物理选修3-1静电场
静电场公式
物理选修3-1 静电场公式及其用法一、库伦定律表达式： F= 【之间的相互作用】F=二、电场力的性质——电场强度（E）（1）定义式：E= 【适用于电场】（2）点电荷：E= 【适用于场强】（3）匀强电场：E= 【适用于电场】（4）电容器中的场强：E= 【电量Q不变，仅改变板间距离d，场强E不变】三、电场能的性质（1）静电力做功与电势能变化的关系：W AB =（2）电势能：Ep=（3）电势公式（电场中某点电势）：φ= 【定义式，正负号代入】（4）电势差公式：U AB= 【适用于全部电场】U= 【定义式，适用于任何电场，正负号的代入】AB= 【适用于匀强电场，d—沿电场方向的距离】UAB四、电场力做功（1）W AB = 【适用于匀强电场，d—沿电场方向的距离，正功、负功】（2）W AB = 【适用于任何电场】（3）W AB = 【适用于任何电场，正负号代入】（4）动能定理求解【适用于任何电场】五、电势差与电场强度的关系：E= 【只适用于电场】六、电容（1）定义式：C=_____=__________（2）平行板电容器的决定式：C=___ __平行板电容器应用的两种情况：①电容器始终与电源相连，_____________不变（填Q、U）②电容器充电后与电源断开，_____________不变（填Q、U）用到C=___ __ 、Q= 或U= 、E=【注意】：电量Q不变，仅改变板间距离d，场强E不变静电计指针张角由决定。
七、带电粒子在电场中的运动1．电场的加速【任何电场】:初速度为0时：由 求出： v=初速度不为0时：由 求出： v=【匀强电场】:2．电场的偏转○1加速度：a= 【板间距离为d ，电压为U 】 ○2运动时间：t= 【射出电场，板长为L 】○3粒子离开电场时平行电场方向的分速度 V y =○4粒子离开电场时的偏转距离y= ○5粒子离开电场时的速度偏角tan θ=3．带电粒子偏转后打在后面的屏幕上，求打到屏幕上距离中心线的距离y ’的表达式4．带电粒子先加速后偏转电子枪加速电压为U 1，加速后，电子垂直电场线飞入偏转电场，偏转电压为U 2. 极板长度为l 、板间距离为d. 极板右侧距离荧光屏L.请推导出:(1)电子在经过偏转电场的过程中偏转角正切tan θ的表达式.(2)电子打在荧光屏上的光班偏离荧光屏中心O 的距离Y 的表达式.。
物理选修3-1第一章静电场知识点总结
“静电场”是电学的基础知识，承前启 后，也是历年高考的重点之一.需要我们 在理解基本概念的基础上，掌握电荷守 恒定律、库仑定律、场强叠加、匀强电 场中电场强度与电势差的关系、带电粒 子在电场中的运动等有关规律.学会运用 电场线、等势面等几何方法形象地描述 电场的分布；熟练将运动学和力学的规 律应用到电场中，分析、解决带电粒子 在电场中的运动问题.
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到
B点时，电场力做了5×10－6J的功，则( CD )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它 们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动 到b的过程中(a、b相对o对称),下列说法正确的是
(C)
A.电子的电势能始终增多
B.电子的电势能始终减少
b
C.电子的电势能先减少后增加
+
D.电子的电势能先增加后减少
O
+
-a
4、一带电油滴在竖直方向的匀强电场中的运 动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空 气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变
【答案】 C
1.3电场强度 一、电场
1.电场是客观存在的特殊物质。
2.电场的基本性质是对放入其 中的电荷有力的作用(电场力)。
1.3电场强度 二、电场强度
E = F 场强的定义式，适用任何电场 q
Q E = K r2
场强的决定式，适用真空中点电荷
方向性 ：正试探电荷的受力方向
唯一性： 电场中某点的场强是确定的
人教版高中物理选修3-1第一章静电场的重要知识点及重要公式,有用我会采纳的!
