國中物理電學筆記
2025-01-08 18:13:22 1 檢舉
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此心智圖為《國中物理電學筆記》，內容涵蓋電學的基本概念，包括電荷的定義、單位、基本電荷量，以及電子與質子的電荷特性。筆記詳細解釋了靜電力與庫侖定律，並探討電場的定義和電場線的特徵。此外，還介紹了電勢和電流的概念，並分析直流電與交流電的區別，為學習電學提供了全面的指引。
作者其他創作
大綱/內容
電學基礎概念
電荷 (Charge)
定義
電荷是物質的一種基本性質，當物體上有多餘的或缺失的電子時，物體就會帶電。這些電子的移動或分佈變化可以產生不同的電現象。物體可以帶正電或負電，這取決於它是否多於或少於電子。正電荷與負電荷之間的相互作用遵循吸引和排斥的規則。
電荷的單位
庫侖 (C)。1庫侖等於 6.242 × 10^18 個電子的電荷量。這個單位是國際單位制中用來衡量電荷的標準單位。
基本電荷量
每個電子的電荷量約為 1.6 × 10^-19 庫侖。這是物理學中所說的“基本電荷”，所有的電荷都是基本電荷的整數倍，無法單獨存在更小的電荷。
電子與質子的電荷
電子帶負電，電荷量為 -1.6 × 10^-19 C。質子帶正電，電荷量為 1.6 × 10^-19 C。這是原子結構中的基本粒子之一，帶正電的質子在原子核中發揮著核心作用。
靜電力 (Coulomb's Law)
定義
>靜電力是由帶電物體所產生的力，這些物體之間的作用力大小和方向取決於它們的電荷量以及它們之間的距離。根據庫侖定律，兩個點電荷之間的力與它們的電荷量成正比，與它們之間距離的平方成反比。
庫侖定律公式
F = k × (|q₁ × q₂| / r²)
應用
庫侖定律能夠幫助我們理解和預測靜電現象，例如兩個帶同種電荷的物體會相互排斥，而帶異性電荷的物體則會互相吸引。
電場 (Electric Field)
定義
電場是由帶電物體所產生的，能夠影響周圍空間中其他電荷的區域。可以理解為每個空間中的點都有一個電場強度，這個強度會影響進入該區域的電荷。
電場強度 (Electric Field Strength)
公式
E = F / q
電場強度的方向
電場的方向指示了正電荷在該電場中將會受到的力的方向，因此電場線總是從正電荷指向負電荷。
電場線 (Electric Field Lines)
定義
電場線是一個虛擬的工具，用來表示電場的方向和強度。在正電荷周圍，電場線會從該點指向四面八方，而在負電荷周圍，電場線則會指向該點。電場線越密集，表示電場越強；越疏散則表示電場越弱。
電場線的特徵
這些線條永遠不會交叉，這意味著每個點的電場方向只有一個。電場線從正電荷出發，指向負電荷，這是電場的基本方向規則。
電勢 (Electric Potential)
電勢能 (Electric Potential Energy)
定義
電勢能是帶電物體在電場中所擁有的能量，與物體的電荷量和相對於電場源的位置有關。當帶電物體在電場中移動時，它的電勢能會發生變化，這樣的變化可以用來做功。
公式
U = k × (q₁ × q₂ / r)
電勢 (Electric Potential)
定義
電勢是單位電荷在某一點所擁有的電勢能。這個量反映了帶電物體在電場中的位置能量，與該點的電場強度有關。
公式
V = U / q
電流 (Electric Current)
定義
電流是電荷在導體中有序移動的過程。這種移動通常由於外加電場的作用，使得電子在導體中流動。電流的大小反映了電荷的流動速率。
電流強度 (Current)
公式
I = q / t
直流電與交流電
直流電（DC）電流方向保持不變，電流強度穩定。交流電（AC）電流方向隨著時間變化，頻率通常為50 Hz或60 Hz。
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