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文档简介
1、物理学业水平测试考点总结1、质点 A 用来代替物体的有质量的点称为质点。这就是为研究物体运动而提出的理想化模型。 当物体的形状与大小对研究的问题没有影响或影响不大的情况下,物体可以抽象为质点。2. 参考系 A在描述一个物体的运动时 ,用来做参考的物体称为参考系。参考系可以 任意 选择。3. 路程与位移A路程就是质点运动轨迹的长度 ,路程就是标量。位移表示物体位置的改变 ,大小等于始末位置的直线距离 ,方向由始位置指向末位置。位 移就是矢量。在物体做 单向直线运动 时 ,位移的大小等于路程。4. 速度 平均速度与瞬时速度 A速度就是描述物体运动快慢的物理 ,v=Ax/ 速度就是矢量,速度方向就就
2、是运动方向。平均速度 :运动物体某一段时间 或某一段过程 的速度。瞬时速度 :运动物体某一时刻 或某一位置 的速度 ,方向沿轨迹上质点所在点的切线方 向。5. 匀速直线运动 A在直线运动中 ,物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。匀速直 线运动又叫 速度不变 的运动。6. 加速度 B加速度就是描述速度变化快慢的物理量 ,它等于速度变化量跟发生这一变化量所用时间 的比值,定义式就是a=A# A=vt - vo/ 加速度就是矢量,其方向与 速度变化量的方向 相同,与 速度的方向无关。即使 速度大小不变 ,但方向改变 ,加速度也不为零 。7. 探究、实验 :用电火花计时器 或电磁打
3、点计时器 探究匀变速直线运动的速 度随时间的变化规律 a电磁打点计时器使用 交流电源 ,工作电压在 6V 以下。电火花计时器使用 交流电源 ,工作电压220V。当电源的频率就是 50Hz时,它们都就是每隔0、02 s打一个点。匀变速直线运动图象纸带如图,OABCDEF之间时间相等,时间为T,那么有:2xAB-xAO= xBC-xAB= XCDXBCF XDEXCD=aTVbDxAC2TEZ匀变速动规律8.C直线运:OA *B及应用B速度公式:v v0at位移公式:xv°t1 .2at2位移速度公式:v2 vo2 2ax平均速度公式:v专fvtv匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻
4、速度等于这段过程的平均速度上述过程中:v表示末速度,vo表示初速度、t表示时间、x表示位移、a表示加速度,除了 时间取正值以外,其余物理都有可能取负值与正方向有关,通常我们以初速度方向为正 。9. 匀速直线运动的x - t图象与v - t图象 A纵坐标表示物体运动的位置,横坐标表示时间图像意义:表示物体位移随时间的变化规律 表示物体静止; 表示物体做 匀速直线运动速度方向为正; 表示物体做 匀速直线运动速度方向为负;交点的纵坐标表示三个运动物体的位置相同。10. 匀变速直线运动的v - t图象 B纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时刻图像意义:表示物体速度随时间的变化规律 表示物体做匀速直线
5、运动,速度为正; 表示物体做匀加速直线运动,速度为正,加速度为正 表示物体做匀减速直线运动,速度为正,加速度为负 表示物体做匀减速直线运动,速度为负,加速度为正交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;图中阴影局部面积表示0ti时间内的位移且为正,图中的加速最大。11. 自由落体运动A1概念: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(2)实质:自由落体运动就是初速度为零的匀加速直线运动,加速度叫做自由落体加速度也叫做重力加速度。1 2(3)规律:从下落开始有:v= gt ; h= gt12.伽利略对自由落体运动的研究A;vt2= 2gh 。科学研究过程:(1)对现象的一般观察(
6、2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通过实验对推论进行检验(5)对假说进行修正与推广伽利略“铜球沿斜面运动的实验了解“冲淡重力的思想伽利略科学思想方法的核心就是把实验与逻辑推理与谐结合起来。说明:直线运动不讨论有往复运动的情形,不要求用二次函数解复杂的追击问题13. 力A(1) 力就是一个物体对另外一个物体的作用,有受力物体必定有施力物体。(2) 力的三要素:力有大小、方向、作用点,就是矢量。力的表示方法:示意图(右图):用一根带 箭头的线段表示力图示(左图):有比例标度、带 箭头表示力的线段上还需标有刻度。(4)力的作用效果:使物体的运动状态发生改变、发生形变。14. 重力A(1) 产生
7、:就是由于地球的吸引而使物体受到的力,不等于万有引力,就是万有引力的一个分力。大小:G=mg,g就是自由落体加速度。方向:就是矢量,方向竖直向下,不能说垂直向下(4)重心:重力的作用点。重心可以不在物体上,对于质量分布均匀的规那么 物体,重心在其几何中心,对不规那么形状的薄板状的物体 ,其重心位置可用 悬挂法确定。质量分布不均匀的物体15. 形变与弹力 A(1) 弹性形变 :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。(2) 弹力 :发生弹性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。(3) 产生条件 :
