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高中物理考点.doc

高中物理考点

爱恋fiy
2012-01-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高中物理考点doc》,可适用于高中教育领域

江苏高考个考点知识浓缩本必修知识点质点参考系和坐标系Ⅰ在某些情况下可以不考虑物体的大小和形状。这时我们突出“物体具有质量”这一要素把它简化为一个有质量的点称为质点。要描述一个物体的运动首先要选定某个其他物体做参考观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化以及怎样变化。这种用来做参考的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系。路程和位移时间和时刻Ⅱ路程是物体运动轨迹的长度位移表示物体(质点)的位置变化。我们从初位置到末位置作一条有向线段用这条有向线段表示位移。.匀速直线运动速度和速率Ⅱ匀速直线运动的xt图象和vt图象匀速直线运动的xt图象一定是一条直线。随着时间的增大如果物体的位移越来越大或斜率为正则物体向正向运动速度为正否则物体做负向运动速度为负。匀速直线运动的vt图象是一条平行于t轴的直线匀速直线运动的速度大小和方向都不随时间变化。瞬时速度的大小叫做速率变速直线运动平均速度和瞬时速度Ⅰ如果在时间内物体的位移是它的速度就可以表示为()由()式求得的速度表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度称为平均速度。如果非常非常小就可以认为表示的是物体在时刻t的速度这个速度叫做瞬时速度。速度是表征运动物体位置变化快慢的物理量。速度随时间的变化规律(实验、探究)Ⅱ用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度对于匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度:纸带上连续个点间的距离除以其时间间隔等于打中间点的瞬时速度。可以用公式求加速度(为了减小误差可采用逐差法求)匀变速直线运动自由落体运动加速度Ⅱ加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值EMBEDEquation加速度是表征物体速度变化快慢的物理量。匀变速直线运动的规律vt=voatx=votatvtvo=ax=匀变速直线运动的vt图象匀变速直线运动的vt图象为一直线直线的斜率大小表示加速度的数值即a=k可从图象的倾斜程度可直接比较加速度的大小。自由落体运动物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。自由落体运动是初速度为加速度为g的匀加速直线运动。公式:Vt=gth=gt力的合成和分解力的平行四边形定则(实验、探究)Ⅱ物体与物体之间的相互作用称做力。施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。按力的性质分常见的力有重力、弹力、摩擦力。物体与物体之间存在四种基本相互作用:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。平行四边行定则:两个力合成时以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。力的分解是力的合成的逆运算。合力可以等于分力,也可以小于或大于分力重力形变和弹力胡克定律Ⅰ地面附近的一切物体都受到地球的引力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。G=mg(g=NKg)不考虑地球自转,地球表面物体的重力等于万有引力mg=G物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变。有些物体在形变后能够恢复原状这种形变叫做弹性形变。发生形变的物体由于要恢复原状对与它接触的物体产生力的作用这种力叫做弹力。弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比F=KX(在弹性限度内)静摩擦滑动摩擦摩擦力动摩擦因数Ⅰ两个相互接触而保持相对静止的物体当他们之间存在滑动趋势时在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力这种力叫静摩擦力。两个互相接触挤压且发生相对运动的物体在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力这个力叫做滑动摩擦力。产生摩擦力的条件()两物体相互接触()接触的物体必须相互挤压发生形变有弹力()两物体有相对运动或相对运动的趋势()两接触面不光滑一般说来,静摩擦力根据力的平衡条件来求解,滑动摩擦力根据F=求解共点力作用下物体的平衡Ⅰ如果一个物体受到N个共点力的作用而处于平衡状态那么这N个力的合力为零第N个力与其他(N)个力的合力大小相等、方向相反。牛顿运动定律及其应用Ⅱ一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态这就是牛顿第一定律。牛顿第一运动定律表明物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。量度物体惯性大小的物理量是它们的质量。质量越大惯性越大质量不变惯性不变。牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等方向相反作用在同一条直线上。作用力和反作用力性质一定相同,作用在两个不同的物体上而一对平衡力一定作用在同一个物体上,力的性质可以相同,也可以不同加速度与物体质量、物体受力关系(实验、探究)Ⅱ研究方法:控制变量法先保持质量m不变研究a与F之间的关系再保持F不变研究a与m之间的关系。数据分析上作aF图象和a图象结论:物体的加速度跟物体受到的作用力成正比跟物体的质量成反比。