物理必修三网络培训课件

高中物理必修三网络培训课件第一章电场基础电荷与库仑定律电荷的基本性质库仑定律电荷是物质的基本属性之一具有两个重要特征库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的作用力,::守恒性在孤立系统中电荷的代数和保持不变:,量子化任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍×⁻⁹:e,e=

1.610¹C其中为静电力常量×⁹电荷间存在相互作用同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引k,k=

9.010N·m²/C²:,矢量叠加原理电场的概念与电场强度电场定义电场强度点电荷电场电场是存在于电荷周围的一种特殊物质它对电场强度定义为电场中某点的试探电荷所受点电荷在距离处产生的电场强度为,Q r:放入其中的电荷产生力的作用电场具有能电场力与其电荷量的比值:量、动量等物理属性是传递电磁相互作用的,媒介单位或电场强度是矢量方向与:N/C V/m,正电荷受力方向相同电场线与电势电场线性质电势概念等势面从正电荷出发终止电势描述电场的能量性电势相等的点构成的面称•,φ于负电荷质定义为电荷在该点的为等势面等势面的特点,:电势能与电荷量之比不相交、不闭合:与电场线处处垂直••疏密表示场强大小电荷沿等势面移动时••切线方向为电场方向电场力不做功•电势是标量单位为伏特,V电场线示意图第二章电场中的运动电场力做功与电势能010203电场力做功电势能变化电势差电场力做功只与初末位置有关与路径无关匀强电场力做正功电势能减少电场力做负功电势能两点间的电势差电压定义为,,;,:电场中增加电场力做功与电势能变化的关系::电场力做功可表示为其中为沿电场方向的位移分量:W=qUd带电粒子在电场中的运动匀强电场中的加速运动典型应用电子枪:带电粒子在匀强电场中受到恒定电场力产生匀加速直线运动设粒子质量为电荷量为加速电压为,m,q,U动力学分析电场力•:F=qE加速度•:a=qE/m运动学方程•:v²=2as能量守恒分析电场力做功等于动能增量:若初速度为零则,:电子枪利用电场加速电子束广泛应用于示波器、电视显像管等设备,例题电子质量×⁻电荷量×⁻⁹经过电压加速求末速m=