8、直接接触相互挤压发生弹性形变。(4) 方向 :与形变方向相反 ,作用在迫使这个物体形变的那个物体上,绳的拉力沿着绳 而指向绳收缩的方向 ,杆的弹力不一定沿着杆 ,压力与支持力都就是弹力 ,方向都 垂直于物体的接 触面 。(5) 弹簧弹力的大小 :在弹性限度内有 F kx,x 为形变量 ,k 由弹簧本身性质决定 ,与弹簧 粗细、长短、材料有关。16. 滑动摩擦力 静摩擦力 A(1) 滑动摩擦力 :当一个物体在另一个物体外表滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力 ,这个力叫做滑动摩擦力。 发生在相对滑动的物体之间 。(2) 滑动摩擦力的产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动(3) 滑
9、动摩擦力的方向 :总就是与 相对 运动方向相反 ,可以与运动同方向 ,可以与运动反方 向,可以就是阻力 ,可以就是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小:f=调Fn为正压力,为动摩擦因数,没有单位,由接触面的材料与粗 糙程度决定。(Fn与G无关,一般情况下,0<(i<1)(5) 静摩擦力 :当一个物体在另一个物体外表上有相对运动趋势,所受到的另一个物体对它的阻碍作用。 发生在相对静止的物体之间 。(6) 产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙 c、有相对运动趋势(7) 方向:总就是与 相对运动趋势方向相反 ,可用平衡法或牛顿第二定律来判断。可以就是 阻力 ,可以
10、就是动力 ,运动物体也可以受静摩擦力。(8) 大小:0 < f < fmax fmax为最大静摩擦力,理论上略大于滑动摩擦力,计算题中很多时 候认为两者近似相等 ,所以 最大静摩擦力与正压力有关 ,而静摩擦力跟正压力无直接关系 。17. 力的合成与力的分解B(1) 合力与分力 :一个力产生的效果与原来几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。那几个力就叫这个力的分力。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。(2) 力的合成方法:用平行四边形定那么。合力随夹角的增大而减小。两个力合力范围Fl F2FFl F2力的合成与分解采用的就是 等效替代的物理方法三力合
11、成范围,最大值为三者的相加,最小值可先算两个力的合力范围,在此范围内挑选 其中与第三个力最接近的进行相减,所得的绝对值为最小的力。两个力,求合力就是唯一的。(3) 力的分解方法:用平行四边形定那么,力的分解就是力的合成的逆运算,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个力究竟怎样分解,这要根据实际情况来决定。在什么情况下力的分解就是唯一的?合力与两分力的方向(不在同一条直线上),求两分力的大小。合力与一个分力的大小、方向,求另一个分力的大小与方向。如果一个分力的方向,另一个分力的大小,可以有以下几种分解情况:无解、一解、两解, 此种情况下可作出另一个分力的最小值,如下列图,F2=f s
12、in 0(1) 当 F2< F sin 0无解当F2=F sin 0有惟一解当F sin 0< F2< F时,有两组解当F2> F时,有惟一解18. 探究、实验:力的合成的平行四边形定那么a乙实验原理:两个力的作用效果与一个力的作用效果相同 将方木板平放在桌面上 将白纸用图钉固定在木板上 用图钉将橡皮筋一段固定在木板上A点 用两个弹簧测力计去斜拉橡皮筋,在白纸上记录好橡皮筋另一端伸长到的位置0,并用力的图示法 画出两个拉力Fi、F2换用一个弹簧测力计去拉橡皮筋,使另一端还就是伸长到先前伸长到的位置0,用力的图示法 画出这个拉力F'实验中Fi、F2按照平行四边形画
13、出的合力F应就是理论上的合力,F'就是实验所得的Fi、F2的合力,在误差允许的范围内,两者几乎重合。本实验中Fi、F2的夹角不应过大与过小,弹簧应尽量平行于木板拉伸,注意不要超过量程。19. 共点力作用下物体的平衡A(1) 共点力的概念:共点力就是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。(2) 共点力作用下物体平衡的概念:物体能够保持静止或者做匀速直线运动 状态叫做平衡状态,当物体缓慢运动 时,我们也认为就是平衡状态。共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合外力为零,即F合=0,也就就是物体的加速度 为零。如果用正交分解法,可以立以下两个方程(F合x=0与F合y=0)。20. 牛顿
14、第一定律 A(1) 伽利略理想斜面实验理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个理想实验,其中第一个就是实验事实,其余就是推论 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面; 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度; 减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要到达原来的高度; 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动牛顿第一定律的内容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。(3) 力与运动的关系: 历史上错误的认识就是“运动必须有力来维持 亚里士多德的观点; 正确的认识就是“运动不需要力