人教版高中物理选修3-1第一章静电场的重要知识点及重要公式电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2) 点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。
2. 静电场(1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2) 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
3. 电荷守恒定律(1) 内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(2) 起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质：物体带电的实质是得失电子。
库仑定律1. 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2. 表达式：，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量。
3. 适用条件：真空中的点电荷。
电场强度、点电荷的场强1. 定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
2. 定义式：3. 点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：4. 方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5. 电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则。
、常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系1. 常见电容器(1) 组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
(2) 带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。
(3) 电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。
放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。
高中物理选修3-1笔记 电场
第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷（自然界只存在两种电荷）1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（丝玻正）2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（毛橡负）3.自由电子和离子金属中原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
（失正得负）4.作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式（本质都是自由电子的转移）1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时，导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引，使导体两端出现异种电荷，近端与带电体异号，远端与带电体同号，这种方式称为感应起电，这种现象称为静电感应。
验电器的原理：两片金箔带同种电荷，彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电荷，这种方式成为接触起电。
分配规律：A带-Q，B带+5Q，AB接触再分开，电荷相加在平分A=B=+2Q三、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。
在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
在一定情况下，带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子；一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量：电荷量又叫电量，它表示了电荷的多少，其单位是“库仑”，简称“库”，用符号C表示2.元电荷：最小电荷量（即科学实验发现的最小电荷量，最早由美国物理学家密里根测定），用e表示。
电荷量不能连续变化1）e=1.6×10-19C2）质子：所带电荷量与元电荷相同，符号与电子相反。
人教版高二物理选修3-1第一章1电荷及其守恒定律(共34张PPT)
1、一般情况下，为什么物体不带电？ 2、组成物质的原子的微观结构是怎么样的？
原子的构成
质子（正电）
原子核（正电）
中子（中性）
原子（中性）
电子（负电）
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一、起电的实质：
3、为什么摩擦能使物体带电？ 原子的构成
正离子
原子（中性）
负离子
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一、起电的实质：
4、摩擦起电有什么微观规律？
1.2起电的实质---接触带电
带同种电荷
带电物体7/19
电荷的转移
带电过程 带电实质 （宏观） （微观）
接触
转移
带电总量
不变
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使物体带电的方法：
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1.3感应起电
静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使 导体带电的现象，叫做静电感应。
1.1起电的实质---摩擦起电
电子 摩擦
玻璃棒
丝绸
橡胶棒
电子 摩擦
毛皮
带正电
带电方式
摩擦带电
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带负电
带电过程 （宏观）
摩擦
带负电
带电实质 （微观）
转移
带正电
带电总量
不变 8
验电器的作用：
判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少。
验电器的工作原理
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一、起电的实质：
（3）元电荷的数值
e=1.60217733X10-19C
计算中取e=1.60X10-19C
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4、什么是比荷？
3 比荷(荷质比） 测电子荷质比装置
• （1）定义： • 粒子的电荷量和质量之比。 • （2）电子的比荷： • 电子的电荷量e和电子的质量me。 • 电子的比荷为e/me=1.76X1011C/kg • 比荷也是一个常用的物理量 .
