高中物理奥林匹克竞赛专题--知识点复习ppt课件

1、第六章热力学基础第六章热力学基础 一一 了解理想气体的压强公式和温度公式，了解理想气体的压强公式和温度公式， 经过推导气经过推导气体压强公式，了解从提出模型、进展统计平均、建立宏观量体压强公式，了解从提出模型、进展统计平均、建立宏观量与微观量的联络，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法与微观量的联络，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法 . 能从宏观和微观两方面了解压强和温度等概念能从宏观和微观两方面了解压强和温度等概念 . 了解系统的了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现宏观性质是微观运动的统计表现 . 二二 了解自在度概念，了解能量均分定理。了解自在度概念，了解能量均分定理。 四四 了解气体分

2、子平均碰撞次数和平均自在程了解气体分子平均碰撞次数和平均自在程 . 三三 了解麦克斯韦速率分布律、了解麦克斯韦速率分布律、 速率分布函数和速率速率分布函数和速率分布曲线的物理意义分布曲线的物理意义 . 了解气体分子热运动的三种统计速度了解气体分子热运动的三种统计速度 . 第六章热力学基础第六章热力学基础itrs 自在度数目自在度数目 平动平动 转动转动 振动振动单原子分子单原子分子 3 0 3双原子分子双原子分子 3 2 5多原子分子多原子分子 3 3 6刚性分子能量自在度刚性分子能量自在度tri分子分子自在度自在度平动平动转动转动总总第六章热力学基础第六章热力学基础222/3224)(vek

3、TmNdvdNvfkTmv RTMvRTpV (A) Maxwell速率分布定律速率分布定律(B) Boltzmamn速率分布定律速率分布定律nkTTNRnRTNNVpAA 1kTEpenn/0 RTghkTmghepepp/0/0 理想气体形状方程理想气体形状方程 一个重要的方程一个重要的方程 两个重要的分布律两个重要的分布律第六章热力学基础第六章热力学基础molmolMRTMRTmkTv73. 1332 molmolMRTMRTmkTv60.188 molmolpMRTMRTmkTv41. 122 1 最概然速率最概然速率2 平均速率平均速率3 方均根速率方均根速率vp与分布函数与分布函数

4、f(v)的极大值相对应的速率，即气体中分的极大值相对应的速率，即气体中分子速率与最概然速率相近的分子数最多子速率与最概然速率相近的分子数最多(单位区间单位区间)。v大量分子速率的统计平均值大量分子速率的统计平均值2v大量分子速率的平方平均值的平方根大量分子速率的平方平均值的平方根 三个统计速率三个统计速率第六章热力学基础第六章热力学基础1 1、 压强公式压强公式2 2、 温度公式温度公式3 3、 能量均分定理能量均分定理12EikT 12MEiRT 内内 4 4、分子的平均自在程、分子的平均自在程和碰撞频率和碰撞频率nkTEnvnmpt 32312kTEt23 vdnZ22 ndz221 v

5、pdkT22 四个重要的统计规律四个重要的统计规律第六章热力学基础第六章热力学基础 一一 掌握内能、功和热量等概念掌握内能、功和热量等概念 . 了解准静态过程了解准静态过程 . 二二 掌握热力学第一定律，能分析、计算理想气体在掌握热力学第一定律，能分析、计算理想气体在等体、等压、等温暖绝热过程中的功、热量和内能的改动等体、等压、等温暖绝热过程中的功、热量和内能的改动量量 .会计算理想气体刚性分子模型会计算理想气体刚性分子模型 的定体摩尔热容、的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能定压摩尔热容和内能 .第六章热力学基础第六章热力学基础 三三 了解循环的意义和循环过程中的能量转换关系，了解循环的意义和

6、循环过程中的能量转换关系，会计算卡诺循环和其他简单循环的效率会计算卡诺循环和其他简单循环的效率 . 四四 了解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定了解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵添加原理律和熵添加原理 . 五五 了解热力学第二定律的统计意义及玻耳了解热力学第二定律的统计意义及玻耳兹曼关系式兹曼关系式 .第六章热力学基础第六章热力学基础EAQ )(dAdEdQ Q0, 系统吸收热量；系统吸收热量； Q0, 系统对外作正功；系统对外作正功； A0, 系统内能添加；系统内能添加； E0；满足熵添加原理。；满足熵添加原理。对于非孤立的系统，热力学实际可以证明：对于非孤立的系统，热力学