15、来维持,力就是改变物体运动状态的原因。(4) 对“改变物体运动状态的理解运动状态的改变就就是指速度的改变,速度的改变包括速度大小与速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。(5) “维持自己的运动状态不变就是一切物体的本质属性,这一本质属性就就是惯性质量就是惯性大小的唯一量度。21. 探究、实验:探究加速度与力、(1) 实验思路:本实验的根本思路就是采用控制变量法。探究加速度与力的关系时、保持质量不变,画a-F图象;探究加速1度与质量的关系时,保持力不变,画a m的图象。(2) 实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度与外力。测量质量用天平,需要研究的就是怎样测量加速度与外力。 测量加速
16、度的方案:采用较多的方案就是使用打点计时器,根据连续相等的时间 T内的 位移之差厶x=aT2求出加速度。 测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力即图中小沙桶(或钩码)的重力。实验中的本卷须知:实验前一定要 平衡摩擦力;拉小车的细绳一定要与长木板平行;沙桶的质量要远远小于小车质量;小车尽量靠近打点计时器放置;实验中先接通打点计时器的电源后释放小车。在探究小车的加速度a与小车所受拉力 F的图像为右图所示中的直线I,n,川。图线I说明 平衡摩擦力过度、图线n表示 未(完全)平衡摩擦力,图线川表示 未满足
17、小沙桶(或钩码)的质量远小于小车质量。22. 牛顿第二定律及其应用C(1) 牛顿第二定律的内容与及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容就是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。(2) 力与运动的关系: 物体所受的合外力产生物体的合加速度:当物体受到合外力的大小与方向保持不变、合外力的方向与初速度方向相同,那么物体做匀加速直线运动。当物体受到合外力的大小与方向保持不变、合外力的方向与初速度方向相反,那么物体做匀减速直线运动当物体受到的 合外力与物体的运动方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。在物体受到的合外力就是随时间变化的情况下,物体的合加速度也
18、随时间性变化。 加速度的方向就就是合外力的方向。 加速度与合外力就是瞬时对应的关系。(有力就有加速度) 当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量与,即 a=ai+a2+a323. 牛顿第三定律A(1)牛顿第三运动定律的内容:两个物体之间的作用力与反作用力总就是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。(2)要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。一对平衡力一对作用力与反作用力不同占八、两个力作用在同一物体上两个力分别作用在两个不冋物体上可以求合力,且合力一定为零不可以求合力两个力的性质不一定相冋两个力的性质一定相冋两个力共同作用的效果就是使物 体平衡两个
19、力的效果分别表现在相互作用 的两个物体上一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力两个力一定冋时产生、冋时变化、 同时消失,任何时候大小相等共同点大小相等、方向相反、作用在一条直线上牛顿运动定律应用一,确定物体的运动情况;另关于力与运动有两类根本问题:一类就是物体的受力情况一类就是物体的运动情况 ,确定物体的受力情况。a=F合 / m受力分析物体受力情况四.F合况Voat-at22物体运动情F 合=ma2 2 VVo2ax牛顿运动定律应用二超重与失重(1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)大于物体 所受的重力,这种现象叫超重。F=m(g+a)当物体具有竖直向下
20、的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)小于物体 所受的重力,这种现象叫失重。F=m(g-a)(3) 物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)的读数等于零的状态叫完全失重状态。处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。(4) 物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。24. 力学单位制A(1) 国际单位制(SI就就是由七个根本单位与用这些根本单位导出的单位组成的单位制。(2) 国际单位制(SI中的根本单位:长度的单位米,国际符号 m、质量的单位千克,国际符号 血、时间的单位秒,国际符号s。电流强度的单位安培,国际符号A;物质的量的单位摩尔,国际 符号mol;热力学温度的单位开尔文
