高中物理常用概念、公式、定律.doc

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资源描述
一、力 物体的平衡1力的概念 (1)定义:力是物体对物体的作用 (2)力的基本特征 力的物质性:力不能脱离物体而独立存在 力的相互性:力的作用是相互的 力的矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向力的独立性:一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关 (3)力的分类 按力的性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等 按力的效果分:压力、支持力、动力、阻力、回复力、向心力等 按作用方式分:万有引力、电磁力等属于场力;弹力、摩擦力等属于接触力 按研究对象分:内力、外力 2重力(1) 产生原因:地球表面附近的物体地球的吸引而使物体受到的力(2) 方向:重力的方向竖直向下,而非垂直向下,并不严格指向地心(赤道、两极除外)(3) 大小:Gmg(4) 作用点:一个物体的各个部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中在一点,这一点叫做物体的重心物体的重心也可能在物体的外部 3弹力(1) 定义:发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力(2) 产生条件:直接接触、弹性形变(3) 方向:与物体形变的方向相反弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体(4) 大小:弹簧类在弹性限度内遵从胡克定律Fkx,非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解 4摩擦力 (1)定义:当一物体在另一物体表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到阻碍作用,叫做摩擦力可分为滑动摩擦力、静摩擦力两种 (2)产生条件: 接触面上是粗糙的; 接触面上要有挤压的力(压力); 接触面上的两物体要有相对运动或有相对运动的趋势 (3)滑动摩擦力及其特点 滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动的方向相反滑动摩擦力跟压力成正比,即F=FN (4)静摩擦力及其特点 静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反,其大小与相对运动趋势强弱有关,趋势越强摩擦力越大,但不超过最大静摩擦力最大静摩擦力是物体间恰好开始滑动时受的静摩擦力,用Fm表示因此静摩擦力随着运动趋势强弱变化而在0Fm之间变化,即0F静Fm.5合力和分力(1) 定义:几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果相同,这一个力为那几个力的合力,那几个力为这一个力的分力合力和它的分力是力的效果上的一种等效替代关系,而不是力的本质上的替代(2) 力的合成和分解法则力的合成和分解只是一种研究问题的方法,互为逆运算,遵循平行四边形定则6共点力的平衡 (1) 共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交一点的几个力(2) 平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态(3) 共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即F=0, 若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为二、直线运动1、 参考系:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。一般来讲,选为参考物的物体假设为不动,选择不同的参考物来描述同一个运动,结果不一定相同,但选择时要使运动的描述尽量的简单。2、 质点:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。3、 时间和时刻:时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。4、 位移和路程:位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是质点运动轨迹的长度,是标量。(st图象)5、 速度:用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。(1) 平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为v=s/t,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。(2) 瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。(3)vt图象6、 加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为a=v/t。