高中物理选修3-1_第一章静电场知识点总结
物理选修3-1 知识总结第一章 第1节 电荷及其守恒定律2．两种电荷：正电荷和负电荷．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
（类似于质点）2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外）（静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤）） 注意：1.定律成立条件：真空、点电荷3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷（带电体）周围存在着的一种物质。
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度 电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势 电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=． 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2． 带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=． （2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =． （3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =． 在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==． 离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度． 顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置． 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。
物理选修3-1
选修3-1第一章静电场电学的基础，主要内容与原来的教材相仿。
第1节电荷及其守恒定律P2中间：“人们没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷。
这表明……”怎见得没有第三种电荷？理性思维，或批判性思维P2最后一段，认为学生对原子结构已经有些初步了解（强相互作用）本书强调守恒的思想――追寻守恒量能量守恒的引入研究碰撞过程中的不变量（动量的引入）电荷守恒定律P5第3题3. 有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。
现要使B 球带的电荷量为83q，应该怎么办？ 物理学中一个常用的处理方法：利用情境的对称性。
也为P7“库仑的实验”做准备。
过程与方法第2节 库仑定律P6演示实验的下面：“这隐约使我们猜想……”猜想静电相互作用的形式是否与万有引力相似。
科学方法的教育。
P8上部221rq q k F“公式中各物理量的单位都已确定……”在国际单位制中，“库仑”是怎样确定的？P11第1题1．A 为带正电的小球，B 为原来不带电的导体。
试分析以下情况中A 、B 之间是吸引力还是排斥力。
（1）把B 放在A 附近；（2）把B 放在A 附近并将B 靠近A 的那端接地。
相似的问题：带电体为什么能够吸引纸屑？P11第3题，又一次用到对称性：3. 真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A 和B （均可看做点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F ，现用一个不带电的同样金属小球C 先与A 接触，再与B 接触，然后移开C ，此时A 、B 球间的静电力变为多大？……第3节 电场强度P12最下我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。
然而，人们会很自然地想到，如果把一个尺寸很小的电荷我用做试探电荷，它在电场中的某个位置受到的静电力是F 1，另一个同样的点电荷在同一位置受到的静电力一定也是F 1。
现在把两个这样的电荷一同放在这里，它们总的电荷量是2q 1，它们所受的合力很可能就是2F 1。
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自我小测
夯基达标
1.下列叙述中，产生电流的条件是()
A.有自由电子
B.导体两端存在电势差
C.任何物体两端存在电压
D.导体两端有恒定电压
1解析：要产生电流，需要有自由电荷，故A选项说法不准确，而且要有能驱使电荷做定向移动的作用力——电场力，即有电场，满足上述条件的是选项B.导体两端有恒定电压，可产生持续的恒定的电流，根据题意，可产生瞬时电流也符合，故不选D项.
答案：B
2.下列说法中正确的有()
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.电流的单位是安培
C.电流有方向，它是一个矢量
D.对于导体，只要其两端电势差为零，则电流就为零
2解析：导体中电荷定向移动形成电流，A选项错;电流有方向，但是它是标量，C选项错;对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能发生定向移动，故电流为零，D 选项正确.
答案：BD
3.对电流概念的正确理解是()
A.通过导体的横截面的电荷量越多，电流越大
B.导体的横截面越大，电流越大
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
D.导体中的自由电荷越多，电流越大
3解析：根据电流的定义I＝q/t可以判断只有C选项正确.
答案：C
4.下列关于电流的说法中，正确的是()
A.金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率
B.温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大
C.电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器
D.通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速
4解析：电流的传播速率等于光速，远远大于自由电子定向移动的速率，A选项错;温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，但是自由电子定向移动的速率并不一定加快，因碰撞更频繁受到的阻碍作用更大，电流有时反而减小，B选项错;电路接通后，电子定向移动的速率很小，电路中很快就有电流，是因为电流的传播速率等于光速，C选项错;通电的金属导体中，自由电子既参与热运动，也参与定向移动，故D选项正确.
答案：D
5.以下对导体中的电场理解正确的是()
A.导体内的电场在稳定时是和导线平行的
B.导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成
C.导体中电场始终随时间而变化
D.导体内的电场是一种动态的稳定
5解析：因电流沿着导线，说明导体内的电场稳定时和导线平行，A选项正确;导体内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷形成的电场叠加的合电场，B选项正确;导体内的电场是恒定电场，有电荷离开接着有另外的电荷补充，是动态的稳定，C项错，D项正确. 答案：ABD
6.下列说法中正确的是()
A.电流的方向就是电荷移动的方向
B.在某一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极
C.电流都是由电子的移动形成的
D.电子的运动速率越大，电流就越大
6解析：电流的方向是正电荷定向移动的方向，A选项错;在直流的外电路，电流的方向是从电源正极流向负极，B项正确;电流的形成是由自由电荷定向移动形成的，但自由电荷不止是电子，如电解液中的正负离子，C选项错;电流的大小与电子定向移动的速率有关，即使是定向移动速率大，电流也不一定大，因为还与单位体积的电荷数、导体的横截面积有关，D选项错.
