离为d。 1．初始条件：带电粒子有水平初速度v0

2．受力特点：带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力

U

+

m,q + + +

Uq

dm

3．运动特点：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动。

L

L

4．运动时间：若带电粒子与极板不碰撞，则运动时间为t；

v0

若带电粒子与极板碰撞，则运动时间可以从竖直方向求得二、模型特征 1．特征描述：侧移y

d1Uq2mt，故td 22dmUq

1UqL2

()

2dmv0

U

qy。电场力做多少正功，粒子动能增加多少，电势能减少多少。 d

2．能量特点：电场力做正功W

3．重要结论：速度偏向角的正切tan

vyv0



yUqLUqL

，位移偏向角的正切，即tan22

L2dmv0dmv0

tan2tan，即带电粒子垂直进入匀强电场，它离开电场时，就好象是从初速度方向的位移中点沿直

线射出来的。

电容器

（1）两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。 （2）电容：表示电容器容纳电荷的本领。

a 定义式：C(QQ

)，即电容C等于Q与U的比值，不能理解为电容C与Q成正比，与U成反

UU

比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。

b 决定因素式：如平行板电容器C

S

（不要求应用此式计算） 4kd

（3）对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况：

a 保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U不变 b 充电后断开电源，则带电量Q不变 （4）电容的定义式：C

Q

（定义式） U

（5）C由电容器本身决定。对平行板电容器来说C取决于：C

S

（决定式） 4Kd

（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况：

第一种情况：若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电量Q为一定，此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。

第二种情况：若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压V为一定，此时电容器的电量将随电容的变化而变化。

二、 恒定电流

q

｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝ tU

2.欧姆定律：I＝ ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝

R

L2

3.电阻、电阻定律：R＝ρ｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m)｝

SE

4.闭合电路欧姆定律：I＝或E＝Ir+ IR（纯电阻电路）；

r R

1.电流强度：I＝

E＝U内 +U外 ；E＝U外 + I r ；（普通适用）

｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝

5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝

2

6.焦耳定律：Q＝IRt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 7.纯电阻电路和非纯电阻电路

8.电源总动率P总＝IE；电源输出功率P出＝IU；电源效率η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝

9.电路的串/并联： 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

10.欧姆表测电阻：

11.伏安法测电阻

1、电压表和电流表的接法

物理选修3-1 第二篇_高中物理选修3-1知识点归纳

物理选修3-1

一、电场

1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e＝1.60×10C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：FK

QQ12r

2

-19

（真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)；

k:静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2；Q1、Q2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E电荷的电量(C)｝

4.真空点（源）电荷形成的电场E 5.匀强电场的场强E

UABdFq

（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q：检验

KQr

2

｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝

｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝

6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝Δ

EP减q

8.电场力做功：WAB＝qUAB＝qEd＝ΔEP减｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔEP减 ：带电体由A到B时势能的减少量｝

9.电势能：EPA＝qφA ｛EPA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEP减＝EPA-EPB ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化WAB＝ΔEP减＝qUAB (电场力所做的功等于电势能的减少量)

12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝常见电容器

14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK增或qU＝

mVt2

2

εS4πkd

（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）

15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝

垂直电场方向:匀速直线运动L＝V0t

平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝

at2

2

Ud

，a＝

Fm

＝

qEm

＝

qUm

注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；

(3）常见电场的分布要求熟记；

(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；

(5)处于静电平衡导体是个等势体,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，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； (6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；

(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10J；

(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面

-19

带电粒子在匀强电场中的类平抛运动

一、模型原题

一质量为m，带电量为q的正粒子从两极板的中部以速

度v0水平射入电压为U的竖直向下的匀强电场中，如图所示，已知极板长度为L，极板间距离为d。 1．初始条件：带电粒子有水平初速度v0

2．受力特点：带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力

Uqdm

U

+

+

+

+

m,q 3．运动特点：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动。

4．运动时间：若带电粒子与极板不碰撞，则运动时间为t

Lv0d2

；

L

若带电粒子与极板碰撞，则运动时间可以从竖直方向求得二、模型特征 1．特征描述：侧移y

1Uq

(L)

2



1Uq2dm

t，故td

2

mUq

2dmv0

2．能量特点：电场力做正功W

Ud

qy。电场力做多少正功，粒子动能增加多少，电势能减少多少。

3．重要结论：速度偏向角的正切tan

vyv0



UqLdmv0

2

，位移偏向角的正切tan

yL



UqL2dmv0

2

，即

tan2tan，即带电粒子垂直进入匀强电场，它离开电场时，就好象是从初速度方向的位移中点沿直

线射出来的。

电容器

（1）两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。 （2）电容：表示电容器容纳电荷的本领。

a 定义式：C

QQ()，即电容C等于Q与U的比值，不能理解为电容C与Q成正比，与U成反UU

比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。

b 决定因素式：如平行板电容器C

S

4kd

（不要求应用此式计算）

（3）对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况： a 保持两板与电源相连，则电容器两极板间的电压U不变 b 充电后断开电源，则带电量Q不变 （4）电容的定义式：C

