物理选修3-1学习笔记
选修3-1各种定义
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电荷量：单位：库伦（库），用 \(C\) 表示，数值有正负。常用变量名：\(Q,q\)
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元电荷：（不是单位电荷）质子或者电子带的电荷量是元电荷。\(e=1.60\times 10 ^ {-19} C\)
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库仑定律：设 \(q_1,q_2\) 为真空中两个点电荷分别所带的电荷量， \(r\) 为两者距离，则两者间的作用力为 \(F=k\cfrac{q_1q_2}{r^2}\)，可能是引力或斥力。\(k\) 为静电力常数，\(k=9.0\times 10 ^ 9 N\cdot m^2/C^2\)。
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电场强度：放入电场中某点的电荷所受的电场力 \(F\) 和它的电荷量 \(q\) 的比值。是矢量。简称场强。 \(E=\cfrac Fq\)
- 电荷量为 \(Q\) 的点电荷：\(E=\cfrac{kQ}{r^2}\)
- 匀强电场：\(E=\cfrac Ud\)
- 单位：\(N/C\) 或 \(V/m\)
- 方向：正电荷在该点受到的力的方向（指向电场负端）
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电场线：电场线上的某点方向是该点的电场强度方向。
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电势能：电荷在电场某点的势能。电场力对电荷做正功，电势能减小；反之增大。
- \(W_{AB} = qU_{AB} = q(\varphi_{A}-\varphi_{B})\)
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电势：对于电场中某一点 \(p\)，一个单位电荷从 \(p\) 移动到电势零点电场力做的功。
- \(\varphi=\cfrac{E_p}{q}\)
- 单位为伏特\((V)\)：\(V=J/C\)
- 不是矢量，是标量，没有方向，只有正负数值。
- 电势沿着电场线方向逐渐降低。
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电势差：\(A,B\) 两点间电势的差 \(U_{AB}=\varphi_{A}-\varphi_{B}=\cfrac{W_{AB}}{q}=-U_{BA}\)
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等势面：电场中电势相等的点构成的面。电荷在等势面上移动时电场力不做功。
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电容器：两个彼此绝缘又相距很近的导体。充电时将两个极板分别与电池的两极连接。放点时在两个极板之间连接导线和用电器。电容器所带的电荷量是任意一个极板所带的电荷量的绝对值。
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电容：电容器所带的电荷量 \(Q\) 与电容器两极板之间的电势差 \(U\) 的比值，叫做电容器的电容，用 \(C\) 表示。
- 定义式：\(C=\cfrac QU=\cfrac{\Delta Q}{\Delta U}\)
- 单位：法拉，\(F\)，\(1F=10^6\mu F=10^{12}pF\)，\(F=C/V\)
- 平行板电容器：板间为真空时，\(C=\cfrac{S}{4\pi kd}\)，板间不为真空时，\(C=\cfrac{\epsilon_r S}{4\pi kd}\)。\(k\) 为静电力常数，\(S\) 为板的面积，\(d\) 为板间距，\(\epsilon_r\) 表示电介质相对(真空)介电常数。
- 击穿电压：电容器工作时的最大电压
- 额定电压（即工作电压）：正常工作时的电压
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磁感应强度：\(B=\cfrac{F}{IL}\)，单位为特斯拉，简称特，符号是 \(T\)，\(1T=1\cfrac{N}{A\cdot m}\)，是矢量，某一个点的磁感应强度方向为小磁针在该点时北极所指方向/磁感线上各点的切线方向。
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磁感线
- \(\times\) 垂直纸面向下（里）
- \(\circ\) 垂直纸面向上（外）
- 方向：对于直导线：右手螺旋定则
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磁通量：在磁感应强度为 \(B\) 的匀强磁场中，有一个面积为 \(S\) 的平面，穿过这个平面的磁通量为 \(\phi\)。
- 如果磁场方向与平面垂直，则 \(\phi = BS\)
- 如果磁场方向与平面平行，则 \(\phi=0\)
- 如果磁场方向与平面夹角为 \(\theta\)，则 \(\phi=BS\sin\theta\)
- 单位：韦伯，符号是 \(Wb\)，\(1Wb=1T\cdot m^2\)
- 意义：穿过某一面积的磁感线条数
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安培力：通电导线在磁场中收到的力叫安培力。
- \(I\bot B\)：\(F_\max=BIL\)
- \(I\parallel B\)：\(F_\min=0\)
- \(I\) 与 \(B\) 夹角为 \(\theta\)：\(F=IB\sin\theta\)
- 方向判定：左手定则
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洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。\(f=qvB\sin\theta\)。方向判定：左手定则（四指指向方向为电荷运动方向）。负电荷和正电荷受力方向相反。
