1. 电场基础与电场能
矢量与标量判断:电场强度为矢量,电势差、电势能、电动势为标量。电场强度与电势:点电荷电场强度的分布(距离越近场强越大),等量异种点电荷的电场分布(连线中点场强、中垂线电势)。电场力做功与电势能:W=qEd(匀强电场),电场力做功与路径无关,仅与初末位置电势差有关。静电平衡与带电球面电场:金属球面带电后内部场强为零,外部电场随距离变化规律。
2. 电路与电表
电路规律:欧姆定律、闭合电路欧姆定律的应用,串并联电路等效电阻计算(T 型电路)。电路动态分析:滑动变阻器滑片移动对电流、电压、功率的影响,电源总功率与输出功率计算。电表改装:表头改装为电压表(串联分压电阻)的量程计算,量程与串联电阻的关系。特殊电路应用:金属丝测温探头(电阻随温度变化,电流与温度的非线性关系)。
3. 带电粒子在电场中的运动
加速与偏转:电子在匀强偏转电场中的类平抛运动(偏移距离、速度偏转角计算)。粒子在复合场中的运动:带电小球在电场 + 重力场中的圆周运动(最小速度、动能最大位置分析)。实际应用:电子束焊接(动能转化为内能)、太阳能电池 PN 结内建电场。
4. 实验探究
测量金属丝的电阻率:实验器材选择(电流表、滑动变阻器)、螺旋测微器读数、电阻定律应用(ρ=πRd²/(4L)),误差分析(电流表外接法的系统误差)。测定电容器的电容:利用 I-t 图像面积计算电荷量,电容定义式 C=Q/U 的应用,电阻对放电电流的影响。
5. 综合应用与创新
电场与力学综合:带电小球在复合场中的平衡与运动(受力分析、动能定理)。图像法与类比推理:电势对空间位置的变化率定义,电场强度与电势变化率的关系;电场与万有引力场的类比。新定义与创新应用:电流密度的理解,电子定向运动的平均阻力与电场力的平衡;太阳能电池电动势与内阻的推导(电场力做功与面积的关系)。
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