7、实际可以证明：熵为形状的单值函数，熵变决议于初、终形状，与详细熵为形状的单值函数，熵变决议于初、终形状，与详细的过程能否可逆无关，但的过程能否可逆无关，但dQ/T( )与过程有关。与过程有关。 TdQ lnkS- 热温比热温比微观过程微观过程宏观过程宏观过程第六章热力学基础第六章热力学基础 一一 掌握描画静电场的两个物理量掌握描画静电场的两个物理量电场强度电场强度和电势的概念，了解电场强度和电势的概念，了解电场强度 是矢量点函数，而是矢量点函数，而电势电势V 那么是标量点函数那么是标量点函数. 二二 了解高斯定理及静电场的环路定理是静电场了解高斯定理及静电场的环路定理是静电场的两个重要定理，它

8、们阐明静电场是有源场和保守场的两个重要定理，它们阐明静电场是有源场和保守场. 三三 掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度. 四四 掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法求解带电系统电势的方法.E第六章热力学基础第六章热力学基础一一 库仑定律库仑定律02211221rrqqkFF 0r-r1q2q电场强度定义式为：电场强

9、度定义式为：0qFE 方向方向 是正电荷受力的方向是正电荷受力的方向场强叠加原理场强叠加原理场强叠加原理场强叠加原理: :电场中任一场点处的总场强等于各个点电荷单电场中任一场点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点各自产生的场强的矢量和。独存在时在该点各自产生的场强的矢量和。nEEEE 21第六章热力学基础第六章热力学基础 iiSeqSE)(10内内 d VVSESedd 01不延续分布的源电荷不延续分布的源电荷 延续分布的源电荷延续分布的源电荷 真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在数值上等于该曲面内包围的电量的代数和乘以数值上

10、等于该曲面内包围的电量的代数和乘以 01 二二 高斯定理高斯定理在电场中穿过恣意曲面在电场中穿过恣意曲面S S 的电场线条数称为穿过该面的电通量。的电场线条数称为穿过该面的电通量。电通量电通量第六章热力学基础第六章热力学基础在静电场中，沿闭合途径在静电场中，沿闭合途径L L挪动挪动q0q0，电场力作功，电场力作功 lEqlFAabdd00 三三 静电场的环路定理静电场的环路定理0d LlE环路定理环路定理L1L2ab 000aaalEqAWd电势能电势能电场中该点电势定义为：电场中该点电势定义为： aaaldEqWV0电势差电压电势差电压 babaabl dEVVV第六章热力学基础第六章热力学

11、基础电势叠加原理和计算电势叠加原理和计算电势叠加原理：点电荷系电场中某点的电势为各个点电荷单电势叠加原理：点电荷系电场中某点的电势为各个点电荷单独存在时独存在时,在该点电势的代数和，即为电势叠加原理。在该点电势的代数和，即为电势叠加原理。代数和代数和 iiiprqrdqV0044延续带电体延续带电体点电荷系点电荷系等势面：在静电场中，电势相等的点所组成的面。等势面：在静电场中，电势相等的点所组成的面。场强与电势梯度的关系：场强与电势梯度的关系：电势梯度：电势梯度：0ndndV 方向方向 等于电势升高最快的方向。等于电势升高最快的方向。0ndndVE 第六章热力学基础第六章热力学基础 一一 了解

12、静电场中导体处于静电平衡时的条件，了解静电场中导体处于静电平衡时的条件，并能从静电平衡条件来分析带电导体在静电场中的电并能从静电平衡条件来分析带电导体在静电场中的电荷分布荷分布. . 三三 了解电容的定义，并能计算几何外形简了解电容的定义，并能计算几何外形简单的电容器的电容单的电容器的电容. . 四四 了解静电场是电场能量的携带者，了解了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量. . 二二 了解电位移矢量了解电位移矢量 的概念，以及在各向同的概念，以及在各向同性介质中，性介质中， 和电场强度和电场强度 的关系的关系