F合=ma必修知识点功和功率Ⅱ力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。功的定义式:注意:时但时力不做功时功与完成这些功所用时间的比值。平均功率:功率是表示物体做功快慢的物理量。力与速度方向一致时:P=Fv.重力势能Ⅱ物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。重力势能的值与所选取的参考平面有关。重力势能的变化与重力做功的关系:重力做多少功重力势能就减少多少,克服重力做多少功重力势能就增加多少重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量:。重力做功的特点:重力对物体所做的功只与物体的起始位置有关而跟物体的具体运动路径无关。.弹性势能Ⅰ弹力做功等于弹性势能减少:。.恒力做功与物体动能变化的关系(实验、探究)Ⅱ恒力功与位移成正比选择初速度为零实验中要得出的结论为W∝V.动能动能定理Ⅱ动能:物体由于运动而具有的能量。物体质量越大速度越大则物体的动能越大。动能定理:合力在某个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中动能的变化。表达式:或。.机械能守恒定律及其应用Ⅱ机械能:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称可表示为:E(机械能)=Ek(动能)Ep(势能)机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内动能与势能可以相互转化而总的机械能保持不变。式中是物体处于状态时的势能和动能是物体处于状态时的势能和动能。.验证机械能守恒定律(实验、探究)Ⅱ用电火花计时器(或电磁打点计时器)验证机械能守恒定律(A)实验目的:通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度。下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离比较V与gh相等或近似相等,则说明机械能守恒.能源和能量耗散Ⅰ能量守恒定律:能量既不会消灭也不会创生它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到另一个物体而在转化和转移的过程中能量的总量保持不变。能源是人类可以利用的能量是人类社会活动的物质基础。人类利用能源大致经历了三个时期即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。能量的耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用电池中的化学能转化为电能它又通过灯泡转化成内能和光能热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的耗散。能量耗散表明在能源的利用过程中即在能量的转化过程中能量在数量上并未减少但在可利用的品质上降低了从便于利用变成不利于利用的了。能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。.运动的合成与分解Ⅱ如果某物体同时参与几个运动那么这物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动那几个运动叫做这个实际运动的分运动。已知分运动情况求合运动情况叫运动的合成已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。运动合成与分解的运算法则:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。合运动和分运动的关系:()等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有相同的效果。()独立性:某方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。()等时性:合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等即各分运动总是同时开始同时结束的。曲线运动速度方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向曲线运动的条件:当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.抛体运动Ⅱ平抛运动:将物体以一定的水平速度抛出在不计空气阻力的情况下物体所做的运动。平抛运动的特点:()加速度a=g恒定方向竖直向下。所以平抛运动是匀变速运动。()运动轨迹是抛物线。平抛运动的处理方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。x=vty=gt斜抛运动处理方法类似于平抛运动即将斜抛运动分解成水平和竖直两个方向上的分运动来研究。特别提示:斜抛运动到最高点的过程可反过来看着平抛运动!.圆周运动线速度角速度向心加速度Ⅰ质点运动轨迹为一个圆即质点做圆周运动。线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值其方向在圆周的切线方向上。表达式:角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。表达式:其单位为弧度每秒。周期:匀速运动的物体运动一周所用的时间。频率:单位:赫兹(HZ)线速度、角速度、周期间的关系:。.匀速圆周运动向心力Ⅱ质点沿圆周运动如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等这种运动就叫做匀速圆周运动。注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化做匀速圆周运动的物体加速度方向指向圆心这个加速度叫向心加速度。大小:方向:指向圆心。向心加速度是描述匀速圆周运动中物体线速度变化快慢的物理量向心力即产生向心加速度的力。向心力的方向:指向圆心与线速度的方向垂直。