加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同,大小由两个因素决定。7、匀变速直线运动定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动8、匀变速直线运动的基本规律:A 四个基本关系式:(1)速度公式vt=vO+at(2)位移公式S=vot+at2/2(3)速度与位移式vt2v02=2aS(4)平均速度公式v平均=s/t=(v0+vt)/2B几个常用的推论:(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量 S-S=S-S=SN+1-SN=aT2(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度,vt/2=(v0+vt)/2 (3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为 v中 =( v02+vt2)/21/2C 初速度为零的匀加速直线运动的比例式(1)每秒末的速度比:123n(2)前n秒内的位移比:149(3)每秒内的位移比:135()(4)每米内的时间比:19、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。自由落体运动规律为: vt=gt h=gt2/2 vt2=2gh10、竖直上抛运动:可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。竖直上抛运动规律为:vt=v0gt h= v0t gt2/2 vt2 v02=2gh还有两个重要推论A、 上升到最高点所用时间t=v0/g上升的最大高度h=v02/2g三、牛顿运动定律1牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2惯性:一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质3牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量戍反比,加速度的方向跟合外力的方向相同F=ma4牛顿第三定律::两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同直线上5动力学的两类基本问题: (1)已知力求运动:应用牛顿第二定律求加速度,如果再知道物体的初始条件,应用运动学公式就可以求出物体的运动情况一一任意时刻的位置和速度,以及运动轨迹 (2)已知运动求力:知道物体的运动情况,求出物体的加速度,应用牛顿第二定律,推断或者求出物体的受力情况6,超重和失重 (1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力(2)失重:物休有向下的加速度称物体处于失重 。处于失重的物体对支持面的压力(或对悬挂的拉力)小于物体的重力。当a=g时处于失重的物体对支持面的压力(或对悬挂的拉力)等于零,即物体处于完全失重7 牛顿运动定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子四、曲线运动 1. 物体做曲线运动的条件:运动物体速度方向与所受合外力方向不在同一直线上。2. 平抛运动:(1) 速度:水平方向 vxv0 竖直方向 vy=gt 速度大小 v= 速度方向与水平方向的夹角(2) 位移:水平方向sxv0t竖直方向sy=gt2/2位移的大小s位移方向与水平方向的夹角(3) 轨迹:选取坐标系,抛出点为坐标原点xv0t, y=gt2/2 得y 平抛物体运动轨迹是一条抛物线。(4) 匀速圆周运动:角速度 线速度 向心加速度 向心力 运转周期五、万有引力定律1. 万有引力定律2. (1)公式: (2)适用条件:仅适用于质点或均匀球体。2. 开普勒定律:(1)所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于所有椭圆的一个焦点上。(2)所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,即kR3/T2。3. 万有引力定律的应用:(1) 万有引力作为重力:,得重力加速度(2) 万有引力作为向心力:人造卫星和环绕速度(第一宇宙速度):地球同步卫星距地的高度:测定天体的质量五、动量 动量守恒定律1动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量即P=mv是矢量,方向与v的方向相同两个动量相同必须是大小相等,方向相同2冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量。即I=Ft,是矢量,方向由力的方向决定如果在作用时间内力的方向不变,冲量的方向就是力的方向3动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。