21、,国际符号K;发光强度的单位坎德拉,符号cd力学中有三个根本物理量与单位:长度(L)的单位米(m)、质量(m)的单位千克(血卜时间(t)的单位秒(s)。力(F)单位牛顿(N),不就是根本物理量与单位。说明:1、不要求求解加速度不同的连接体问题,不要求求解三个及以上连接体问 题2、力的合成与分解的计算,只限于用作图法或直角三角形知识解决。25. 功B(1) 做功的两个必要因素:力,力的方向上发生位移(2) 定义:力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘 积。即 W FLcos (公式中F必须为恒力)(3) 功就是标量,单位:J(4) 正负功的物义:力对物体做正功说明该
22、力对物体运动起推动作用;力对物体做负功说明该力对物体运动起阻碍作用。(5) 如果一个力始终与速度方向垂直,这个力一定不做功。(6) 求总功的方法:W1+W2+W3+求功的方法:FLcosW 总=彳W= < Pt26. 功率 B概念:P=W/t 单位:瓦特(W)(2)理解:平均功率P=W/t瞬时功率P Fvcos额定功率与实际功率的区别(3) 物理意义:表示物体做功快慢的物理量(4) 汽车、火车等交通工具与各种起重机械,都需要靠发动机来提供动力,发动机的功率P 与速度V、动力(牵引力)F牵之间的关系:P=F牵v 当机车从静止开始启动到速度最大时 ,F 牵与受到的阻力F阻相等,所以机车最大速
23、度 Vmax=P额/F阻(P额为发动机的额定功率)。27. 重力势能重力势能的变化与重力做功的关系A(1 )概念:重力势能Ep= mgh (h为相对于零势能面的高度,零势能面可任取)重力做功 Wg = mg(h1 h2)重力势能的增加量 Ep= mgh2-mgh1 Wg=- Ep(其中1表示原来的状态,2表示后来的状态)一般算法,Wg=± mgh(h为高度差的绝对值,正负号自行判断,从高到底取正、从低到高 取负)(2 )理解:(1)重力做功与路径无关只与始末位置的高度差有关;(2)重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增加;(3)重力做功等于重力势能的减少量;(4)重力势能就是相
24、对的,就是与地球共有的,即重力势能的相对性与系统性.28. 弹性势能A弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数与形变量有关。29. 动能A1 2动冃能 :Ek= mv标量230. 动能定理C动能定理内容:合力在一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1 2 1 2 可总=mv2 mv 1 (总功的算法参阅前面第 25点所述)2 231. 机械能守恒定律C1内容(守恒条件):在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化 而总的机械能保持不变。2条件:只有重力或弹力做功3.公式:E2=Ei,EK2+Ep2=Ek 1+EP2 AEk=-zEp4.判断机械能守恒的方法:(1)由
25、守恒条件判断Ek+Ep的总量就是否不变小结:功与能的关系Wg=- Ep =Ep1-Ep21 2 1 2可总= mv 2 mv 1W 其=E2 - E12 2(其中1表示原来的状态,2表示后来的状态)32. 探究、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器验)证机械能守恒定律Ek ;本实验中不一定需要测实验原理:利用自由落体运动,验证两点间就是否 有:E2 E1或EkEp装置如图。纸带如图,如果取纸带上的第一点 0与另外一点2进行验证, 那只需验证重力势能的减少量mgh2就是否近似等于动能的增本实验中由于有纸带间、空气阻力的作用,总有 Ep略大于加量§ mvf (v2的算法参阅前面第 7点
26、纸带的处理)量物体的质量;纸带的选择应选第一、二点之间的距离约为1、96mm或2mm的纸带。33. 能量守恒定律A能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其她形式,或者从一个物体转移到另一物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变说明:不要求定量讨论机车恒定功率启动与匀加速启动问题34. 运动的合成与分解B(1) 合运动与分运动的关系 等时性合运动与分运动经历的时间相等 独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响 等效性各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果判断分运动就是什么运动,可以将物体所受到的所有力与速度,正交分解到两个分运动方
27、向上,根据某个分运动方向上的合力与速度方向的关系进行判别。(2) 运算规那么运动的合成与分解就是指描述运动的各物理量,即速度、位移的合成与分解,由于它们就是矢量。所以都遵循平行四边形法那么不在同一直线上的运动合成时; 如果都就是匀速直线运动,那么合运动一定就是匀速直线运动; 如果一个就是匀速直线运动,一个就是匀加速直线运动,那么合运动一定就是匀变速曲线 运动; 如果都就是匀变速直线运动,那么合运动可能就是直线运动,也有可能就是曲线运动; 小船过河问题:任何时候小船过河的时间可以用河宽d除以垂直于河岸方向的速度v丄,所以当船头方向垂直与河岸过河,时间最短,此时船就是斜着过河的。设船在静水中的速度