向心力的大小:做匀速圆周运动所需的向心力的大小为向心力的作用:只改变速度的方向不改变速度的大小。向心力是效果力。在对物体进行受力分析时不能认为物体多受了个向心力。向心力是物体受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力.生活中的圆周运动Ⅰ火车要规定转弯速度汽车过拱形桥在凸形桥的最高点速度V≤航天器中的失重现象离心运动F<开普勒行星运动定律Ⅰ()所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上()对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积()所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等万有引力定律及其应用Ⅱ自然界中任何两个物体都是相互吸引的引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比跟它们距离的二次方成反比。表达式:地球表面附近,重力近似等于万有引力第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度Ⅰ人造地球卫星:卫星环绕速度v、角速度、周期T与半径的关系:由EMBEDEquation可得:r越大v越小r越大越小r越大T越大。第一宇宙速度(环绕速度):第二宇宙速度(脱离速度):第三宇宙速度(逃逸速度):。会求第一宇宙速度:卫星贴近地球表面飞行地球表面近似有则有、经典力学的局限性Ⅰ牛顿运动定律只适用于解决宏观、低速问题不适用于高速运动问题不适用于微观世界。选修知识点.电荷电荷守恒定律点电荷Ⅰ⑴自然界中只存在正、负两中电荷电荷在它的同围空间形成电场电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。基本电荷。⑵使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电。⑶电荷既不能创造也不能被消灭它只能从一个物体转移到另一个物体或从的体的这一部分转移到另一个部分这叫做电荷守恒定律。带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时这样的带电体就可以看做带电的点叫做点电荷。.库仑定律Ⅱ在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比跟它们间的距离的平方成反比作用力的方向在它们的连线上数学表达式为其中比例常数叫静电力常量。库仑定律的适用条件是(a)真空(b)点电荷。点电荷是物理中的理想模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时可以使用库仑定律否则不能使用。.静电场电场线Ⅰ为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向在电场中画出一系列曲线曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向曲线的疏密表示电场的弱度。电场线的特点:(a)始于正电荷(或无穷远)终止负电荷(或无穷远)(b)任意两条电场线都不相交。电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。.电场强度点电荷的电场Ⅱ⑴电场的最基本的性质之一是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电荷它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度定义式是场强是矢量规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。电场强度的大小方向是由电场本身决定的是客观存在的与放不放检验电荷以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关既不能认为与成正比也不能认为与成反比。点电荷场强的计算式要区别场强的定义式与点电荷场强的计算式前者适用于任何电场后者只适用于真空(或空气)中点电荷形成的电场。.电势能电势等势面Ⅰ电势能由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。电势能具有相对性通常取无穷远处或大地为电势能和零点。由于电势能具有相对性所以实际的应用意义并不大。而经常应用的是电势能的变化。电场力对电荷做功电荷的电势能减速少电荷克服电场力做功电荷的电势能增加电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值这常是判断电荷电势能如何变化的依据。电场力对电荷做功的计算公式:此公式适用于任何电场。电场力做功与路径无关由起始和终了位置的电势差决定。电势是描述电场的能的性质的物理量在电场中某位置放一个检验电荷若它具有的电势能为则比值叫做该位置的电势。电势也具有相对性通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势(对同一电场电势能及电势的零点选取是一致的)这样选取零电势点之后可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。电势相等的点组成的面叫等势面。等势面的特点:(a)等势面上各点的电势相等在等势面上移动电荷电场力不做功。(b)等势面一定跟电场线垂直而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。(c)规定:画等势面(或线)时相邻的两等势面(或线)间的电势差相等。这样在等势面(线)密处场强较大等势面(线)疏处场强小。.电势差Ⅱ电场中两点的电势之差叫电势差依教材要求电势差都取绝对值知道了电势差的绝对值要比较哪个点的电势高需根据电场力对电荷做功的正负判断或者是由这两点在电场线上的位置判断。.匀强电场中电势差和电场强度的关系Ⅰ场强方向处处相同场强大小处处相等的区域称为匀强电场匀强电场中的电场线是等距的平行线平行正对的两金属板带等量异种电荷后在两极之间除边缘外就是匀强电场。