2025年高中物理常用必背公式大全（全册）必修第三册（鲁科版）.docxVIP

高中物理公式（必修第三册）

第1章静电力与电场强度

1．静电的产生及其微观解释

(1)元电荷：e=1.60×10-19C，比荷：eme=1.76×10

(2)①若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分：eq\f(2q＋q,2)＝eq\f(3,2)q

②若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分：eq\f(2q-q,2)＝eq\f(1,2)q

2．库仑定律

(1)带电体的形状、大小等因素可忽略，可视为点电荷(理想模型)

(2)库仑定律：F＝keq\f(Q1Q2,r2)，式中k＝9.0×109N·m2/C2(适用于真空中的点电荷)

两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时必须考虑电荷在球上的实际分布。由于排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于r，此时Fkeq\f(Q2,r2)。(若吸引，则F＞keq\f(Q2,r2))

(3)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零。根据平衡条件可得，电荷间的关系为：

“三点共线”、“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”

3．电场与电场强度

E＝eq\f(F,q)(定义式)

4．点电荷的电场匀强电场

(1)静电力大小：F＝keq\f(Qq,r2)，电场强度：E＝eq\f(F,q)＝keq\f(Q,r2)；F=qE，E=Ud(匀强电场)

(2)场强叠加原理

①已知Q′＝Q，则P点的电场强度是E＝eq\r(E12＋E22)＝eq\f(\r(2)kQ,r2)

②一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。

(2)特殊方法求解电场强度

①对称法

b点处的电场强度为零，说明q与圆盘在b点处产生的电场强度大小相等、方向相反，即keq\f(q,R2)＝EQb，由于d点和b点相对于圆盘是对称的，因此圆盘在d点产生的电场强度的大小为EQd＝keq\f(q,R2)，点电荷q在d点产生的电场强度Eqd＝keq\f(q,?3R?2)，则d点处的合电场强度大小为E合＝keq\f(q,?3R?2)＋keq\f(q,R2)＝keq\f(10q,9R2)。(已知q0，a和b、b和c、c和d间的距离均为R)。

②补偿法

完整球壳在M点产生的电场的电场强度大小为keq\f(2q,?2R?2)＝eq\f(kq,2R2)，根据电场叠加原理，右半球壳在M点产生的电场的电场强度大小为eq\f(kq,2R2)－E，根据对称性可知，左半球壳在N点产生的电场的电场强度大小也为eq\f(kq,2R2)－E。(已知M点的电场强度大小为E，总电荷量为q，eq\x\to(OM)＝eq\x\to(ON)＝2R)。

③微元法

设想将圆环看成由n个相同的小段组成，当n相当大时，每一小段都可以看成一个点电荷，其所带电荷量Q′＝eq\f(Q,n)，由点电荷电场强度公式可求得每一小段带电体在P点产生的电场强度E＝eq\f(kQ,nr2)＝eq\f(kQ,n?R2＋L2?)，由对称性知，各小段带电体在P点的电场强度大小均为E，E垂直于中心轴的分量Ey相互抵消，而其轴向分量Ex之和即为带电圆环在P点的电场强度EP，EP＝nEx＝nkeq\f(Q,n?R2＋L2?)cosθ＝(已知均匀带电圆环所带电荷量为Q)

5．静电平衡：内部的电场强度处处为0，外电场E0和感应电荷产生的电场E′的关系为E0＝－E′

第2章电势能与电势差

1．静电力做功与电势能

(1)静电力做功：W＝W1′＋W2′＋…＋Wn′＝Eql1＋Eql2＋…＋Eqln＝Eqd

(2)电势能：WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp

2．电势φ＝eq\f(Ep,q)(计算时，Ep、q均需代入正负号)，电势沿着电场强度方向降低最快

3.电势差与电场强度的关系

(1)UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA；UAB＝eq\f(WAB,q)或WAB＝qUAB

1eV＝1.60×10－19J

(2)匀强电场中电场强度与电势差的关系E＝eq\f(UAB,d)

UAB＝Ed(d为A、B两点沿电场强度方向上的距离)

(3)等分法确定等势面和电场线

①“等分法”及其应用原理

结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝eq\f(φA＋φB,2)，如图甲所示。

结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且eq\x\to(AB)＝eq\x\to(CD)，则UAB＝UCD，如图乙所示。

(4)电场强度、电势、电势差及电势能之间的关系

①电场强度为零的地方电势不一定为零

②电势为零的地方电场强度不一定为零

③电势为零，电势能一定为零

(5)用能量观点解决带电体在