28、 v船、水速v水:当v船v水时,船可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短,为河宽d,此时船头方向与上游夹 角为a有cosa=v水/v船当v船v水时,船不可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短为 水 dV船35、平抛运动C(1)运动性质平抛运动就是匀变速曲线运动,它就是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的匀变速直 线运动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹就是抛物线(2)运动规律在水平方向:ax= 0;vx = vo;x = vot、 1 2 在竖直方向:ay= g;vy= gt; y gtSx22y;与水平方向的夹角为tan_y述x 2vv,v2vy;;与水平方向的夹角为tangt所以 tan2
29、tanVxv平抛运动与斜面的结合t时刻的位移与速度:物体从斜面A点平抛,当物体离斜面最远时的 的速度方向与斜面平行。物体无论以多大的初速度平抛,落到斜面上时 都相同。43电荷电荷守恒A(1) 自然界的两种电荷:玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒带正电;橡胶棒跟毛皮摩擦,橡胶棒带负电。摩擦过程中都就是电子的转移,正电荷不转移。-19(2) 元电荷e=1、6X 10 C所有物体的带电量都就是元电荷的整数倍。(3) 使物体带电的方法有三种:接触起电、摩擦起电、感应起电,无论哪种方法,都就是电荷在物体之间的转移或从物体的一局部转移到另一局部,电荷的总量就是不变。(4) 电荷守恒定律44.库仑定律A(1)库仑定律
30、的成立条件:真空中静止的点电荷。带电体可以瞧成点电荷的条件:如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状与大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以瞧成点电荷。定律的内容 滇空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。表达式:F 线2 ,k = 9 x 10 N m2/ c2(当两物体间距很小时,不可以直接使r用该公式进行计算)、45 .电场电场强度电场线 A(1) 电场:存在于电荷周围的特殊物质。实物与场就是物质存在的两种方式。(2) 电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电
31、量的比值。表达式:E= F/q电场强度的单位就是N/C。电场强度的大小与放入电场中的试探电荷无关,只由电场本身决定。(3) 电场强度方向的规定:电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同,跟负电荷在该点受的电场力的方向相反。(4) 电场线的特点:(1)电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不会相交;(3)电场越强的地方,电场线越密,因此电场线线不仅能形象地表示电场的方向,还能大致地表示电场强度的相对大小。电场线就是假象曲线,而电场就是真实存在的电路根本概念与定律一、电流、电阻与电阻定律1.电流:电荷的定向移动形成电流.(1) 形成电流的条件:内
32、因就是有自由移动的电荷,外因就是导体两端有电势差.(2) 电流强度:通过导体横截面的电量 Q与通过这些电量所用的时间t的比值。(定义)l=Q/t I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为 v,假假设导体单位长度有 N个电子,那么1 =Nesv. 表示电流的强弱,就是标量、但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在外电路中正T负,内电路中负T正 单位就是:安、毫安、微安1A=lBmA=106卩A 区分两种速率:电流传导速率(等于光速)与电荷定向移动速率(机械运动速率)。2.电阻、电阻定律(1) 电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。R=u徒义)(比值定
33、义);U-I图线的斜率导体的电阻就是由导体本身的性质决定的,与U、I无关、(2) 电阻定律:温度一定时导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。R=-(决定)S(3) 电阻率:电阻率p就是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.二、局部电路欧姆定律(1) 内容:导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。公式:IR(3) 适用范围:适用于金属导体、电解液导体,不适用于空气导体与某些半导体器件(4) 图象:导体的伏安特性曲线导体中的电流随随导体两端电压变化图线,叫导体的伏安特性曲线。例如 UI图象。注意:我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/
