九、電場
1.兩種電荷 -----（1）自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷. （2）電荷守恆定律:
2. ★庫侖定律
（1）內容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上.
（2）公式:
（3）適用條件:真空中的點電荷.
點電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時，這種帶電體就可以看成點電荷，但點電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少.
3.電場強度、電場線
（1）電場:帶電體周圍存在的一種物質，是電荷間相互作用的**.電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性.
（2）電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度.定義式:
e=f/q 方向:正電荷在該點受力方向.
（3）電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發到負電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫做電場線.電場線的性質:
①電場線是起始於正電荷（或無窮遠處），終止於負電荷（或無窮遠處）;②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡.
（4）勻強電場:在電場中，如果各點的場強的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強電場.勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.
（5）電場強度的疊加:電場強度是向量，當空間的電場是由幾個點電荷共同激發的時候，空間某點的電場強度等於每個點電荷單獨存在時所激發的電場在該點的場強的向量和.
4.電勢差u:電荷在電場中由一點a移動到另一點b時，電場力所做的功w ab 與電荷量q的比值wab/q叫做ab兩點間的電勢差.
公式:u ab =w ab /q 電勢差有正負:u ab =-u ba ，一般常取絕對值，寫成u.
5.電勢φ:電場中某點的電勢等於該點相對零電勢點的電勢差.
（1）電勢是個相對的量，某點的電勢與零電勢點的選取有關（通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢）.因此電勢有正、負，電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低.
（2）沿著電場線的方向，電勢越來越低.
6.電勢能:電荷在電場中某點的電勢能在數值上等於把電荷從這點移到電勢能為零處（電勢為零處）電場力所做的功 ε=qu
7.等勢面:電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面.
（1）等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功.
（2）等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.
（3）畫等勢面（線）時，一般相鄰兩等勢面（或線）間的電勢差相等.這樣，在等勢面（線）密處場強大，等勢面（線）疏處場強小.
9.靜電遮蔽:處於電場中的空腔導體或金屬網罩，其空腔部分的場強處處為零，即能把外電場遮住，使內部不受外電場的影響，這就是靜電遮蔽.
10. ★★★★帶電粒子在電場中的運動
（1）帶電粒子在電場中加速
帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等於帶電粒子動能的增量.
（2）帶電粒子在電場中的偏轉
帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場後，做類平拋運動.垂直於場強方向做勻速直線運動:vx =v0 ，
l=v0 t.平行於場強方向做初速為零的勻加速直線運動:
（4）帶電粒子在勻強電場與重力場的復合場中運動
由於帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效「重力」法.
12.電容 -----（1）定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值
（2）定義式:
［注意］電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量，由電容器本身的介質特性與幾何尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關。
（3）單位:法拉（f），1f=10 6 μf，1μf=10 6 pf.
（4）平行板電容器的電容:.在分析平行板電容器有關物理量變化情況時，往往需將結合在一起加以考慮，其中c=反映了電容器本身的屬性，是定義式，適用於各種電容器; ，表明了平行板電容器的電容決定於哪些因素，僅適用於平行板電容器;若電容器始終連線在電池上，兩極板的電壓不變.若電容器充電後，切斷與電池的連線，電容器的帶電荷量不變.
十、穩恆電流
1.電流---（1）定義:電荷的定向移動形成電流. （2）電流的方向:規定正電荷定向移動的方向為電流的方向.
在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點，在電源的內部電流由低電勢點流向高電勢點（由負極流向正極）.
2.電流強度: ------（1）定義:通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，i=q/t
（2）在國際單位制中電流的單位是安.1ma=10-3a，1μa=10-6a
（3）電流強度的定義式中，如果是正、負離子同時定向移動，q應為正負離子的電荷量和.
2.電阻--（1）定義:導體兩端的電壓與通過導體中的電流的比值叫導體的電阻. （2）定義式:r=u/i，單位:ω
（3）電阻是導體本身的屬性，跟導體兩端的電壓及通過電流無關.
3★★.電阻定律
（1）內容:在溫度不變時，導體的電阻r與它的長度l成正比，與它的橫截面積s成反比.
（2）公式:r=ρl/s. （3）適用條件:①粗細均勻的導線;②濃度均勻的電解液.
5.電功和電熱
（1）電功和電功率:
電流做功的實質是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能.因此電功w=qu=uit，這是計算電功普遍適用的公式.
單位時間內電流做的功叫電功率，p=w/t=ui，這是計算電功率普遍適用的公式.
（2）★焦耳定律:q=i 2 rt，式中q表示電流通過導體產生的熱量，單位是j.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.
（3）電功和電熱的關係
①純電阻電路消耗的電能全部轉化為熱能，電功和電熱是相等的.所以有w=q，uit=i 2 rt，u=ir（歐姆定律成立），②非純電阻電路消耗的電能一部分轉化為熱能，另一部分轉化為其他形式的能.所以有w>q，uit>i 2 rt，u>ir（歐姆定律不成立）.
★ 6.串並聯電路
電路串聯電路(p、u與r成正比) 併聯電路(p、i與r成反比)
電阻關係r串=r1+r2+r31/r並=1/r1+1/r2+1/r3+
電流關係i總=i1=i2=i3i並=i1+i2+i3+
電壓關係u總=u1+u2+u3u總=u1=u2=u3=
功率分配p總=p1+p2+p**總=p1+p2+p3+
7.電動勢 --（1）物理意義:反映電源把其他形式能轉化為電能本領大小的物理量.