或说明:(1) 上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向(2) 动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力系统内力的作用不改变整个系统的总动量(3) 用牛顿第二定律和运动学公式能解的恒力作用下的匀变速直线运动的问题,凡不涉及加速度和位移的,用动量定理也能求解,且较为简便(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值 (5)根据F=ma得,即这是牛顿第二定律的另一种表达形式:作用力F等于物体动量的变化率4动量守恒定律: 一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变常用的三种表达式: (1) (2) (3) 5动量守恒定律成立的条件:(1) 系统不受外力或系统所受外力的合力为零(2) 系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力小得多,可以忽略不计 (3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变 6碰撞:(1) 碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理碰撞问题按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上有正碰和斜碰之分,中学物理只研究正碰的情况(2)一般的碰撞过程中,系统的总动能要有所减少若总动能的损失很小,可以略去不计,这种碰撞叫做弹性碰撞若两物体碰后粘合在一起,这种碰撞动能损失最多,叫做完全非弹性碰撞一般情况下系统动能都不会增加,这也常是判断一些结论是否成立的依据 7反冲现象:指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的六、机械能1功 (1).功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移(2).功的公式: WFscos 公式中是物体受到的力的方向和物体位移方向的夹角。公式中的F必须是恒力;位移S,应该是力F作用点的位移。(3). 功是标量,功又是相对的,在计算功时,通常选取地球或相对地球静止或做匀速直线运动的物体做为参照物。功有正负之分,当090时 力做正功;当90180时 力做负功;当90时力不做功。2功率:物体所做的功与完成这些功所用时间的比值,叫功率,功率是表示物体做功快慢的物理量 P=W/t (1)如果功率是变化的此公式计算出的是平均功率(2)功率第二计算公式: PFVcos此公式中V为平均速度,则求出的是平均功率若V为某时刻的瞬时速度,则P表示该时刻的瞬时功率(3)功率一定时,力与物体的运动速度成反比。速度一定时,物体的功率与速度 成正比。力一定时,物体的功率与所受作用力成正比。3动能定理(1)动能 物体由于运动而具有的能叫动能,公式正是Ek=mv2/2,单位:J,动能是标量(2)动能定理:W=Ek2-Ek1=mv22/2-mv12/2,即外力对物体所做总功等于物体动能的变化量,(3)动能定理物理意义:动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化,变化的大小由做功的多少来量度4机械能守恒定律 功和能(1)重力做功的特点:由于重力的方向始终竖直向下,因而在物体运动的过程中,重力的功只取决于初、末位置间的高度差,与物体运动的路径无关,即 (2)重力势能定义:受重力作用的物体,具有的与它相对地球的位置有关的能量叫重力势能重力势能大小的公式 Ep=mgh(3)机械能守恒定律:在只有重力(或弹力)做功的条件下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能相互转化,但机械能总量保持不变 Ep2+Ek2= Ep1+Ek1(4)功和能的关系:做功过程就是能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,所以功是能量转化的量度。 功能原理:除重力(或弹力)外,其他外力和内力所做功的代数和等于系统机械能的增量。七、机械振动和机械波1简谐运动定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。表达式为:F= -kx(1)位移必须是指偏离平衡位置的位移。(2)回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力2描述简谐运动的物理量 振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的运动范围,用振幅A来描述;在时间上用周期T来描述完成一次全振动所须的时间。3单摆(1)单摆振动的回复力是重力的切向分力。(2)当单摆的摆角很小时(小于5)时,单摆的周期T=2(l/g)1/2,与摆球质量m、振幅A都无关。其中l为摆长,等于从悬点到摆球质心的距离,要区分摆长和摆线长。3. 受迫振动与共振。(1).受迫振动。物体在周期性外力(既驱动力)作用下的振动叫受迫振动。(2)物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。(3)物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定:两者越接近,受迫振动的振幅越大,两者相差越大受迫振动的振幅越小(4)共振。当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。