答案：B
7.某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )
A.0
B.2ne /t
C.3ne /t
D.4ne/t 7解析：根据I ＝q /t 得t ne t
e ne e n I /422=⋅+⋅=
. 答案：D
8.关于电流的说法正确的是( )
A.根据I ＝q /t 可知，I 与q 成正比
B.如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C.电流是一个标量，其方向是没有意义的
D.在电路中电流的方向总是沿着高电势到低电势的方向
8解析：电流可以根据I ＝q /t 计算，但是电流与q 不成正比，与时间也不成反比，A 选项错;根据电流的定义可知B 选项正确;电流是标量，因为正、负电荷定向移动都可形成电流，所以规定好电流的方向以便于分析研究有关问题，电流的方向有意义，C 项错;在电路中电流的方向应该是沿着正电荷受力方向，也就是电场方向，是从高电势指向低电势，D 选项正确. 答案：BD
9.一根长为2m ，横截面积为1.6×10–3m 2的铜棒，两端电势差为5.0×10–2V ，铜棒的电阻为
2.19×10–5Ω，铜内自由电子密度为8.5×1029m –
3.求:
（1）通过铜棒的电流；
（2）铜棒内的电场强度；
（3）自由电子定向移动的速率.
9解析：（1）根据欧姆定律 A 102.72A 10
19.2109.5352
⨯=⨯⨯==--R U I . (2)据E ＝U /d 得
m /V 102.5m /V 2
100.522
--⨯=⨯=E . （3）根据I ＝nqSv 可得:
m/s 101.1m/s 106.1106.110105
.872.2/5319293---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==nqS I v .
答案：（1）2.72×103A (2)2.5×10–2V/m
（3）1.1×10–5 m/s
10. 右图是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，B 接高压电源的负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极A 上，排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附m mol 电子，每昼夜能排出n kg 烟气，计算高压电源的电流I .已知电子电荷量设为e ，阿伏加德罗常数为N A ，一昼夜时间为t .
11.来自质子源的质子（初速为0），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流.已知质子的电荷量为e ＝1.6×10–19C ，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中质子数分别为n 1和n 2，求n 1和n 2的比值.
因为m ，q ，E 为常量，所以L m
qEL v ∝=
2 拓展探究
12.李明同学学习本节后认为电路接通后自由电子从电源出发，以很大（可能接近光速）的定向移动速率，在金属导体中运动，很短时间到达用电器，所以不会看到开灯好长时间才见灯亮的现象，请利用下面有关资料探究李明说法的正确性.
横截面积S ＝1mm 2的铜导线，可允许通过的最大电流为1A ，铜在单位体积内自由电子数为
8.5×1028个/m 3.
参考答案
10解析：流过电源的电荷量Q 跟煤粉吸附的电荷量Q ′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q ′＝12Q ,因为Q ′＝mnN Ae ，Q ＝It 所以It e mnN A 2
1=,I ＝2mnN A e/t . 答案：2mnN A e/t
11解析：设每秒打到靶上的质子数为n ，则
151931025.610
6.1101/⨯=⨯⨯===--e I t e Q n . 在一段极短的质子流(Δl )中，质子的运动可以等效为匀速运动.根据电流的定义式，有 l
nev v l ne t Q I ∆=∆=∆∆=/ 因为I ，Δl ，e 为常量，所以，v
ev l I n 1∝∆=
设电场强度为E ，根据动能定理，有qEL mv =221 所以，在相距质子源L 和4L 处，质子的线密度之比为241221===L
L v v n n . 另解:任何位置I 相同，而在加速电场中，由动能定理得v 1∶v 2＝1∶2
再由I ＝nevS 得结论.
答案：6.25×1015 n 1∶n 2＝2∶1
12解析：由电流的微观表达式I ＝neSv 可知，自由电子定向移动的速率
m/s 10
106.1105.8161928--⨯⨯⨯⨯==neS I v ＝7.4×10－15m/s
可见v<<光速(c ＝3×108m/s),以这样的速度传播1m 长导线需用时h 8.3s 10
4.715=⨯=-t ,显然与实际不符.其实在恒定电场作用下，电路中的自由电子几乎同时定向移动，即整个电路几乎同时形成了电流.
答案：李明的说法不正确.。