在匀强电场中电势差与场强之间的关系是公式中的是沿场强方向上的距离。在匀强电场中平行线段上的电势差与线段长度成正比.带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ()带电粒子在电场中的运动综合了静电场和力学的知识分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速是直线还是曲线)然后选用恰当的规律解题。()在对带电粒子进行受力分析时要注意两点:a要掌握电场力的特点。如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关还与带电粒子的电量和电性有关在匀强电场中带电粒子所受电场力处处是恒力在非匀强电场中同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。b是否考虑重力要依据具体情况而定:基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等除有要说明或明确的暗示以外一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等除有说明或明确的暗示以外一般都不能忽略重力。()、带电粒子的加速(含偏转过程中速度大小的变化)过程是其他形式的能和功能之间的转化过程。解决这类问题可以用动能定理也可以用能量守恒定律。如选用动能定理则要分清哪些力做功?做正功还是负功?是恒力功还是变力功?若电场力是变力则电场力的功必须表达成还要确定初态动能和末态动能(或初、末态间的动能增量)如选用能量守恒定律则要分清有哪些形式的能在变化?怎样变化(是增加还是减少)?能量守恒的表达形式有:a初态和末态的总能量(代数和)相等即b某种形式的能量减少一定等于其它形式能量的增加即c各种形式的能量的增量的代数和()、带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题。如果带电粒子以初速度v垂直于场强方向射入匀强电场不计重力电场力使带电粒子产生加速度作类平抛运动分析时仍采用力学中分析平抛运动的方法:把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动匀速直线运动:另一个是平行于场强方向上的分运动匀加速运动粒子的偏转角为。经一定加速电压(U)加速后的带电粒子垂直于场强方向射入确定的平行板偏转电场中粒子对入射方向的偏移它只跟加在偏转电极上的电压U有关。当偏转电压的大小极性发生变化时粒子的偏移也随之变化。如果偏转电压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间(T)则在粒子穿越电场的过程中仍可当作匀强电场处理。应注意的问题:、电场强度E和电势U仅仅由场本身决定与是否在场中放入电荷以及放入什么样的检验电荷无关。而电场力F和电势能两个量不仅与电场有关还与放入场中的检验电荷有关。所以E和U属于电场而和属于场和场中的电荷。、一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重合运动轨迹上的一点的切线方向表示速度方向电场线上一点的切线方向反映正电荷的受力方向。物体的受力方向和运动方向是有区别的。只有在电场线为直线的电场中且电荷由静止开始或初速度方向和电场方向一致并只受电场力作用下运动在这种特殊情况下粒子的运动轨迹才是沿电力线的。如图所示:.电容器电容Ⅰ()两个彼此绝缘而又互相靠近的导体就组成了一个电容器。()电容:表示电容器容纳电荷的本领。a定义式:即电容C等于Q与U的比值不能理解为电容C与Q成正比与U成反比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的与电容器是否带电及带电多少无关。b决定因素式:如平行板电容器(不要求应用此式计算)()对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况:a保持两板与电源相连则电容器两极板间的电压U不变b充电后断开电源则带电量Q不变()电容的定义式:(定义式)()C由电容器本身决定。对平行板电容器来说C取决于:(决定式)()电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况:第一种情况:若电容器充电后再将电源断开则表示电容器的电量Q为一定此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。第二种情况:若电容器始终和电源接通则表示电容器两极板的电压V为一定此时电容器的电量将随电容的变化而变化。.示波管Ⅰ扫描电压与信号电压的周期相同时在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。扫描电压图象(UXt图自己画一下).电流电动势Ⅰ()形成电流的条件:一是要有自由电荷二是导体内部存在电场即导体两端存在电压。()电流强度:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流强度:。()电动势:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。定义式为:。要注意理解:是由电源本身所决定的跟外电路的情况无关。的物理意义:电动势在数值上等于电路中通过库仑电量时电源所提供的电能或理解为在把库仑正电荷从负极(经电源内部)搬送到正极的过程中非静电力所做的功。eqoac(○,)注意区别电动势和电压的概念。电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量是反映非静电力做功的特性。电压是描述电能转化为其他形式的能的物理量是反映电场力做功的特性。.欧姆定律闭合电路欧姆定律Ⅱ、欧姆定律:通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比跟导体的电阻成反比即要注意:a:公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。