34、I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小. I、 R必须就是对应关系(对应于同一段电路).即I就是过电阻的电流,U就是电阻两端的电压三、电功、电功率1.电功:电流做功的实质:电场力移动电荷做功,(只有力才能做功);电荷的电势能 其它形式的能 电流做功的过程就是电能其它形式的能的过程、单位:J;kwh电场力做的功W = qU=Ult = I2Rt=U2t/R(只适于纯电阻电路)2电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI;单位:w;3焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时,在t时间内的热量Q=I2Rt.4.电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中,电
35、功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一局部转化成热功率纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点就是电能只有一局部转化成内能规律方法(1) 用电器正常工作的条件: 用电器两端的实际电压等于其额定电压、用电器中的实际电流等于其额定电流用电器的实际电功率等于其额定功率由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必定满足,因此它们就是用电器正常工作的等效条件(2) 用电器接入电路时: 纯电阻用电器接入电路中,假设无特别说明,应认为其电阻不变用电器实际功率超过其额定功率时,认为 它将被烧毁、串、并联及混联电路-、串联电路 电路中各处电流
36、相同= Il=l2=l3= 串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之与、U=Ui+U2+5 串联电路的 总电阻等于各个导体的电阻之与,即R=R + R + R 串联电路中 各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比(串联电阻具有分压作用一一制电压表),即UiRiU2R2P2;允许加的最大电压=允许通过的最大电流x R 串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即色Ri注意:允许通过的最大电流 =各串联电阻额定电流的最上值总电路的总功率=各电阻消耗的功率之与、二、并联电路 并联电路中各支路两端的电压相同.U=Ui=U2=U3 并联电路总电路的电流等于各支路的电流之与I = Ii+ I2+ I3= 并联
37、电路总电阻的倒.数.等于各个导体的电阻的倒数之与。丄丄丄 丄R Ri R2Rn-n个相同的电阻R并联R总=;总电阻比任一支路电阻小-两个支路时R总= 特别注意:在并联电路中增加支路条数,总电阻变小三个支路时R总= 增加任一支路电阻,总电阻增大 并联电路中通过各个电阻的电流 跟它的阻值成反比(并联电阻具有分流作用一一改装电流表),即liR =山治二lnR= U.支路电阻越小,通过的电流越大。 并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比,即PiRi = P2R2= - =Pn = Uf.注意:几条支路并联,允许加的最大电压=与支路额定电压的最小值;最小的额定电压总允许的最大电流 R总电路的总功率
38、=各电阻消耗的功率之与闭合电路的欧姆定律、电源1. 电源:就是将其它形式的能转化成电能的装置.2. 电动势:单位:V。非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E=W/q。厂 表示电源把其它形式的能电能本领的大小,等于电路中通过1 C电量时电源所提供的电能的数值在数值上=电源没有接入电路时两极板间的电压'内外电路上电势降落之与E= U外+ U内.电动势电势差物理意义反映电源内部非静电力做功把其它 形式的能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化为其它形式能的 情况定义式E=W/qW为电源的非静电力把正电荷从电源内由负极移到正极所做的功U=W/qW为电场力把正电荷从电源外部由
39、正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U#+U 内U=IR测量动用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时路端电压值=电源的电动势I = 03.电动势就是标量要注意电动势不就是电压;二、闭合电路的欧姆定律对于给定电源:一般认为E,r不变,但电池用久后,E略变小,r明显增大。1内、外电路内电路:电源两极不含两极以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做 内电阻r.内电路分得的电压称为内电压,外电路:电源两极间包括用电器与导线等,外电路的电阻叫做夕卜电阻R外电路分得的电压称为外电压在电闭合电路中两源两 极的电压就是外电压2闭
40、合电路的欧姆定律内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比研究闭合电路,主要物理量有E、r、适用条件:纯电阻电路,与内、夕卜电路的电阻之与成反比,即I=E/R+rR、I、U,前两个就是常量,后三个就是变量。表达形式:U外E IrU I 关系ER rIR关系EU R关系 R r讨论:1外电路断开时I=0,路端电压等于电源的电动势即U=E而这时用电压表测量时,其读数略小于电动势有微弱 电流2外电路短路时R=O,U=O电流最大I短=E/r 一般不允许这种情况,会把电源烧坏路端电压跟负载的关系路端电压:外电路的电势降落,也就就是外电路两端的电压.U = E- Ir,路端电压随着电路中电流的增大而减小;路