QU

（定义式）

S

4Kd

（5）C由电容器本身决定。对平行板电容器来说C取决于：C（决定式）

（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况：

第一种情况：若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的电量Q为一定，此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。

第二种情况：若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压V为一定，此时电容器的电量将随电容的变化而变化。

二、 恒定电流

1.电流强度：I＝2.欧姆定律：I＝

qtU

｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝ ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝

LS

R

3.电阻、电阻定律：R＝ρ 4.闭合电路欧姆定律：I＝

｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝

E

r R

或E＝Ir+ IR（纯电阻电路）；

E＝U内 +U外 ；E＝U外 + I r ；（普通适用）

｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝

5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝

6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 7.纯电阻电路和非纯电阻电路

8.电源总动率P总＝IE；电源输出功率P出＝IU；电源效率η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝

9.电路的串/并联： 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

10.欧姆表测电阻：

11.伏安法测电阻

1、电压表和电流表的接法

物理选修3-1 第三篇_高中物理选修3-1所有的公式

回答人的补充 2009-11-07 16:35

电磁学常用公式

库仑定律：F=kQq/r²

电场强度：E=F/q

点电荷电场强度：E=kQ/r²

匀强电场：E=U/d

电势能：E₁ =qφ

电势差:U₁ ₂=φ₁-φ₂

静电力做功:W₁₂=qU₁₂

电容定义式:C=Q/U

电容:C=εS/4πkd

带电粒子在匀强电场中的运动

加速匀强电场:1/2*mv² =qU

v² =2qU/m

偏转匀强电场:

运动时间:t=x/v₀

垂直加速度:a=qU/md

垂直位移:y=1/2*at₂ =1/2*(qU/md)*(x/v₀)²

偏转角:θ=v⊥/v₀=qUx/md(v₀)²

微观电流：I=nesv

电源非静电力做功：W=εq

欧姆定律：I=U/R

串联电路

电流：I₁ =I₂ =I₃ = ……

电压：U =U₁ +U₂ +U₃ + ……

并联电路

电压：U₁=U₂=U₃= ……

电流：I =I₁+I₂+I₃+ ……

电阻串联：R =R₁+R₂+R₃+ ……

电阻并联：1/R =1/R₁+1/R₂+1/R₃+ ……

焦耳定律：Q=I² Rt

P=I² R

P=U² /R

电功率：W=UIt

电功:P=UI

电阻定律：R=ρl/S

全电路欧姆定律：ε=I(R+r)

ε=U外+U内

安培力：F=ILBsinθ

磁通量：Φ=BS

电磁感应

感应电动势：E=nΔΦ/Δt

导线切割磁感线：ΔS=lvΔt

E=Blv*sinθ

感生电动势：E=LΔI/Δt

高中物理电磁学公式总整理

电子电量为 库仑(Coul)，1Coul= 电子电量。

一、静电学

1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力

， ，

由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律 。

2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场

，

导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。

平行板间的电场

3.点电荷或均匀带电球体间之电位能 。本式以以无限远为零位面。

4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位 。

导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。

电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。

均匀电场内，相距d之两点电位差 。故平行板间的电位差 。

5.电容 ，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能， 。 a.球状导体的电容 ，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。

b.平行板电容 。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。

二、电路学

1.理想电池两端电位差固定为 。实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻r。实际电池在放电时，电池的输出电压 ，故输出之最大电流有限制，且输出电压之最大值等于电动势，发生在输出电流=0时。