9.110³¹kg,e=

1.610¹C,U=1000V,度解×⁷:v=√2eU/m≈

1.8810m/s电容器及其应用12电容器结构电容定义电容器由两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成常见类型包括平行板电容器、电容器所带电荷量与两极板间电压的比值称为电容Q U:圆柱形电容器、球形电容器等导体称为极板中间填充介质,单位法拉常用单位还有微法、皮法:F,μF pF34平行板电容器串联与并联平行板电容器的电容公式串联₁₂::1/C=1/C+1/C+...并联₁₂:C=C+C+...串联时总电容减小并联时总电容增大,其中为极板面积为板间距离ᵣ为相对介电常数₀为真空介电常数S,d,ε,ε平行板电容器详解电场分布特点影响因素分析极板间为匀强电场电场线垂直于极板改变电容器参数时的变化规律•,:电场强度增大极板面积电容增大•:E=U/dS:边缘效应实际电场在边缘处不均匀减小板间距离电容增大•:d:电场能量密度₀•:w=½εE²插入介质电容增大ᵣ倍:ε保持电压不变随同步变化:Q C保持电荷不变与成反比:U C第三章恒定电流恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流本章将学习电流的微观本质、欧姆定律、电路的基本定律以及电功率等核心内容这些知识是理解电路工作原理的基础,电流的定义与欧姆定律电流强度电阻概念欧姆定律电流强度定义为单位时间内通过导体横截面导体对电流的阻碍作用称为电阻电阻大小导体中的电流与导体两端的电压成正比与导,的电荷量与材料、长度、横截面积和温度有关体的电阻成反比:::单位安培微观表达式其中为电阻率是材料的固有属性金属的这是部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律:A:ρ,:电阻率随温度升高而增大半导体则相反,其中为载流子数密度为载流子电荷量n,q,S为横截面积为定向移动速率,v其中为电源电动势为内阻E,r电路的基本定律基尔霍夫第一定律电流定律流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和数学表达KCL::这是电荷守恒定律在电路中的体现基尔霍夫第二定律电压定律沿任一闭合回路电动势代数和等于电压降代数和KVL:,:这是能量守恒定律在电路中的应用电路分析方法综合运用两个定律可以分析复杂电路,:确定各支路电流方向•列节点电流方程•列回路电压方程•联立求解•电功率与能量电功率计算电能与电功电功率是描述电流做功快慢的物理量定义为单位时间内电流所做的功电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程,::在纯电阻电路中电能全部转化为热能焦耳热对于纯电阻电路还可以表示为,:,:安全用电与节能单位瓦特常用单位还有千瓦:W,kW额定功率与实际功率额定功率用电器正常工作时的功率:实际功率用电器实际工作时的功率:实际功率由实际电压和电阻决定•电路图示例对比串联电路并联电路混联电路特点电流处处相等总电压等于各部分电压之和特点各支路电压相等总电流等于各支路电流之既有串联又有并联的电路分析时应先识别电路:,,:,总电阻等于各电阻之和一个用电器断路整个和总电阻倒数等于各电阻倒数之和各支路互结构再逐步简化最后运用欧姆定律和电路定律,,,,电路断路不影响求解第四章磁场基础磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质它对放入其中的磁体或电流产生力的作用,本章将系统学习磁场的基本性质、磁场对电流的作用以及电磁感应现象磁场的产生与磁感应强度磁场的定义磁场是存在于磁体、运动电荷或电流周围的一种特殊物质磁场的基本性质是对放入其中的磁体、电流或运动电荷产生磁场力的作用磁场与电场类似具有能量、动量等物理属性是传递磁相互作用的媒介,,磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量定义为通电导线垂直于磁场方向时单位长度单位电流所受安培力B,:单位特斯拉地磁场约为⁻⁵医用核磁共振仪可达数特斯拉:T,1T=1N/A·m10T,磁场方向判定磁场方向规定为小磁针极在该点受力方向或小磁针静止时极所指方向N,N直线电流安培定则右手螺旋定则:环形电流右手握住导线四指指向电流拇指指向轴线磁场方向:,,通电螺线管右手握管四指顺电流拇指指向极:,,N磁场对电流的作用安培力通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力当导线垂直于磁场方向时安培力最大,:当导线与磁场夹角为时θ:安培力方向使用左手定则判断:伸开左手使拇指与其余四指垂直•,让磁感线垂直穿过手心•四指指向电流方向•拇指所指即为安培力方向•受力分析应用磁场中电流的受力分析是电动机、电磁炮等装置的工作原理基础电动机原理线圈在磁场中转动时两边受到方向相反的安培力形成力矩使线圈持续转动通过换向器改变电流方向保持力矩方向不变,,,电磁感应基础电磁感应现象当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时导体中就会产生感应电流这种利用磁场产生电流的,现象称为电磁感应法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与穿过电路的磁通量变化率成正比:对于导体切割磁感线:其中为导体运动速度v楞次定律感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化这是能量守恒定律在电磁感应中的体现典型实验线圈在磁场中转动或磁铁插入线圈时都会产生感应电流发电机正是利用这一原理将机械能转化为,电能带电粒子在磁场中的运动洛伦兹力匀速圆周运动运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹带电粒子垂直射入匀强磁场时洛伦兹力,力提供向心力::当时洛伦兹力方向用左手v⊥B,F=qvB轨道半径定则判断四指指向正电荷运动方向:洛伦兹力的特点始终垂直于速度方向不做功•,周期只改变速度方向不改变速度大小:•,安培力是洛伦兹力的宏观表现•周期与速度无关只由粒子性质和磁场决,定第五章电磁振荡与电磁波电磁振荡和电磁波是电磁学理论的重要应用本章将学习振荡电路的工作原理、电磁波的产生与传播以及电磁波在现代通信技术中的广泛应用LC,振荡电路LC电容器充电电容器放电电容器储存电场能电场能最大时电流为零磁场能为零电场能转化为磁场能电流增大磁场能增加,,,,,能量转换电感器储能磁场能转化为电场能电流减小电容器反向充电周而复始电感器储存磁场能磁场能最大时电流最大电场能为零,,,,,,振荡周期实际应用电路的固有周期由电感和电容决定振荡电路是收音机调谐、信号发生器、无线通信等设备的核心部件通过调节或可以改变振荡频LC L C:LC,LC率实现选台等功能,频率:电磁波的产生与传播电磁波的本质传播特性电磁波是由变化的电场和磁场相互电磁波在真空中的传播速度等于光激发而形成的在空间传播的电磁振速,:荡电场和磁场相互垂直且都垂直,于传播方向电磁波满足波动方程其中为:c=λf,λ波长为频率,f通信应用电磁波可以传递信息是现代无线通信的基础通过调制技术将音频、视频等信,,号加载到高频载波上进行远距离传输电磁波谱及其应用电磁波谱分类按波长或频率从长到短电磁波谱包括,:无线电波用于通信广播:λ1mm,微波用于雷达、微波炉:1mm~1m,红外线用于遥感、热成像:

0.76μm~1mm,可见光人眼可见:400~760nm,紫外线用于消毒、医疗:10~400nm,射线用于透视检查X:

0.01~10nm,射线用于癌症治疗γ:λ

0.01nm,安全知识不同电磁波对人体影响不同可见光和红外线相对安全紫外线、射线和射线能量较高长时间暴露会损伤细胞日常生活中应注意,Xγ,:合理使用手机减少辐射•,电磁波谱图与应用电磁波谱涵盖了从长波无线电到高能射线的广阔范围每种电磁波都有其独特的性质和应用领域从日常通信到医疗诊断从遥感探测到工业加工电磁波技术γ,,,已经深入现代生活的方方面面典型例题与综合训练通过典型例题的分析和求解可以加深对物理概念和规律的理解提高解决实际问题的能,,力下面我们将通过两个经典例题系统复习必修三的核心知识点,1带电粒子在电场中的运动分析综合考查电场力、能量守恒、运动学知识2复杂电路的电流与电压计算运用欧姆定律和基尔霍夫定律分析电路例题带电粒子在匀强电场中的运动1:题目描述如图所示在水平向右的匀强电场中一个质量×⁻、电荷量×⁻⁶的带电小球从点以初速度₀水平向左抛出,,m=

2.010³kg q=+

1.010C,A v=

4.0m/s小球运动到最高点时速度方向恰好水平向右已知重力加速度求B,g=10m/s²,:匀强电场的电场强度大小

1.、两点间的电势差

2.A B从到的运动时间

3.A B关键公式回顾电场力•:F=qE例题电路中电流与电压的计算2:题目背景如图所示电路电源电动势内阻定值电阻₁₂₃开关闭合后求,E=12V,r=1Ω,R=2Ω,R=3Ω,R=6ΩS,:通过₁的电流₁

1.R I₂两端的电压₂

2.R U电源的输出功率

3.电路图解析计算过程

①求总电阻:₂₃₂₃₂₃×R=R R/R+R=36/9=2Ω总₁₂₃R=R+R+r=2+2+1=5Ω

②求总电流:总I=E/R=12/5=

2.4A

③求₁I:₁串联电路I=I=

2.4A

④求₂U:₂₃₂₃×U=IR=

2.42=

4.8V₂₂₃并联电路U=U=

4.8V

⑤求输出功率:出₁₂₃×P=I²R+R=

2.4²4=

23.04W课程总结与学习建议必修三核心知识点回顾电场电荷、库仑定律、电场强度、电势、电容器:恒定电流欧姆定律、基尔霍夫定律、电功率:磁场磁感应强度、安培力、洛伦兹力、电磁感应:电磁波振荡、电磁波产生传播、电磁波谱应用:LC学习物理的思维方法模型思维将复杂问题简化为理想模型:数学工具运用数学方法描述物理规律:实验探究通过实验验证理论、发现规律:联系实际将物理知识应用于实际问题:系统思考注重知识间的内在联系:课后练习建议拓展资源推荐每天完成一定量的习题巩固基础中国大学物理课程••MOOC重视错题整理和反思物理实验演示视频库••尝试一题多解拓展思维高考物理真题解析•,•参加小组讨论交流学习心得物理竞赛辅导资料•,•利用网络资源观看实验视频科普书籍《费曼物理学讲义》••:物理学不仅是一门学科更是一种认识世界的方式希望同学们在学习过程中不断探索、勇于质疑、善于思考在物理的世界里发现更多奥秘,,,!。