4机械波分类。机械波可分为横波和纵波两种:质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波;质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波。5机械波的传播 在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的,波速、波长、频率间满足公式:v=f。需要注意的是:介质质点的运动是简谐运动,是变加速的,介质质点并不随波迁移;波转播的是振动形式、能量和信息。 6振动图象和波的图象区分(1)物理意义不同:振动图象表示同一质点在不同时刻的位移;波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。 (2)图象的横坐标的单位不同:振动图象的横坐标表示时间;波的图象的横坐标表示距离。(3)从振动图象上可以读出振幅和周期;从波的图象上可以读出振幅和波长。7.机械波的反射、折射、干涉、衍射(1)一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。(2)干涉、衍射是波特有的性质,产生干涉的必要条件是:两列波源的频率必须相同;产生明显衍射现象的条件:障碍物或小孔尺寸小于波长或相差不多。8多普勒效应(1) 它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象(2)正确区别波源的频率与观察者接受到的频率,观察者接受到的频率与波源和观察者之间的相对运动有关八、分子动理论、物体的内能1分子运动论(1)物质由大量分子组成。(2)分子在不停地做无规则的热运动。布朗运动是证实分子永无停息地做无规则运动的重要实验事实之一,布朗运动并不是分子运动,只是间接地反映了液体内部分子的无规则运动。(3)分子间同时存在相互作用的引力和排斥力。2物体的内能(1)分子的平均动能 物体内所有分子动能的平均值。称为分子的平均动能。一个物体的温度越高,分子运动就越剧烈。物体内部分子的平均动能就越大,物体温度的升到或降低。标志着物体内部的分子热运动的平均动能增加或减少了,因此,我们说:“温度是物体分子平均动能的标志”。(2)物体内所有分子动能和势能的总和叫做物体的内能,它是由物体的温度、体积和物质的量所决定的。3热力学第一定律、能的转化守恒定律(1)热力学第一定律表达式 U=Q+W 意义物体的内能改变是做功和热传递的结果。(2)能的转化守恒定律 能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体或从一种形式转变为另一种形式,能的总量保持不变化。4热力学第二定律(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化,即所有的热现象都具有方向性。(2)不可能由单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其他的变化。即第二类永动机是不可能制成的。九、电场:1电荷:(1)种类(2)相互作用特点 同种电荷相斥,异种电荷相吸(3)库仑定律计算点电荷间相互作用力的大小 F = k(4)元电荷 e = 1.6010-19C(5)电荷守恒定律 电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转到另一部分2电场力的性质(1)电场强度 E =矢量,单位:N/C(2)真空中点电荷场强公式 E = k(3)电场力 F=qE(4)真空中两点电荷间电场力 F = k(5)电场线 是这样一些曲线,它上面每一点的切线方向都跟这点的电场强度方向一致3电场能的性质(1)电势 A=标量,单位:V(2)电势差 AB =(3)等势面 面上各点电势均相等(4)电势能 =qA(5)电场力做的功与路程无关,即W=qUAB(6)匀强电场电势差与电场强度的关系 U=Ed,E=4.电场的作用(1)对电荷(带电粒子) 直线加速,偏转,平衡(2)对金属导体 静电感应;静电平衡5.电容器电容(1)电容 C= 单位:F,1F=10-6F 1pF=10-12F(2)电容器的电容完全由容器自身的构成所决定(3)平行板电容器与两板间距、板间介质、两板正对面积有关C=(4)常见电容器 可变电容器、固定电容器(聚笨乙烯、陶瓷、电解质)十 、恒定电流1部分电路欧姆定律(1)部分电路欧姆定律的内容导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比(2)会应用欧姆定律分析和解决问题欧姆定律是解决电路问题的基础用部分电路欧姆定律解决问题时,要注意三个量之间的对应关系,这三个量一定属于同一段纯电阻电路,且这段电路中一定不含有电动势(3)伏安特性曲线:它表示的意义是一个确定的导体中的电流强度随电压而变化的函数关系。(4)知道欧姆定律的适用范围欧姆定律是在金属导电的实验基础上总结出来的,对于电解液导电也适用,但对于气体导电和半导体导电就不适用了2。电阻定律导体的电阻是由它本身的性质决定的电阻定律的内容是:在温度一定时,金属导体的电阻跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比,用公式表示为: 式中叫做导体的电阻率,由导体的材料决定3。