13、 . . 了解电介质了解电介质中的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电场强中的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电场强度度. .DDE第六章热力学基础第六章热力学基础+ +导体是等势体导体是等势体nee一一 静电平衡静电平衡(1) 导体内部任何一点处的电场强度为零；导体内部任何一点处的电场强度为零；(2) 导体外表处的电场强度的方向，与导体外表垂直。导体外表处的电场强度的方向，与导体外表垂直。Eld 导体外表是等势面导体外表是等势面0d lEU 导体内部电势相等导体内部电势相等0d ABABlEUlEdAB第六章热力学基础第六章热力学基础静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布+

14、+ + + + + + + + + +结论结论 导体内部无净电荷导体内部无净电荷00d qSES 0E1 1 实心导体实心导体2 2 有空腔导体有空腔导体0内qS空腔内无电荷空腔内无电荷S由于由于电荷完全分布在外外表上电荷完全分布在外外表上(内外表无电荷内外表无电荷)第六章热力学基础第六章热力学基础q3 空腔内有电荷空腔内有电荷q2S00d1iSqSE，qq内q1S电荷分布在外表上电荷分布在外表上内外表上有电荷吗？内外表上有电荷吗？00d2iSqSE，结论结论: 当空腔内有电荷当空腔内有电荷+q时时,内外表因静电感应出现等值内外表因静电感应出现等值异号的电荷异号的电荷-q，外外表有感应电荷，外

15、外表有感应电荷+q(电荷守恒电荷守恒)第六章热力学基础第六章热力学基础 iisqsdE01 EEEEEPED r0e00e00 )1( 0qSdDs 电位移矢量电位移矢量 经过电介质中任一闭合曲面经过电介质中任一闭合曲面的电位移的电位移D的通量等于该面所包的通量等于该面所包围的自在电荷的代数和。围的自在电荷的代数和。r相对介电常数相对介电常数介电常数介电常数二二 电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理真空真空极板：红色极板：红色介质：蓝色介质：蓝色- +-+DPE2S1S第六章热力学基础第六章热力学基础三三 电容器电容电容器电容UQVVQCBA 电容的大小仅与导体的外形、相对位置、其间的电介质电

16、容的大小仅与导体的外形、相对位置、其间的电介质有关，与极板能否带电和带电荷量多少无关有关，与极板能否带电和带电荷量多少无关.AVBVQQ电容器的电容：极板的电容器的电容：极板的带电量与两极板之间的带电量与两极板之间的电势差的比值为电容器电势差的比值为电容器的电容。的电容。第六章热力学基础第六章热力学基础dS1 1 平板电容器平板电容器+ + + +QQ -SQE00 (2) 两带电平板间的电场强度两带电平板间的电场强度(1) 两导体板分别带电两导体板分别带电Q SQdEdU0 (3) 两带电平板间的电势差两带电平板间的电势差dSUQC0 (4) 平板电容器电容平板电容器电容EdSr 0 介质介

17、质第六章热力学基础第六章热力学基础ARBRlBRl 平行板电平行板电容器电容容器电容2 2 圆柱形电容器圆柱形电容器,AABRRRd dSdlRCA002 ABRRlUQCln20 ABRRRRlQrrUBAln22d00 )(20BARrR,rE (2)(4) 电容电容+-(1) 两导体圆柱面单位长度上两导体圆柱面单位长度上 分别带电分别带电 (3)AAAABRdRdRRR lnln第六章热力学基础第六章热力学基础1R2R3 3 球形电容器的电容球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为球形电容器是由半径分别为R1和和R2的两同心金属球壳所组成。的两同心金属球壳所组成。解：设内球带正电解：设内球带正电+Q，外球带负电，外球带负电-QrrerQE204 21RrR 2120d4dRRlrrQlEU )11(4210RRQ 2R104RUQC P*- 孤立导体球电