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文档简介
1、2011高考物理基础知识汇编必修知识点一、匀变速直线运动的基本公式1、加速度(定义式): (决定式:)2、速度公式: 3、位移公式: 4、位移-速度关系式: 5、平均速度: 6、中间位移的瞬时速度: 7、逐差法: 8、初速为零的匀变速直线运动中几个重要结论(设T为等分时间): eq oac(,1)1T末、2T末、3T末瞬时速度之比为: =123 eq oac(,2)1T内、2T内、3T内位移之比为: =149 eq oac(,3)第一个T内、第二个T内、第三个T内的位移之比为: =135 eq oac(,4)通过连续相等的位移所用时间之比为: =19、自由落体运动 条件: eq oac(,1)
2、物体只受重力作用 eq oac(,2)从静止开始下落运动性质: 初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。速度公式: 位移公式: 速度位移关系:10、竖直上抛运动的对称性: eq oac(,1)时间对称 eq oac(,2)速度对称 eq oac(,3)能量对称*方法*技巧*易错*易混*(1)平均速度=位移/时间,是矢量 ;平均速率=路程/时间; 是标量。(2)物体速度大,加速度不一定大; 速度、加速度无直接联系。(3)F 、 、v一定同向 ,v 与f 、不一定同向。(4)实际减速运动注意先停情况,减速为零可研究逆运动。“刹车陷阱”:给出的时间大于滑行时间,则不能用公式算。先求滑行时间,确定了滑
3、行时间小于给出的时间时,用V = 2 * Arabic 2=2S求滑行距离。(5)类似竖直上抛运动的往返匀变速注意v 、 s方向(正 负)。(6)追击问题中,两个物体速度相等是重要的状态。刚好相遇、距离最大、距离最小等。二、相互作用1、弹力产生的条件: eq oac(,1)两物体接触 eq oac(,2)发生弹性形变弹力的方向: eq oac(,1)绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向 eq oac(,2)杆的弹力不一定沿杆2、摩擦力产生的条件: eq oac(,1)两物体间有弹力 eq oac(,2)两接触面不光滑 eq oac(,3)两物体有相对运动或相对运动的趋势 摩擦力的计算:一般说来 eq
4、oac(,1)静摩擦力根据力的平衡条件来求解 eq oac(,2)滑动摩擦力根据F=求解3、共点力作用下的平衡: eq oac(,1)平衡状态包括静止和匀速直线运动 eq oac(,2)平衡条件是物体所受合力为零如果物体在三个共点力的作用下而处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。三、牛顿运动定律1、牛顿第一定律(惯性定律):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。(惯性只与物体的质量有关)2、牛顿第二定律: 理解: eq oac(,1)矢量性 eq oac(,2)瞬时性 eq oac(,3)同体性 eq oac(,4)独立
5、性3、牛顿第三定律:两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。 特点: eq oac(,1)四同:同大小、同直线、同性质、同时性 eq oac(,2)三不同:方向相反、作用点分别在两个物体上、作用效果不同不能抵消4、超重条件:物体具有竖直向上的加速度 失重条件:物体具有竖直向下的加速度(a=g时,完全失重)四曲线运动VF曲线运动曲线运动速度方向: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:物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上曲线运动的性质:变速运动(至少速度的方向在变化)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹夹在合力方向与速度方向之间并
6、弯向合外力所指一测。、运动的合成合运动:物体实际所做的运动 分运动:具有某一方向效果的运动运动合成与分解的运算法则:遵循平行四边形法则。合运动和分运动的关系:(1)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。(2)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。(3)等时性:合运动和各分运动总是同时开始,同时结束的。平抛运动平抛运动条件: eq oac(,1)初速度水平 eq oac(,2)运动过程中只受重力平抛运动特点: eq oac(,1)加速度a=g恒定,方向竖直向下 eq oac(,2)运动轨迹是抛物线。平抛运动性质:匀变速曲线运动平抛运动处理方法:
7、可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。()经时间物体的位移:位移大小: 位移方向与水平方向的夹角满足:又轨迹是一条二次函数图像,抛物线()时刻物体的速度: 速度方向与轴的夹角满足:(3)平抛运动的两个重要推论 eq oac(,1)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则tan=2tan.(注意:不是=2) eq oac(,2)做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。斜抛运动到最高点的过程可反过来看成平抛运动!4圆周运动 线速度 角速度线速度:物体在某时间
8、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。角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。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: 5. 匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度都相等匀速圆周运动性质:变加速曲线运动(加速度方向不断变化)向心加速度:做匀速圆周运动的物体,都有指向圆心的加速度大小:方向:沿半径指向圆心。向心加速度物理意义: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:产生向心加速度的力。向心力的方向:沿半径指向圆心,与线速度的方向垂直。向心力的大小: 向心力的作用:产生向心加速度,
9、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 6、生活中的圆周运动火车转弯情况:外轨略高于内轨,使得所受重力和支持力的合力提供向心力,以减少火车轮缘对外轨的压力.设火车弯道处内外轨高度差为h,内外轨间距L,转弯半径R。由于外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支持力的合力F合提供向心力。 = 1 * GB3 当火车行使速率v等于v规定时,F合=F向心,内、外轨道对轮缘都没有侧压力.当火车行使速率v大于v规定时,F合F向心,外轨道对轮缘都有侧压力.当火车行使速率v小于v规定时,F合F