b:适用范围:适用于金属导体和电解质的溶液不适用于气体。在电动机中导电的物质虽然也是金属但由于电动机转动时产生了电磁感应现象这时通过电动机的电流也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定。、闭合电路的欧姆定律:()意义:描述了包括电源在内的全电路中电流强度与电动势及电路总电阻之间的关系。()公式:常用表达式还有:。、路端电压U内电压U’随外电阻R变化的讨论:外电阻R总电流内电压路端电压增大减小减小增大(断路)OO等于减小增大增大减小(短路)(短路电流)闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定对一定的电源r视为不变因此的变化总是由外电路的电阻变化引起的。根据画出UR图像能清楚看出路端电压随外电阻变化的情形。还可将路端电压表达为以r为参量画出UI图像。这是一条直线纵坐标上的截距对应于电源电动势横坐标上的截距为电源短路时的短路电流直线的斜率大小等于电源的内电阻即。、在电源负载为纯电阻时电源的输出功率与外电路电阻的关系是:。由此式可以看出:当外电阻等于内电阻即R=r时电源的输出功率最大最大输出功率为电源输出功率与外电阻的关系可用PR图像表示。电源输出功率与电路总电流的关系是:。显然当时电源输出功率最大且最大输出功率为:。PI图像如图所示。选择路端电压为自变量电源输出功率与路端电压的关系是:显然当时。PU图像如图所示。综上所述恒定电源输出最大功率的三个等效条件是:()外电阻等于内电阻即。()路端电压等于电源电动势的一半即。()输出电流等于短路电流的一半即。除去最大输出功率外同一个输出功率值对应着两种负载的情况。一种情况是负载电阻大于内电阻另一种情况是负载电阻小于内电阻。显然负载电阻小于内电阻时电路中的能量主要消耗在内电阻上输出的能量小于内电阻上消耗的能量电源的电能利用效率低电源因发热容易烧坏实际应用中应该避免。同种电池的串联:n个相同的电池同向串联时设每个电池的电动势为内电阻为r则串联电池组的总电动势总内电阻这样闭合电路欧姆定律可表示为.电阻定律Ⅰ导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质定义式在温度不变时导体的电阻与其长度成正比与导体的长度成正比与导体的横截面S成反比跟导体的材料有关即由导体本身的因素决定决定式公式中L、S是导体的几何特征量(叫材料的电阻率反映了材料的导电性能。按电阻率的大小将材料分成导体和绝缘体。对于金属导体它们的电阻率一般都与温度有关温度升高对电阻率增大导体的电阻也随之增大电阻定律是在温度不变的条件下总结出的物理规律因此也只有在温度不变的条件下才能使用。将公式错误地认为R与U成正比或R与I成反比。对这一错误推论可以从两个方面来分析:第一电阻是导体的自身结构特性决定的与导体两端是否加电压加多大的电压导体中是否有电流通过有多大电流通过没有直接关系加在导体上的电压大通过的电流也大导体的温度会升高导体的电阻会有所变化但这只是间接影响而没有直接关系。第二伏安法测电阻是根据电阻的定义式用伏特表测出电阻两端的电压用安培表测出通过电阻的电流从而计算出电阻值这是测量电阻的一种方法。.决定导线电阻的因素(实验、探究)Ⅱ电阻的测量:()伏安法:伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律测量电路有安培表内接或外接两种接法如图甲、乙:两种接法都有系统误差测量值与真实值的关系为:当采用安培表内接电路(甲)时由于安培表内阻的分压作用电阻的测量值当采用安培表外接电路(乙)时由于伏特表的内阻有分流作用电阻的测量值可以看出:当和时电阻的测量值认为是真实值即系统误差可以忽略不计。所以为了确定实验电路一般有两种方法:一是比值法若时通常认为待测电阻的阻值较大安培表的分压作用可忽略应采用安培表内接电路若时通常认为待测电阻的阻值较小伏特表的分流作用可忽略应采用安培表外接电路。若时两种电路可任意选择这种情况下的电阻叫临界电阻待测电阻和比较:若>时则待测电阻阻值较大若<时则待测电阻的阻值较小。二是试接法:在、未知时若要确定实验电路可以采用试接法如图所示:如先采用安培表外接电路然后将接头P由a点改接到b点同时观察安培表与伏特表的变化情况。若安培表示数变化比较显著表明伏特表分流作用较大安培表分压作用较小待测电阻阻值较大应采用安培表内接电路。若伏特表示数变化比较显著表明安培表分压作用较大伏特表分流作用较小待测电阻阻值较小应采用安培表外接电路。()欧姆表:欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。a.欧姆表的三个基准点。如图虚线框内为欧姆表原理图。欧姆表的总电阻待测电阻为则可以看出随按双曲线规律变化因此欧姆表的刻度不均匀。当=时指针满偏停在刻度当时指针不动停在电阻刻度当时指针半偏停在刻度因此又叫欧姆表的中值电阻。如图所示。b.中值电阻的计算方法:当用档时EMBEDEquation即表盘中心的刻度值当用档时。c.欧姆表的刻度不均匀在“”附近刻度线太密在“”附近刻度线太稀在“”附近刻度线疏密道中所以为了减少读数误差可以通过换欧姆倍率档尽可能使指针停在中值电阻两次附近范围内。由于待测电阻虽未知但为定值故让指针偏转太小变到指在中值电阻两侧附近就得调至欧姆低倍率档。反之指针偏角由太大变到指在中值电阻两侧附近就得调至欧姆高倍率档。.电阻的串联与并联Ⅰ()串联电路及分压作用a:串联电路的基本特点:电路中各处的电流都相等电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。b:串联电路重要性质:总电阻等于各串联电阻之和即R总=RR…Rn串联电路中电压与电功率的分配规律:串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比即:c:给电流表串联一个分压电阻就可以扩大它的电压量程从而将电流表改装成一个伏特表。如果电流表的内阻为Rg允许通过的最大电流为Ig用这样的电流表测量的最大电压只能是IgRg如果给这个电流表串联一个分压电阻该电阻可由或计算其中为电压量程扩大的倍数。()并联电路及分流作用a:并联电路的基本特点:各并联支路的电压相等且等于并联支路的总电压并联电路的总电流等于各支路的电流之和。