例如一節乾電池的電動勢e=15v，物理意義是指:電路閉合後，電流通過電源，每通過1c的電荷，乾電池就把15j的化學能轉化為電能.
（2）大小:等於電路中通過1c電荷量時電源所提供的電能的數值，等於電源沒有接入電路時兩極間的電壓，在閉合電路中等於內外電路上電勢降落之和e=u 外 +u 內 .
★★ 8.閉合電路歐姆定律
（1）內容:閉合電路的電流強度跟電源的電動勢成正比，跟閉合電路總電阻成反比.
（2）表示式:i=e/（r+r）
（3）總電流i和路端電壓u隨外電阻r的變化規律
當r增大時，i變小，又據u=e-ir知，u變大.當r增大到∞時，i=0，u=e（斷路）.
當r減小時，i變大，又據u=e-ir知，u變小.當r減小到零時，i=e r ，u=0（短路）.
9.路端電壓隨電流變化關係影象
u 端 =e-ir.上式的函式影象是一條向下傾斜的直線.縱座標軸上的截距等於電動勢的大小;橫座標軸上的截距等於短路電流i短;圖線的斜率值等於電源內阻的大小.
10.閉合電路中的三個功率
（1）電源的總功率:就是電源提供的總功率，即電源將其他形式的能轉化為電能的功率，也叫電源消耗的功率 p 總 =ei.
（2）電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.對於純電阻電路，電源的輸出功率.
p 出 =i 2 r=[e/（r+r）] 2 r ，當r=r時，電源輸出功率最大，其最大輸出功率為pmax=e 2/ 4r
（3）電源內耗功率:內電路上消耗的電功率 p 內 =u 內 i=i 2 r
（4）電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比，即 η=p 出 /p總 =iu /ie =u /e .
1.磁場
（1）磁場:磁場是存在於磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質.永磁體和電流都能在空間產生磁場.
變化的電場也能產生磁場. （2）磁場的基本特點:磁場對處於其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用.
（1）在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強，這一系列曲線稱為磁感線.
（2）磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵n極出來，進入s極，在內部，由s極到n極，磁感線是閉合曲線;磁感線不相交.
（3）幾種典型磁場的磁感線的分布:
①直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導線越遠處磁場越弱.
②通電螺線管的磁場:兩端分別是n極和s極，管內可看作勻強磁場，管外是非勻強磁場.
③環形電流的磁場:兩側是n極和s極，離圓環中心越遠，磁場越弱.
④勻強磁場:磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同.勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線.
3.磁感應強度
（1）定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直於磁場方向的通電導線，受到的磁場力f跟電流i和導線長度l的乘積il的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度，定義式b=f/il.單位t，1t=1n/（a·m）.
（2）磁感應強度是向量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向.
（3）磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強度i的大小、導線的長短l的大小無關，與電流受到的力也無關，即使不放入載流導體，它的磁感應強度也照樣存在，因此不能說b與f成正比，或b與il成反比.
（4）磁感應強度b是向量，遵守向量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應強度的方向就是該處的磁場方向，並不是在該處的電流的受力方向.
4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點有三個:
（1）地磁場的n極在地球南極附近，s極在地球北極附近.
（2）地磁場b的水平分量（bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（by）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
（3）在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北.
5★.安培力
（1）安培力大小f=bil.式中f、b、i要兩兩垂直，l是有效長度.若載流導體是彎曲導線，且導線所在平面與磁感強度方向垂直，則l指彎曲導線中始端指向末端的直線長度.
（2）安培力的方向由左手定則判定.
（3）安培力做功與路徑有關，繞閉合迴路一周，安培力做的功可以為正，可以為負，也可以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零.
6. ★洛倫茲力
（1）洛倫茲力的大小f=qvb，條件:v⊥b.當v∥b時，f=0.
（2）洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直於v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.
（3）洛倫茲力與安培力的關係:洛倫茲力是安培力的微觀實質，安培力是洛倫茲力的巨集觀表現.所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.
（4）在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.
1. ★電磁感應現象:利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流.
（1）產生感應電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發生變化，即δφ≠0.（2）產生感應電動勢的條件:
無論迴路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發生變化，線路中就有感應電動勢.產生感應電動勢的那部分導體相當於電源.
（2）電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果迴路閉合，則有感應電流，迴路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流.
2.磁通量（1）定義:磁感應強度b與垂直磁場方向的面積s的乘積叫做穿過這個面的磁通量，定義式:
φ=bs.如果面積s與b不垂直，應以b乘以在垂直於磁場方向上的投影面積s′，即φ=bs′，國際單位:wb
求磁通量時應該是穿過某一面積的磁感線的淨條數.任何乙個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時，穿過該面的磁通量為正.反之，磁通量為負.
所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數和.
★★★★ 4.法拉第電磁感應定律
電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表示式 e=nδφ/δt
當導體做切割磁感線運動時，其感應電動勢的計算公式為e=blvsinθ.當b、l、v三者兩兩垂直時，感應電動勢e=blv.（1）兩個公式的選用方法e=nδφ/δt 計算的是在δt時間內的平均電動勢，只有當磁通量的變化率是恆定不變時，它算出的才是瞬時電動勢.
e=blvsinθ中的v若為瞬時速度，則算出的就是瞬時電動勢:若v為平均速度，算出的就是平均電動勢.（2）公式的變形
①當線圈垂直磁場方向放置，線圈的面積s保持不變，只是磁場的磁感強度均勻變化時，感應電動勢:e=nsδb/δt .
②如果磁感強度不變，而線圈面積均勻變化時，感應電動勢e=nbδs/δt .
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