41、端电压随外电阻变化的情况:RJt I UJ,反之亦然。电源的外特性曲线 一一路端电压U随电流I变化的图象 :U 一 I关系图线图象的函数表达:U= E-Ir厂当外电路断路时即Rts,I = 0,纵轴上的截距表示电源的电动势E E = U端;当外电路短路时R = 0,U = 0,横坐标的截距表示电源的短路电流I短=E/r;图线的斜率 的绝对值为电源的内电阻.某点纵坐标与横坐标值的乘积 为电源的输岀功率,在图中的那块矩形的“面积表示电源的输岀功率 , 该直线上任意一点与原点连线的斜率 表示该状态时外电阻的大小;当口= E/2即R=r时,P岀最大。n=50%注意:坐标原点就是否都从零开始:假设纵坐标
42、上的取值不从零开始取,那么该截距不表示短路电流。、闭合电路的输出功率 电源的总功率:P总=IE=IU外十IU内=IU+ I2r,闭合电路中内、外电路的电流相等,所以由E = U外+ U内 电源的输出功率与电路中电流的关系:P =UXI ;当1 f时U J,当I J时Uf,说明UI有极值存大。E2r时,电源的输出功率最大,PmrI2E2I2r(2-)2 E22r4rr(I2r 4r电源的输出功率与外电路电阻的关系:等效于如下列图的电路E22P出P总 P内 IE I 2r IUI2R (rRE 2R(rrp4Rr4r2当r=-时I=E/2r,电源有最大输出功率:P EP max 4r要使电路中某电
43、阻R的功率最大;条件R=电路中其余结论:当外电路的电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大。局部的总电阻例:电阻R的功率最大条件就是:R= F0+r输出功率随外电阻R变化的图线如下列图;由图象可知,I、对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R与F2,不难证明rJr1R2 .l尸ir1 r1 *r- rrl r r-r尸 e w* r rrll mr-II、当R<r时,假设R增大,那么P出增大;当R>r时,假设R增大,那么P出减小.电源内阻上的热功率:P内=U内1 = I2 ro 电源的供电效率色 U U l2R R当电源的输出功率达最大时,n= 50%oPT |E E
44、I2R r "r5电源的外特性曲线与导体的伏安特性曲线联系:它们都就是电压与电流的关系图线;区别:它们存在的前提不同,遵循的物理规律不同,反映的物理意义不同; 电源的外特性曲线:在电源的电动势用内阻r一定的条件下,通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线,遵循闭合电路欧姆定律。U= E- Ir,图线与纵轴的截距表示电动势E,斜率的绝对值表示内阻r 导体的伏安特性曲线:在给定导体电阻R 的条件下,通过改变加在导体两端的电压而得到的电流I随电压U变化的图线;遵循局部电路欧姆定律。I=匕;R图线斜率的倒数值表示导体的电阻Roo右图中a为电源的U-I图象;b为外电阻的U-I图象;
45、两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流与路端电压;该点与原点之间的矩形的面积表示输岀功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时即内、外电阻相等时图中矩形面积最大,即输出功率最大可以瞧岀当时路端电压就是电动势的一半,电流就是最大电流的一半。广导体的伏安特性曲线导体中的电流随随导体两端电压变化图线,叫导体的伏安特性曲线。T区分三种图线:I电源的外特性曲线 一一路端电压U随电流I变化的图象 :U 一 I关系图线输出功率随外电阻R变化的图线规律方法 1、电路结构分析电路的根本结构就是串联与并联,分析混联电路常用的方法就是节点法:把电势相等的点,瞧做同
46、一点.回路法:按电流的路径找岀几条回路,再根据串联关系画岀等效电路图 ,从而明确其电路结构其普遍规律就是:凡用导线直接连接的各点的电势必相等包括用不计电阻的电流表连接的点 。 在外电路,沿着电流方向电势降低。 凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响。2、电表的改装:电流计改装成各种表,关健在于原理1灵敏电流表也叫灵敏电流计:符号为G用来测量微弱电流,电压的有无与方向.其主要参数有三个 首先要知:微安表的内阻Fg、满偏电流lg、满偏电压Ugo满偏电流lg即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流,也叫灵敏电流表的电流量程满偏电压Ug灵敏电流表通过满偏电流时
47、加在表两端的电压以上三个参数的关系 Ug= |g咼.其中|g与Ug均很小,所以只能用来测量微弱的电流或电压 采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。2半值分流法也叫半偏法测电流表的内阻,其原理就是当Si闭合、S2翻开时:I g rg R1 E当$再闭合时:Ug U R2E,、l|g匕匹R E22 g2R2联立以上两式,消去E可得:2lg 2Ri rg Ri rg 0R2得:rRir2可见:当 Ri»R2时,有:rgR2g Ri R2电流表:符号A,用来测量电路中的电流,并联电阻分流原理.如下列图为电流表的内部电路图 设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=l/lg,由并联电路的