b:并联电路的重要性质:并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和即并联电路各支路的电流与电功率的分配规律:并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比即c:给电流表并联一个分流电阻就可以扩大它的电流量程从而将电流表改装成一个安培表。如果电流表的内阻是Rg允许通过的最大电流是Ig。用这样的电流表可以测量的最大电流显然只能是Ig。将电流表改装成安培表需要给电流表并联一个分流电阻该电阻可由计算其中为电流量程扩大的倍数。.测量电源的电动势和内电阻(实验、探究)Ⅱ用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻。如图所示电路用伏特表测出路端电压同时用安培表测出路端电压时流过电流的电流I改变电路中的可变电阻测出第二组数据根据闭合电路欧姆定律列方程组:解之求得上述通过两组实验数据求解电动势和内电阻的方法由于偶然误差的原因误差往往比较大为了减小偶然因素造成的偶然误差比较好的方法是通过调节变阻器的阻值测量组~组对应的U、I值并列成表格然后根据测得的数据在UI坐标系中标出各组数据的坐标点作一条直线使它通过尽可能多的坐标点而不在直线上的坐标点能均等分布在直线两侧如图所示:这条直线就是闭合电路的UI图像根据U是I的一次函数图像与纵轴的交点即电动势图像斜率。.电功电功率焦耳定律Ⅰ电功和电功率:电流做功的实质是电场力对电荷做功电场力对电荷做功电荷的电势能减少电势能转化为其他形式的能因此电功W=qU=UIt这是计算电功普遍适用的公式。单位时间内电流做的功叫电功率这是计算电功率普遍适用的公式。电热和焦耳定律:电流通过电阻时产生的热叫电热。Q=IRt这是普遍适用的电热的计算公式。电热和电功的区别:a:纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的例如电炉、电熨斗、白炽灯等。b:非纯电阻用电器:电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的发热是不可避免的热能损失例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。在纯电阻电路中电能全部转化为热能电功等于电热即W=UIt=IRt=是通用的没有区别。同理也无区别。在非纯电阻电路中电路消耗的电能即W=UIt分为两部分:一大部分转化为热能以外的其他形式的能(例如电流通过电动机电动机转动将电能转化为机械能)另一小部分不可避免地转化为电热Q=IRt。这里W=UIt不再等于Q=IRt而是W>Q应该是W=E其他Q电功只能用W=UIt电热只能用Q=IRt计算。.简单的逻辑电路Ⅰ与门、或门、非门三种基本逻辑电路:符号:真值表:.磁场磁感应强度磁感线磁通量Ⅰ()、磁场磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质。()磁场的基本特性磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。()磁现象的电本质磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动并通过磁场而相互作用。()最早揭示磁现象的电本质的假说和实验安培分子环流假说和罗兰实验。()、磁感应强度为了定量描述磁场的大小和方向引入磁感应强度的概念在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值叫通电导线所在处的磁感应强度。用公式表示是磁感应强度是矢量。它的方向就是小磁针N极在该点所受磁场力的方向。公式是定义式磁场中某点的磁感应强度与产生磁场的磁极或电流有关和该点在磁场中的位置有关。与该点是否存在通电导线无关。()、磁感线磁感线是为了形象描绘磁场中各点磁感应强度情况而假想出来的曲线在磁场中画出一组有方向的曲线。在这些曲线上每一点的切线方向都和该点的磁场方向相同这组曲线就叫磁感线。磁感线的特点是:磁感线上每点的切线方向都表示该点磁感应强度的方向。磁感线密的地方磁场强疏的地方磁场弱。在磁体外部磁感线由N极到S极在磁体内部磁感线从S极到N极形成闭合曲线。磁感线不能相交。对于条形、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线画法必须掌握。()、磁通量()和磁通密度(B)eqoac(○,)磁通量()穿过某一面积(S)的磁感线的条数。eqoac(○,)磁通密度垂直穿过单位面积的磁感线条数也即磁感应强度的大小。与B的关系=BScos(式中Scos(为面积S在中性面上投影的大小。eqoac(○,)公式=BScos(及其应用磁通量的定义式=BScos(是一个重要的公式。它不仅定义了的物理意义而且还表明改变磁通量有三种基本方法即改变B、S或(。在使用此公式时应注意以下几点:()公式的适用条件一般只适用于计算平面在匀强磁场中的磁通量。()(角的物理意义表示平面法线(n)方向与磁场(B)的夹角或平面(S)与磁场中性面(OO()的夹角(图)而不是平面(S)与磁场(B)的夹角(()。因为((=°所以磁通量公式还可表示为=BSsin(()是双向标量其正负表示与规定的正方向(如平面法线的方向)是相同还是相反当磁感线沿相反向穿过同一平面时磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数磁通量的代数和即=-.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ用安培定则判定通电直导线周围:右手握住导线让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。通电线圈周围磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.安培力安培力的方向Ⅰ磁场对电流的作用力叫做安培力。安培力的方向用左手定则判定:伸开左手使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入并使四指指向电流的方向这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。.