1、1选修 3-1 物理公式1库仑定律公式： （q 单位 C，r 单位是 m，F 单位是 N）21rkF静电力常量 k = 9.0109Nm2/C22电场强度（1）定义式：E 单位是：N/C 或 V/m；注意：电场强度 E 与 F、 q 无关q（2）点电荷电场：E= 2rkQ（3）匀强电场：E= dU3电势公式： （与试探电荷无关） 单位：伏特（V） 1V=1J/CqEp4电势差（1）公式： 电势差的单位：伏特 符号 V 1V=1 J/CBABU（2）电场力做功与电势差的关系： 或 （条件任何电场）BAqUWqWBA（3）电势差与电场强度的关系 E= 或 条件： 匀强电场，d 为匀强电dBEA场中
2、两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）电场强度与电势无直接关系。5电容（1）定义式： ，C 不由 Q、U 决定（2）电容单位：法拉 符号：F 1F=1 C/V 还有微法（ F）和皮法（pF）1 F=106F=10 12pF（3）决定式： （平行板电容器） ，式中 k 为静电力常量。 为介电常数，真空kdS4中 1，空气中通常也取 1，S 为板间正对面积，不可简单的理解为板的面积，d 为板间的距离。6带电粒子在电场中的运动2带电粒子在电场中运动受力仅有电场力（与初速度垂直且恒定） ，不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动。粒子在电场中的运动时间 t= 0vL加速度 a= =mEqdU竖直方向的偏转
3、距离：y= at2=1.2)(00dvqLd粒子离开电场时竖直方向的速度为v1=at= 0LmdUq速度为： v= 20201)(v粒子离开电场时的偏转角度 为：tan = .arctn20201 UdmvqLUdmvqL7电流：（1）定义式： tI注意：在电解液中通过某一横截面的电荷 q 应当是正、负离子电荷量的绝对值之和。（2）单位：安培（A）1A=1C/s；常用的有 mA、A。1mA=10 -3A；1A=10 -6A（3）电流的微观解释：设想一段导体，其横截面面积为 S，长度为 L，其中单位体积的自由电荷数为 n，每个自由电荷的电量为 q，自由电荷的定向移动速度为 v。那么，电荷移动形成
4、的电流 。qSvI8电阻：定义式：R= ，（2）单位：欧姆，简称欧，国际符号 。常用单位：k、M ，1 IUk=103 、1 M=10 6 。39电阻定律表达式：R= ，式中 为导体材料的电阻率，l 是导体的长度， S 是导体的横截面积。Sl10电功：（1）公式：W= qU =IUt=Pt在纯电阻电路，电功 = 电热：W=Q=I 2Rt= tRU在非电阻电路中：W=W 其 +Q（2）单位：电流单位用安培（A ），电压单位用伏（V ），时间单位用秒（ s），则电功的单位是焦耳（J）。还有千瓦时（kwh）也称“度”，1 kwh=3.610 6J11电功率（1）公式：P= =UItW在纯电阻电路，电
5、功率=热功率：P 电 =UI=P 热 =I2R= 。RU（2）单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。1W=1J/s。13焦耳定律（1）公式：Q=I 2Rt（电热）在纯电阻电路，Q=W= IUt= tRU2（2）电热功率：P 热 =I2R在纯电阻电路，P 热 = I2R =P 电 =UI =214串联电路：（1）电流：串联电路电流处处相同。I=I 1=I2=I3=In。（2）电压：串联电路的总电压等于各部分电压之和。U=U 1+U2+U3+Un。（3）电阻：串联电路的等效总电阻等于各电阻阻值之和。R=R 1+R2+R3+Rn。（4）电压分配关系：各电阻两端的电压跟
6、它们的阻值成正比。 IRURn21（5）功率分配关系：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比。4221IRPn15并联电路（1）电流：并联电路总电流等于各支路电流之和。I= I 1+I2+I3+In。（2）电压：并联电路中各支路电压相等。U=U 1=U2=U3=Un。（3）电阻：并联电路的等效总电阻的倒数等于各电阻阻值倒数之和。 nRR121（4）并联电路的电流分配关系：通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。I1R1=I2R2=InRn=U(5) 并联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比。P1R1=P2R2=PnRn=U216改装电流计为伏特表或电流表满偏电流 Ig、内阻