实际电池在充电时，电池的输入电压 ，故输入电压必须大于电动势。

2.若一长度d的均匀导体两端电位差为 ，则其内部电场 。导线上没有电荷堆积，总带电量为零，故导线外部无电场。理想导线上无电位降，故内部电场等于0。

3.克希荷夫定律

a.节点定理：电路上任一点流入电流等于流出电流。

b.环路定理：电路上任意环路上总电位升等于总电位降。

三、静磁学

1.必欧-沙伐定律，描述长 的电线在 处所建立的磁场

， ，

磁场单位，MKS制为Tesla，CGS制为Gauss，1Tesla=10000Gauss，地表磁场约

为0.5Gauss，从南极指向北极。

由必欧-沙伐定律经过演算可推出安培定律

2.重要磁场公式

无限长直导线磁场 长 之螺线管内之磁场

半径a的线圈在轴上x处产生的磁场

，在圆心处(x=0)产生的磁场为

3.长 之载流导线所受的磁力为 ，当 与B垂直时

两平行载流导线单位长度所受之力 。电流方向相同时，导线相吸；电流方向相反时，导线相斥。

4.电动机(马达)内的线圈所受到的力矩 ， 。其中A为面积向量，大小为线圈面积，方向为线圈面的法向量，以电流方向搭配右手定则来决定。

5.带电质点在磁场中所受的磁力为 ，

a.若该质点初速与磁场B平行，则作等速度运动，轨迹为直线。

b.若该质点初速与磁场B垂直，则作等速率圆周运动，轨迹为圆。回转半径 ，周期 。

c.若该质点初速与磁场B夹角 ，该质点作螺线运动。与磁场平行的速度分量 大小与方向皆不改变，而与磁场平行的速度分量 大小不变但方向不停变化，呈等速率圆周运动。其中 ，回转半径 ，周期 ，与b.相同，螺距 。

速度选择器：让带电粒子通过磁场与电场垂直的空间，则其受力 ，当 时该粒子受力为零，作等速度运动。

质普仪的基本原理是利用速度选择器固定离子的速度，再将同素的离子打入均匀磁场中，量测其碰撞位置计算回转半径，求得离子质量。

6.磁场的高斯定律 ，即封闭曲面上的磁通量必为零，代表磁力线必封闭，无磁单极的存在。磁铁外的磁力线由N极出发，终于S极，磁铁内的磁力线由S极出发，终于N极。

四、感应电动势与电磁波

1.法拉地定律：感应电动势 。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。

感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。

2.长度 的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势 。若v、

B、 互相垂直，则

3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势 ，最大感应电动势 。

变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。

，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒 ，故

4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为

a.电场的高斯定律

b.法拉地定律

c.磁场的高斯定律【物理选修3-1】

d.安培定律

马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。

e.马克士威修正后的安培定律为

a.、b.、c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度 。

。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。

劳仑兹力 。

其实看这些公式 ，基本就没用 ，重在理解。

物理选修3-1 第四篇_高中物理选修3-1公式

选修3-1公式大全

第一章、电场

1、电荷先中和后均分：q2、库仑定律：Fk

9

15、平行板电容器的电容：CS

4kd

第二章、电路

1、电阻定律：Rl (l叫电阻率)

S2、串联电路电压的分配：与电阻成正比

U1RR1

1q1q2

(带正负号) 2

q1q2r

2

2

2

(不带正负号)

(k=9.0×10N〃m/C，r为点电荷球心间的距离)

3、电场强度定义式：EFq【物理选修3-1】

场强的方向：正检验电荷受力的方向. 4、点电荷的场强：EAk

Q

r (Q为场源电量)

A

25、电场力做功：WABqUAB (带正负号) 6、电场力做功与电势能变化的关系：W电EP7、电势差的定义式：UWABAB

q

(带正负号) 8、电势的定义式：A

WAP

q

(带正负号) (P代表零势点或无穷远处)

9、电势差与电势的关系：UABAB 10、匀强电场的电场强度与电势差的关系：EUd(d为沿场强方向的距离)

11、初速度为零的带电粒子在电场中加速：

v

2qU

m

12、带电粒子在电场中的偏转：

加速度——a

qU

md

偏转量——yqUl2

2mdv2

偏转角——tan

qUl

mdv

2

13、初速度为零的带电粒子在电场中加速并偏转：qU2l2U2l2

y 2md

2qU

14dU1

m

14、电容的定义：C

Q

U

单位：法拉 F U，U2R21RU 1R总

23、并联电路电流的分配：与电阻成反比

I1R2RI，I12

I干

2R1R1R24、串联电路的总电阻：R串R1R2 (nR)5、并联电路的总电阻：R并

R1R2

R(n

)1R26、I-U伏安特性曲线的斜率：ktan

R

7、部分电路欧姆定律：IUR

8、闭合电路欧姆定律：IERr

9、闭合电路的路端电压与输出电流的关系：UEIr

10、电源输出特性曲线：

电动势E：等于U轴上的截距

内阻r：直线的斜率rtan

I

短

1

11、多用电表：

若将电压表量程扩大n倍，需R串（n1）Rg 若将电流表量程扩大n倍，需R并

Rgn1

9、带电粒子在磁场中的圆周运动： 半径：rmv

qB

周期：T2m (与v 无关)【物理选修3-1】

qB10、速度选择器选出粒子的速度：vE

B11、磁流体发电机的电动势：EBvd

(d为极板间的距离)

本文来源：http://www.gbppp.com/ss/458878/

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