10、向心,内轨道对轮缘都有侧压力.五、万有引力定律1、开普勒行星运动定律(1)椭圆轨道定律: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。(2)面积定律: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。(3)周期定律: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。(K只由中心天体的质量决定,当轨道为圆周时,即为圆轨道的半径R)2.万有引力定律表达式: (G为引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2 ) 引力方向在二者连线上地球表面附近,重力近似等于万有引力 (黄金代换)环绕天体绕中心天体匀速圆周运动,万有引力提供向心力 r越大,v越小 r越大,
11、越小 r越大,T越大注意:、r 这四个量相互联系,其中任意一个量变化,其他各量也随之变化。3.三个宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度) v 1 =7.9km/s, 卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度. 第二宇宙速度(脱离速度) v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. 第三宇宙速度(逃逸速度) v 3 =16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.推导第一宇宙速度: 卫星贴近地球表面飞行 地球表面近似有 则有 4、经典力学的局限性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。六、机械能守恒定律 1、功的定义式:注意
12、: eq oac(,1)时,=0,力不做功 eq oac(,2)时,0, F做正功 eq oac(,3)时,0,F做负功2、功率:功跟完成这些功所用的时间的比值 eq oac(,1) (定义式)一般用来计算平均功率 eq oac(,2) (关系式,力与速度方向一致时) 当v是平均速度时,为平均功率;当是瞬时速度时,为瞬时功率。重力势能重力势能的值与所选取的参考平面有关重力做功与重力势能变化的关系: 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。重力做功的特点:重力对物体所做的功只与物体的起点和终点位置有关,而跟物体的运动路径无关。弹性势能 弹力做功等于弹性势能减少:动能
13、动能定理动能: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。 或 。机械能守恒定律 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,而总机械能保持不变。 是物体处于状态1时的势能和动能, 是物体处于状态2时的势能和动能。机械能守恒的条件: eq oac(,1)只受重力或弹力 eq oac(,2)除重力和弹力外还有其他力,但其它力不做功、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。能量的耗散:燃料燃
14、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;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。选修3-1知识点一、电荷 电荷守恒定律 点电荷1、电荷守恒定律(1)电荷量:电荷的多少叫电荷量。元电荷是最小的带电体所带的电荷量,。(2)使物体带电的方法有三种:摩擦起电 接触带电 感应起电。(3)电荷守恒定律: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,
15、或从物体的这一部分转移到另一个部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。(4)点电荷: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。点电荷是理想模型。2库仑定律: 是静电力常量。方向:力的方向在两个点电荷的连线上库仑定律的适用条件: eq oac(,1)真空 eq oac(,2)点电荷3电场强度 点电荷的电场(1)电场强度: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这个位置上的电场强度。(2)定义式: (适用于任何情况)(3)场强的方向: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
16、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。(4)点电荷场强的决定式: (仅适用于点电荷)(5)匀强电场的场强关系式:(仅适用于匀强电场,是沿场强方向上的距离)4电场线的特点: eq oac(,1)始于正电荷 (或无穷远),终止负电荷(或无穷远) eq oac(,2)任意两条电场线都不相交 eq oac(,3)曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向 eq oac(,4)曲线的密疏表示电场的强弱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
17、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。5电势能 电势 等势面(1)电势能:由电荷在电场中的相对位置决定的能量,具有相对性(2)电场力对电荷做的功:静电力做的功等于电势能的减少量 (适用于任何电场)(3)电场力做功的特点:电场力做功与起始和终止位置有关,与电荷经过的路径无关(4)电场力做功与电势能变化的关系:电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能减少多少电场力对电荷做多少负功,电荷的电势能增加多少(5)电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 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,沿电场线方向电势降低的最快。(6)等势面的特点: eq
18、oac(,1)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。 eq oac(,2)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。 eq oac(,3)等差等势面在等势面(线)密处场强较大,等势面(线)疏处场强小。6电势差:电场中两点的电势之差叫电势差, UABAB (仅适用于匀强电场,是沿场强方向上的距离)7带电粒子在匀强电场中的运动(1)带电粒子在匀强电场中的加速(一般是初速为零的匀加速直线运动,不计粒子重力,应用动能定理)电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量. (2)带电粒子在匀强电场中的偏转 (类平抛运动)dL+-v0vtVyy如果带电粒子