7、 Rg、满偏电压 Ug 的关系：U g=IgRg（1）改装电流计为伏特表：分压电阻 R= = -RggI若量程扩大至 U=nUg则 R=（n-1 ）R g（2）改装电流计为电流表分流电阻 R= gI若量程扩大至 I=nIg，则 R= 1nR17电动势：公式：E= 单位：伏特，。电源的电动势在数值上等于非静电力把 1C 的正电荷在qW电源内部从负极移送到正极所做的功。电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。18闭合电路欧姆定律（1）公式：I= 或 E=Ir+IR。E=U 内 +U 外rR（2）适用条件：闭合电路欧姆定律适用于外电路为纯电阻电路。5（3）I 短 = rE
8、19闭合电路的几种功率（1）电源的功率 P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称电源的总功率，计算式为：P=IE（普遍适用） ，P= =I2（R+r） （只适用于外电路为纯电阻的电路） 。rRE（2）电源内阻消耗功率 P 内 ：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式：P 内 =I2r。（3）电源的输出功率 P 出 ：外电路上消耗的功率，计算式为：P 出 =IU（普遍适用） ，P 出 =I2R= （只适用于外电路为纯电阻的电路） 。2）（ rRE（4）输出功率随电阻 R 的变化关系电源的输出功率 P 出 = IU = =2）（ rErR4)(2由上式可以看出：当 R=r 时，电源的输
9、出功率最大，P max= ，此时电源效率 =50%。rE42当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越大。当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小。当 P 出 P max 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻 R1 和 R2，且 R1R2=r2。20欧姆表的原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，它的原理，如图所示，G 是电流表(表头)，内电阻为 Rg，满偏电流为 Ig，电池的电动势为 E，内电阻为 r，电阻 R 是可变电阻，也叫调零电阻当红、黑表笔相接时(如图)，相当于被测电阻 Rx0，调节 R 中的阻值，使 E/(r+Rg+R)=Ig，则表头的指针到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏
10、处定为刻度的零点(r+R g+R)是欧姆表的内阻21磁感应强度定义：B= 单位：特斯拉（T）1T=1N/ （A m）=1Wb/m 2ILFB= S22磁通量（条件： ）单位韦伯BSB（Wb）1 Wb=1Tm6，即磁通量等于磁感应强度与面积在磁感应强度垂直方向上的射cosBS影的乘积。23安培力：F=BIL（ IL）或 F=BILsin24洛伦兹力（1）公式：F=qvB 或 F=qvBsin（2）带电粒子在匀强磁场中运动轨道半径公式：r= 运动周期公式：T=qBmvqBm225带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定（1）圆心的确定带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧，如何确定圆
11、心是解决问题的前提，也是解题的关键圆心一定在与速度方向垂直自线上在实际问题中，圆心位置的确定极为重要，通常有两个方法：如图 633(a)所示，图中 P 为入射点，M 为出射点，已知入射方向和出射方向时，可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心O如图 633(b)所示，图中 P 为入射点，M 为出射点，已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心 O（2）半径的计算一般利用几何知识解直角三角形（3）运动时间的确定如图 634 所示，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，不论沿顺时针方向还是逆时针方向，从 A 点运动到 B 点，粒子速度偏向角( )等于圆心角 (回旋角 )并等于 AB 弦与切线的夹角(弦切角 )的 2 倍即 a2=t 利用圆心角(回旋角 )与弦切角 的关系，或者利用四边7形内角和等于 3600 计算出圆心角 的大小，由公式 t=/360 0T 可求出粒子在磁场中的运动时间。（4）圆周运动中有关对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出，如图 635 所示