48、特点得:|gRg l - l g RR匹R g R gn为量程的扩大倍数l - l gn - 1RRR内阻rA,由这两式子可知,电流表量程越大,Rg越小,其内阻也越小、R Rg n电压表:符号V,用来测量电路中两点之间的电压.串联电阻分压原理如下列图就是电压表内部电路图.设电压表的量程为U,扩大量程的倍数为 n=U/Ug,由串联电路的特点,得:UgU-UgRU -Ug(g)RUgUg(n -1)Rgn为量程的扩大倍数电压表内阻rv R Rg nRg ,由这两个式子可知,电压表量程越大,分压电阻就越大,其内阻也越大.改为欧姆表的原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig= E/r+R g+
49、R o接入被测电阻 Rx后通过电表的电流为lx = E/r+R g+R o+R x = E/R中 +R x由于lx与Rx对应,因此可指示被测电阻大小6非理想电表对电路的影响不能忽略,解题时应把它们瞧作就是能显示出本身电压或电流的电阻器、 用电压表测得的电压实际上就是被测电路与电压表并联后两端的电压,由于电压表内阻不可能无限大 ,因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小,表的内阻越大,表的示数越接近于实际电压值、 用电流表测得的电流,实质上就是被测量的支路或干路串联一个电阻即电流表内阻后的电流、 因此,电流表内阻越小,表的示数越接近于真实值、规律方法| 1、动态电路的分析与计算高考热点动态电路
50、变化的分析就是根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各局部电学量的变化情况,常见方法如下:1程序法:根本思路就是“局部宀整体宀局部局部电路欧姆定律各局部量的变化情况局部变化 R总I总先讨论电路中不变局部如:r最后讨论变化局部局部变化Ri R总 I总 U内 U露再讨论其它2直观法:即直接应用“局部电路中 R、I、U的关系中的两个结论。 任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压Ur增加、局部电阻本身电流、电压 任一个R增必引起与之并联支路电流 I并增加;与之串联支路电压 U串减小称串反并同法 局部Rj 人 与之串、并联的电阻 I并UiU串总结规律如下:
51、 总电路上R增大时总电流I减小,路端电压U增大 变化电阻本身与总电路变化规律相同; 与变化电阻有串联关系通过变化电阻的电流也通过该电阻 的瞧电流即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小; 与变化电阻有并联关系的通过变化电阻的电流不通过该电阻瞧电压即路端电压增大时,该电阻的电r- a *"*"" *J:/4!-o R :|1流、电压都增大。3 极限法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端 去讨论。4特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊值去判定,从而找岀结论。当R=r时,电源输出功率最大为 Pmax=E2/4r而效率只有50
52、%,2、电路故障分析与黑盒子问题闭合电路黑盒。其解答步骤就是: 将电势差为零的两接线柱短接,如果黑盒内只有电阻份析时,从阻值最小的两点间开始。 在电势差最大的两接线柱间画电源 根据题给测试结果,分析计算各接线柱之间的电阻分配 ,并将电阻接在各接线柱之间。路点:凡两端电压为零的用电器或导线就是无故障的;两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。3、 电路中的能量关系的处理要搞清以下概念:电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都就是指£I或|2(R外+ r)(2) 电源的输出功率、外电路消耗的功率都就是指:IU或I £一 I2r或I2R外(3
53、) 电源内阻消耗的功率:I2r(4) 整个电路中 P电源P外 十P内4、含电容器电路的分析与计算电容器就是一个储存电能的元件 .在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达 到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器就是理想的不漏电的情况 )的元件,在电容器处电路瞧作就是断路,简化电路时可去掉它.简化后假设要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.分析与计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:(1) 电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过.所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极间的 电压就等于该支路两端的电压.(2 )当电容器与用电器并联后接入电路时,电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等(3) 电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电 压降低,电容器将通过与它并联的电路放电、电容器两根引线上的电流方向总就是相同的,所以要根
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