19、以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场(v0是偏转的初速度也是加速的末速度,U2是偏转电场的电压)不计重力。电场力使带电粒子产生加速度,做类平抛运动:垂直于电场方向上的匀速直线运动:,平行于场强方向上的匀加速运动: 粒子的偏转量为粒子的偏转角为:若经一定加速电压(U1)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: 粒子的偏转角为:8电容器 (1) eq oac(,1)定义式: eq oac(,2)决定式: (仅适用于平行板电容器)(2)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: eq oac(,1) 保持两板与电源相连,则电容器两极板间的
20、电压U不变 eq oac(,2)充电后断开电源,则电容器带电量Q不变二恒定电流1、电流(1)形成电流的条件: eq oac(,1)要有自由电荷 eq oac(,2)导体内部存在电场,即导体两端存在电压。(2)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 (电解液中,q应为通过某截面的正负离子的电荷量之和)2、电阻 eq oac(,1)定义式: eq oac(,2)决定式(电阻定律): eq oac(,3)注意:电阻由材料、长度、横截面积、温度 四个因素决定 电阻率由材料和温度两个因素决定 3、电功和电功率(1)电功 eq oac(,1)纯电阻: eq oac(,2)非纯电阻:
21、(2)电功率 eq oac(,1)纯电阻: eq oac(,2)非纯电阻: 热功率:4、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。 eq oac(,1)定义:电源内部非静电力从负极向正极移送正电荷所做的功W与移送电荷量q的比值。 eq oac(,2)定义式: eq oac(,3)物理意义:电动势在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能或理解为在把1 库仑正电荷从负极(经电源内部)移送到正极的过程中,非静电力所做的功。5欧姆定律 闭合电路欧姆定律(1)、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 (2)、闭合电路的欧姆定律:闭合电路的电
22、流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比 eq oac(,1)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。 eq oac(,2)公式: 常用表达式还有:(纯电阻) (任何电路)(3)、路端电压U,内电压U内随外电阻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)00等于减小增大增大减小(短路)(短路电流)(4)路端电压与电流的关系,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。(5)电源的输出功率 eq oac(,1)电源的输出功率与外电路电阻的关系是:(
23、纯电阻) 当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路电阻的关系如图所示。 eq oac(,2)电源输出功率与电流的关系是:当时,电源输出功率最大,最大输出功率为:电源输出功率与电路总电流的关系如图所示。 eq oac(,3)电源输出功率与路端电压的关系是: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: eq oac(,1)外电阻等于内电阻,即。 eq oac(,2)路端电压等于电源电动势的一半,即。 eq oac(,3)输出电流等于短路电流的一半,即。6电阻的串联与并联(1)串联电路及分压作用电阻关系: R串R1+R2+R3+ 电流关系
24、: I总I1I2I3 电压关系: U总U1+U2+U3+ 功率分配: P总P1+P2+P3+ 分压作用:串联电路中各个电阻两端的电压、各个电阻上消耗的电功率跟各电阻的阻值成正比,即(2)并联电路及分流作用电阻关系: 1/R并1/R1+1/R2+1/R3+电流关系: I并I1+I2+I3+电压关系: U总U1U2U3功率分配: P总P1+P2+P3+分流作用: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,;三磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量1、磁场(1)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。(2)磁现象的电本质磁体、电流和运
25、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。(3)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。2、磁感应强度 eq oac(,1)定义: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。 eq oac(,2)大小:(定义式) eq oac(,3)方向:磁感应强度是矢量,它的方向就是小磁针静止时N极所指的方向。3、磁感线: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磁感线的特点: eq oac(,1)磁感线上每点的切线方向,都表示该点磁感应强度的方向。 eq oac(,2)磁感线密的地方磁场强
26、,疏的地方磁场弱。 eq oac(,3)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。 eq oac(,4)磁感线不能相交。常见磁场的磁感线分布:4、磁通量()和磁通密度(B) eq oac(,1)磁通量():穿过某一面积(S)的磁感线的条数。 eq oac(,2)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。 eq oac(,3)与B的关系: = BScos式中Scos为面积S在中性面上投影的大小。 eq oac(,4)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
27、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: eq oac(,1)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。 eq oac(,2)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1),而不是平面(S)与磁场(B)的夹角()。因为 + = 90,所以磁通量公式还可表示为 = BSsin eq oac(,3)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 = 125安培力 安培力的方向安培力:磁场对通电导线的作