电功、电热、电功率(1)要明白各概念之间区别与联系(2)在纯电阻电路中,电流做功全部转化为内能(热),因此,电功等于电热,即在非纯电阻电路中,电流做功除一部分转化为内能(热)以外,还要转化为其它形式的能,电功要大于电热,即(3)额定电压与实际电压、额定功率与实际功率4。闭合电路欧姆定律闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比,跟内、外电路中的电阻之和成反比。公式或(1)路端电压随外电阻变化而变化当外电路接通时,路端电压等于电源电动势减去内电压。即:通常认为电动势是不变的,根据可以得出当外电路电阻(R)改变时,总电流强度(I),内电路电压(U内)和路端电压(U外)都要随之改变。其变化情况如下表:外电阻变化(R)电流强度变化内电压变化外电压变化R增大减小减小增大00R减小增大增大减小R=0(短路)路端电压跟通过电源的电流强度的关系可以用IU关系曲线表示,如图所示。IU关系曲线的延长线和纵轴的交点等于电源电动势。曲线的延长线与横轴的交点表示路端电压为零时的电流,即发生短路时的电流。(2)根据能量的转化和守恒定律,在闭合电路中应有当外电路电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大。即电源的效率为:5电流表的改装和欧姆表对于电流表应知道以下三个主要参数:电流表线圈电阻,即表头内阻;电流表允许通过的最大电流值,即满偏电流;电流表指针满偏时,加在电流表两端上的电压(1)电流表改装成伏特表根据串联电路分压原理,如图所示,将满偏电压为的电流表串联一个大电阻Ru,这样扩大了量程,改装成量程为U的伏特表。电流表与电阻串联URUUg根据分压原理Ru应当注意:电流表和串联的分压电阻所组成的整体才叫伏特表。因此伏特表刻度盘上所标出的伏特值,不表示加在电流表上的电压,而是直接表示加在伏特表上的电压。从公式中可以看出,要改装的伏特表量程越大,需串联的分压电阻值就应越大。(2)电流表改装成安培表根据并联电路分流原理,如图所示,将满偏电流为的电流表并联上一个小电阻R,这样扩大了量程,改装成量程为I的安培表。应当注意:电流表和并联的分流电阻R所组成的整体才叫安培表。因此安培表刻度盘上标出的安培值,不表示通过电流表上的电流,而是直接表示通过安培表的电流。从公式中可以看出,要改装的安培表量程越大,需并联的分流电阻值就应越小。上述电流表改装成伏特表和电流表改装成安培表的原理,计算方法及推导出的公式,同样适用于扩大伏特表的量程和扩大安培表的量程。(3)欧姆表欧姆表的构造: 欧姆表原理:欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔短接时(即),调节,使表指针指到满刻度,此时欧姆表盘刻度应为零。当红、黑两表笔断开时(即),电路无电流,指针不偏转。欧姆表盘刻度应为。应当注意:I虽然随增大而减小,但二者不成反比,因此欧姆表刻度是不均匀的。6伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律,测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法由于电压表和电流表内阻的存在,两种测量电路都存在着系统误差甲图中电流I甲的测量值大于通过电阻Rx上的电流,因此计算出的电阻值R甲小于电阻Rx的值乙图中电压U乙的测量值大于加在电阻Rx上的电压,因此计算出的电阻值R乙大于电阻Rx的值为了减小测量误差,可先将待测电阻Rx的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较,当Rx RA 时,宜采用电流表内接法测量十一 、磁场1.磁场是一种特殊形态的物质,电流、磁体间的相互作用通过磁场发生. 磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的.3. 磁场的描述(1) 磁感应强度:磁感应强度是反映磁场的力的性质的物理量,与放入磁场的检验电流无关. B是矢量,单位为特斯拉(T)(2) 磁感线:磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向. 磁感线是闭合曲线,磁场中任何两条磁力线都不相交. (3)电流的磁场方向判断(安培定则).判定直线电流的磁场方向时,大拇指表示充流方向,四指表示磁感线的环绕方向.判定环形电流和通电螺线管的磁场方向时,大姆指表示磁感线的方向,四指表示电流方向.4. 磁场力(1) 磁场对电流的作用(安培力). 大小F=Bilsin(2) 磁场对运动电荷的作用力(洛仑兹力).大小f=qvB(vB), f对运动电荷不做功.(3) (3)方向判断:左手定则,注意判定洛仑兹力方向时,四指的指向与负电荷的运动方向相反.十二、电磁感应1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应.自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的特殊的电磁感应现象2磁通量(1) 定义=Bssin只适用于匀强磁场.(2) 物理意义是穿过磁场中某个面的磁 感线条数.为平面的与B的夹角.(3) 磁通量有正负.(4) 在SI制中的单位为韦伯(Wb)。(5) 由B=/S,B常称为磁通密度.3.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流. 