第一部分:静电场的基本概念
1. 电荷的基本性质
- 自然界存在两种电荷:正电荷和负电荷。
- 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2. 库仑定律
- 表达式:$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$
- $k$为静电力常量,约为$9 \times 10^9 N \cdot m^2/C^2$
- 注意力的方向取决于电荷的正负性。
3. 电场强度
- 定义:单位正电荷在电场中所受的力。
- 公式:$E = \frac{F}{q_0}$
- 方向:与正电荷受力方向一致。
第二部分:电势与电势能
1. 电势
- 定义:单位正电荷在电场中某点所具有的电势能。
- 公式:$\phi = \frac{U}{q_0}$
2. 电势差
- 定义:两点之间的电势之差。
- 公式:$U_{AB} = \phi_A - \phi_B$
3. 等势面
- 定义:电势相等的点构成的面。
- 特点:电场线总是垂直于等势面。
第三部分:电容器
1. 平行板电容器
- 构造:两块平行金属板中间夹一层绝缘介质。
- 电容公式:$C = \frac{\varepsilon S}{4\pi kd}$
2. 电容器的充电与放电
- 充电过程:电容器储存电荷,两端电压逐渐增大。
- 放电过程:电容器释放电荷,电压逐渐减小。
3. 能量存储
- 电容器存储的能量:$W = \frac{1}{2} C U^2$
第四部分:电路基础
1. 欧姆定律
- 表达式:$I = \frac{U}{R}$
- 适用条件:金属导体在恒定温度下。
2. 电阻定律
- 公式:$R = \rho \frac{l}{S}$
- $\rho$为电阻率,与材料有关。
3. 串联与并联电路
- 串联总电阻:$R_{总} = R_1 + R_2 + ...$
- 并联总电阻:$\frac{1}{R_{总}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ...$
第五部分:电磁感应
1. 法拉第电磁感应定律
- 表达式:$\varepsilon = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$
- $N$为线圈匝数,$\Phi$为磁通量。
2. 楞次定律
- 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。
3. 动生电动势
- 产生原因:导体切割磁感线运动。
以上内容涵盖了高中物理选修3-1的主要知识点,希望对同学们的学习有所帮助!