匀强磁场中的安培力Ⅱ如图所示一根长为L的直导线处于磁感应强度为B的匀强磁场中且与B的夹角为(。当通以电流I时安培力的大小可以表示为F=BIlsin(式中(为B与I(或l)的夹角Bsin(为B垂直于I的分量。在B、I、L一定时F(sin(当(=°时安培力最大为:Fm=BIL当(=°或°时安培力为零:F=应用安培力公式应注意的问题第一、安培力的方向总是垂直B、I所决定的平面即一定垂直B和I但B与I不一定垂直(图)。第二、弯曲导线的有效长度L等于两端点连接直线的长度(如图所示)相应的电流方向沿L由始端流向末端。所以任何形状的闭合平面线圈通电后在匀强磁场受到的安培力的矢量和一定为零因为有效长度L=。公式的适用条件一般只运用于匀强磁场。.洛仑兹力洛仑兹力的方向Ⅰ磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。洛仑兹力的方向依照左手定则判定:伸开左手使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入并使四指指向正电荷运动的方向这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛仑兹力的方向。.洛仑兹力公式Ⅱf=Bqvsin(.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ在不计带电粒子(如电子、质子、(粒子等基本粒子)的重力的条件下带电粒子在匀强磁场有三种典型的运动它们决定于粒子的速度(v)方向与磁场的磁感应强度(B)方向的夹角(()。()当v与B平行即(=°或°时落仑兹力f=Bqvsin(=带电粒子以入射速度(v)作匀速直线运动其运动方程为:s=vt()当v与B垂直即(=°时带电粒子以入射速度(v)作匀速圆周运动四个基本公式:向心力公式:轨道半径公式:周期、频率和角频率公式:动能公式:T、f和(的两个特点第一、T、f的(的大小与轨道半径(R)和运行速率(V)无关而只与磁场的磁感应强度(B)和粒子的荷质比(qm)有关。第二、荷质比(qm)相同的带电粒子在同样的匀强磁场中T、f和(相同。()带电粒子的轨道圆心(O)、速度偏向角()、回旋角(()和弦切角(()。在分析和解答带电粒子作匀速圆周运动的问题时除了应熟悉上述基本规律之外还必须掌握确定轨道圆心的基本方法和计算、(和(的定量关系。如图所示在洛仑兹力作用下一个作匀速圆周运动的粒子不论沿顺时针方向还是逆时针方向从A点运动到B点均具有三个重要特点。第一、轨道圆心(O)总是位于A、B两点洛仑兹力(f)的交点上或AB弦的中垂线(OO()与任一个f的交点上。第二、粒子的速度偏向角()等于回旋角(()并等于AB弦与切线的夹角弦切角(()的倍即=(=(=(t。第三、相对的弦切角(()相等与相邻的弦切角((()互补即(((=°。.质谱仪回旋加速器Ⅰ质谱仪主要用于分析同位素,测定其质量,荷质比和含量比,如图所示为一种常用的质谱仪,由离子源O、加速电场U、速度选择器E、B和偏转磁场B组成。同位素荷质比和质量的测定:粒子通过加速电场,根据功能关系,有。粒子通过速度选择器,根据匀速运动的条件:。若测出粒子在偏转磁场的轨道直径为d,则,所以同位素的荷质比和质量分别为。回旋加速器Ⅰ回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子的装置回旋加速器的工作原理()磁场的作用:带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场时只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动其中周期和速率与半径无关使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后平行于电场方向进入电场中加速()电场的作用:回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场加速就是在这个区域完成的()交变电压:为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速使之能量不断提高要在狭缝处加一个与T=πmqB相同的交变电压D形金属扁盒的主要作用是起到静电屏蔽作用使得盒内空间的电场极弱这样就可以使运动的粒子只受洛伦兹力的作用做匀速圆周运动在加速区域中也有磁场但由于加速区间距离很小磁场对带电粒子的加速过程的影响很小因此可以忽略磁场的影响设D形盒的半径为R则粒子可能获得的最大动能由qvB=m得Ekm==可见:带电粒子获得的最大能量与D形盒半径有关由于受D形盒半径R的限制带电粒子在这种加速器中获得的能量也是有限的为了获得更大的能量人类又发明各种类型的新型加速器例:已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=TD形盒的半径为R=cm两盒间电压u=×V今将α粒子从近于间隙中心某处向D形盒内近似等于零的初速度垂直于半径的方向射入求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值解析:带电粒子在做圆周运动时其周期与速度和半径无关每一周期被加速两次每次加速获得能量为qu只要根据D形盒的半径得到粒子具有的最低(也是最大)能量即可求出加速次数进而可知经历了几个周期从而求总出总时间粒子在D形盒中运动的最大半径为R则R=mvmqBvm=RqBm则其最大动能为Ekm=粒子被加速的次数为n=Ekmqu=BqRmu则粒子在加速器内运行的总时间为t=n·=×s选修知识点.电磁感应现象Ⅰ只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化闭合回路中就会产生感应电流如果电路不闭合只会产生感应电动势。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应是年法拉第发现的。.