产生感应电动势的那部分导体相当于电源.4. 感应电动势(1) 平均感应电动势 =N/t(2) 导体切割磁感线 =Blvsin,l为导体切割磁感线的有效长度5感应电流的方向(1) 楞次定律,要深刻理解“阻碍”两字的含义,阻碍不同于相反,注意应用楞次定律的步骤(2) (2)右手定则用于判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向,注意与左手定则的区别.十三、交变电流1 交变电流的产生(1)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动产生正弦交变电流(2)交流电的图象:正弦图象2交变电流的变化规律(1)瞬时表达式e=Emsint i=Imsint u=Umsint(2)最大值Em=nBS Im= Um= .R(3)有效值E= I= U=3理想变压器(1)原理:电磁感应定律,能量守恒定律,故P入=P出 (2)若考虑到理想状态,变压器内阻为零,则有(3)电流与匝数的关系(4)理想变压器与一般变压器一样,副线圈可视为一等效电源光的反射、折射、色散及全反射十四、光的反射和折射1 光的反射(1)反射定律(2)平面镜成像:正立、等大的虚象,像和物关于镜面对称2 光的折射(1)折射定律(2)折射率:n=反映介质对光的偏折程度,取决于光在介质中的传播速度(3)棱镜:光的色散现象(4)全反射:条件:光由光密介质光疏介质;入射角临界角临界角:sinC=光的波动性和粒子性十五、光的本性1 光的干涉 (1)现象:(2)条件:频率相同,振动步调一致,相差恒定(3)典型例子:双缝干涉、薄膜干涉2 光的衍射(1)现象:(2)条件:障碍物或孔的尺寸与光的波长差不多或比光的波长小(3)典型例子:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射(泊松亮斑)3光的电磁说:光是一种电磁波4光的偏振:光是横波5光子说(1)光子说:光子的能量为E=h(2)光电效应实验规律(3)爱因斯坦光电效应方程:Ek=h-w6光的波粒二象性:(1)光是一种波,同时也是一种粒子。(2)物质波:实物粒子动量为p,则对应的物质波的波长为=h/p (德布罗意波),是一种概率波十六、原子和原子核1原子结构(1)汤姆生研究阴极射线实验发现了电子,使人们认识到原子有复杂的结构。(2)卢瑟福的粒子散射实验:根据实验现象由卢瑟福总结出原子的核式结构学说 在粒子散射实验中,绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进;少数粒子发生了较大角度的偏转,角度超过90,极少数甚至被弹回这表明:粒子在金原子中的某处受到了质量、电量均比它本身大得多的粒子(实际上就是金原子的原子核)的作用,由此卢瑟福提出了原子的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕核旋转 (3)玻尔的原子模型玻尔的原子模型主要包括如下三个假设:定态假设: 定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围:原子中的电子绕核转动时不受该理论的制约(经典的电磁理论认为:做变速运动的带电粒子将以电磁波的形式向外辐射能量)跃迁假设:处于定态的原子其电子绕核转动时不辐射电磁波,但电子在两个不同定态间发生跃迁时,却要辐射(或吸收)电磁波(光子),所辐射(或吸收)的电磁波频率由两个定态的能量差决定跃迁假设实际上对光的辐射和吸收从微观(原子等级)上给出了解释轨道量子化假设:由于能量状态的不连续,所以电子绕核转动的轨道半径也不能取任意值,必须满足轨道量子化的条件,即 、轨道量子化假设把“量子”的观念引入原子理论,这是玻尔原子理论获得成功的根本原因2。原子核(1)天然放射现象天然放射现象的发现及其意义1896年,贝克勒耳发现了天然放射现象,开创了核物理学三种射线的比较天然放射现象中核的衰变规律天然放射现象中核的衰变所遵循的基本规律为:质量数守恒和电荷数守恒衰变: 衰变: 衰变:如果仅仅发生衰变,则变化的不是核的种类,而仅仅是核的能量状态但一般情况下衰变不会单独发生,而往往是伴随着衰变或是衰变进行的天然放射现象中放射性元素的半衰期() 定义:放射性元素有半数发生衰变所需要的时间;()意义:反映了放射性元素的核发生衰变过程进行的快慢程度(统计意义上的快慢程度);()特征:只由核本身的因素所决定,而与放射性元素的原子核所处的物理状态和化学状态无关;(2)原子核的人工转变使人们知道了原子核是由质子和中子组成的使人们利用放射性和利用核能成为可能核力与核能()核力:核子(质子或中子)能够集中在10-15 m的小范围内而不致因质子间的库仑斥力的作用分开,充分表明核子之间存在着比库仑力更强的核力核力具备“短距作用”的特征()核能:把核拆散为核子时就要克服核力做功核子结合为核时放出能量。质能关系:爱因斯坦的质能方程 E=mc2()质量亏损与核能的变化:对应着放出能量 的核变化过程,相应的质量亏损为,其间关系为核反应中质量亏损放出的能量常常会用来增加系统的动能或以光的形式放出()在特定的单位制下,有1 u931.5 MeV(3)裂变与聚变:重核的裂变与轻核的聚变都可以放出大量的核能(4)在核反应中质量数守恒,但质量不守恒核反应过程中遵守动量守恒和总能量守恒
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