感应电流的产生条件Ⅱ、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化因此研究磁通量的变化是关键由磁通量的广义公式中(是B与S的夹角)看磁通量的变化可由面积的变化引起可由磁感应强度B的变化引起可由B与S的夹角的变化引起也可由B、S、中的两个量的变化或三个量的同时变化引起。、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时可以产生感应电动势感应电流这是初中学过的其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时导体内就产生感应电动势穿过线圈的磁量发生变化时线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分或者线圈是闭合的就产生感应电流。从本质上讲上述两种说法是一致的所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。.法拉第电磁感应定律楞次定律Ⅱ①电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。当长L的导线以速度在匀强磁场B中垂直切割磁感线其两端间感应电动势的大小为。如图所示。设产生的感应电流强度为IMN间电动势为则MN受向左的安培力要保持MN以匀速向右运动所施外力当行进位移为S时外力功。为所用时间。而在时间内电流做功据能量转化关系则。∴M点电势高N点电势低。此公式使用条件是方向相互垂直如不垂直则向垂直方向作投影。电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比法拉第电磁感应定律。如上图中分析所用电路图在回路中面积变化而回路跌磁通变化量又知。∴如果回路是匝串联则。公式。注意:)该式普遍适用于求平均感应电动势。)只与穿过电路的磁通量的变化率有关,而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二:。要注意:)该式通常用于导体切割磁感线时,且导线与磁感线互相垂直(l(B)。)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式三:。注意:)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。)与电流的变化率成正比。公式中涉及到磁通量的变化量的计算,对的计算,一般遇到有两种情况:)回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强度发生变化,由,此时,此式中的叫磁感应强度的变化率,若是恒定的,即磁场变化是均匀的,那么产生的感应电动势是恒定电动势。)磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则,线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。严格区别磁通量,磁通量的变化量磁通量的变化率,磁通量,表示穿过研究平面的磁感线的条数,磁通量的变化量,表示磁通量变化的多少,磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,,大,不一定大大,也不一定大,它们的区别类似于力学中的v,的区别,另外I、也有类似的区别。公式一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同,对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况,如何求感应电动势?如图所示,一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度匀速转动,转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求AC产生的感应电动势,显然,AC各部分切割磁感线的速度不相等,,且AC上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC切割的速度可用其平均切割速度,即,故。当长为L的导线以其一端为轴在垂直匀强磁场B的平面内以角速度匀速转动时其两端感应电动势为。如图所示AO导线长L以O端为轴以角速度匀速转动一周所用时间描过面积(认为面积变化由增到)则磁通变化。在AO间产生的感应电动势且用右手定则制定A端电势高O端电势低。面积为S的纸圈共匝在匀强磁场B中以角速度匀速转坳其转轴与磁场方向垂直则当线圈平面与磁场方向平行时线圈两端有最大有感应电动势。如图所示设线框长为L宽为d以转到图示位置时边垂直磁场方向向纸外运动切割磁感线速度为(圆运动半径为宽边d的一半)产生感应电动势端电势高于端电势。边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动同理产生感应电动热势。端电势高于端电势。边边不切割不产生感应电动势.两端等电势则输出端M.N电动势为。如果线圈匝则M端电势高N端电势低。参照俯示图这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线所以有感应电动势最大值如从图示位置转过一个角度则圆运动线速度在垂直磁场方向的分量应为则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值即作最大值方向的投影(是线圈平面与磁场方向的夹角)。当线圈平面垂直磁场方向时线速度方向与磁场方向平行不切割磁感线感应电动势为零。总结:计算感应电动势公式:(是线圈平面与磁场方向的夹角)。注意:公式中字母的含义公式的适用条件及使用图景。区分感应电量与感应电流,回路中发生磁通变化时,由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流,在内迁移的电量(感应电量)为,仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与发生磁通量变化的时间无关。因此

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