28、用力安培力的方向: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 = BIL sin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. eq oac(,1)当 = 90时,安培力最大为:Fm = BIL eq oac(,2)当 = 0或180时,安培力为零:F = 0应用安培力公式应注意的
29、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3)。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4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 = 0公式的适用条件:一般只运用于匀强磁场。 6洛仑兹力 洛仑兹力的方向洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力的方向: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
30、向。洛仑兹力公式: 洛仑兹力特点: eq oac(,1)洛伦兹力不对带电粒子做功(不改变带电粒子的速度大小) eq oac(,2)沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中的运动在不计带电粒子(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()。(1)当v与B平行,即 = 0或180时落仑兹力F= Bqvsin = 0,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(2)当v与B垂直,即 = 90时带电粒子以入射速度(v)作匀速圆周
31、运动,四个基本公式 : eq oac(,1)向心力公式: eq oac(,2)轨道半径公式: eq oac(,3)周期、频率和角频率公式: eq oac(,4)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(q/m)有关。第二、荷质比(q/m)相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T、f和相同。7质谱仪质谱仪: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、B1和偏转磁场B2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
32、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。选修3-2知识点一、电磁感应现象1、电磁感应现象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1831年法拉第发现的。2、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,可归结为:穿过闭合电
33、路的磁通量发生变化。3法拉第电磁感应定律 楞次定律(1)电磁感应规律: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E。如图所示。设产生的感应电流强度为I,MN间电动势为E,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。(2)法拉第电磁感应定律: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 (是线圈匝数)总结:计算感应电动势公式:(是线圈平面与磁场方向的夹角)。(3)楞次定律
34、: eq oac(,1)1834年德国物理学家楞次通过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化 eq oac(,2)当闭合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时,用楞次定律判断感应电流的方向。楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因。即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程: eq oac(,a)阻碍原磁通的变化(原始表述); eq oac(,b)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”。
35、eq oac(,c)使线圈面积有扩大或缩小的趋势; eq oac(,d)阻碍原电流的变化(自感现象)。左手定则与右手定则应用的区别可总结为:“因电而动”用左手,“因动而电”用右手。 4互感 自感 涡流互感:由于线圈A中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势,这种现象叫互感。 自感现象:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感电动势的大小跟电流变化率成正比。L-线圈的自感系数,是线圈自身性质,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利(H)。二交变电流 描述交变电流的物理量和图象1、交流电的产生及变化规
36、律: eq oac(,1)产生:强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图51所示,产生正弦(或余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。图51 eq oac(,2)变化规律:中性面:与磁力线垂直的平面叫中性面。线圈平面位于中性面位置时,如图52(A)所示,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零。因此,感应电动势为零 。图52当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图52(C)所示,穿过线圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。因此,感应电动势值最大。(伏) (N
37、为匝数)2、感应电动势瞬时值表达式: eq oac(,1)若从中性面开始:感应电动势的瞬时值表达式:(伏)如图52(B)所示。感应电流瞬时值表达式: (安) eq oac(,2)若从线圈平面与磁力线平行开始:感应电动势瞬时值表达式为:(伏)如图52(D)感应电流瞬时值表达式: (安)3、表征交流电的物理量:(1)瞬时值:交流电在任一时刻的值 峰值:瞬时值中最大的值交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻,如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压,电流值叫做该交流电的电压,电流有效值。正弦交流电电动势的有效值E和最大值的关系为:
38、 交流电压有效值:;交流电流有效值:。注意:通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。(2)周期、频率和角频率交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示,单位是秒。交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示,单位是赫兹。周期和频率互为倒数,即。 我国市电频率为50赫兹,周期为0.02秒。角频率: 单位:弧度/秒交流电的图象:图象如图53所示。 图象如图54所示。4电感和电容对交变电流的影响电感对交变电流有阻碍作用,用感抗表示:低频扼流圈,线圈的自感系数很大,作用是“通直流,阻交流”;高频扼流圈,线圈的自感系数很小
39、,作用是“通低频,阻高频”电容对交变电流有阻碍作用,用容抗表示:耦合电容, 容量较大,隔直流、通交流高频旁路电容,容量很小,隔直流、阻低频、通高频5变压器理想变压器的效率为1,即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说(如图56),原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比。 即 因为有,因而通过原、副线圈的电流强度与它们的匝数成反比。 即注意:1理想变压器各物理量的决定因素:输入电压U1决定输出电压U2,输出电流I2决定输入电流I1,输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率(负载电阻减小,输入功率增大;负载电阻增大,输入功率减小)。2一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电
40、压、电流的关系U1 : U2 : U3 = n1 : n2 : n3 I1n1 = I2n2+I3n3+因为,即,所以变压器中高压线圈电流小,绕制的导线较细,低电压的线圈电流大,绕制的导线较粗。上述各公式中的I、U、P均指有效值,不能用瞬时值。6电能的输送由于送电的导线有电阻,远距离送电时,线路上损失电能较多。在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下,提高送电电压,减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。线路中电流强度I和损失电功率计算式如下:注意:送电导线上损失的电功率,不能用求,因为不是全部降落在导线上。选修3-4知识点一简谐运动 简谐运动的表达式和图象1、简谐振动:(1)物体在
41、跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。(2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动。 2、描述简谐运动的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段。位移是矢量,其最大值等于振幅。(2)振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离。振幅是标量,表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大,做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。(3)周期T:振动物体完成一次全振动所经历的时间。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。(4)频率f:振动物体单位时间
42、内完成全振动的次数。(5)角频率:角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。周期、频率、角频率的关系是: (6)相位:表示振动步调的物理量。3、简谐运动的表达式 振幅A,周期T,相位,初相4、单摆周期公式: L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,一般也叫等效摆长。5受迫振动和共振受迫振动:物体在周期性外力作用下的振动受迫振动的规律:物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟物体固有频率无关共振:当驱动力的频率跟物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大的现象。共振是受迫振动的一种特殊情况。二机械波 横波和纵波 横波的图象1、机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波2、机械波产生的条件
43、有两个: eq oac(,1)要有做机械振动的物体作为波源 eq oac(,2)要有能够传播机械振动的介质。3、横波和纵波: eq oac(,1)横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直的波 eq oac(,2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。声波在空气中是纵波。4、机械波的特点:(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。(2)波只是传播运动形式(振动)和振动能量,介质并不随波迁移。5、波长、波速和频率的关系: (1)波长:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的
44、距离等于波长。(2)频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。(3)波速v:单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。6波的反射和折射 波的干涉和衍射(1)惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。(2)波的反射 :波遇到障碍物会返回来继续传播的现象 反射规律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。(3)波的折射 :波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了改变的现象折射规律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线与折射线分居法线两侧入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比: eq oac(,1)当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线. eq oac(,2)当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线. eq oac(,3)当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射中的特例 eq oac(,4)在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变 eq oac(,5)波发生折射的原因:是波在不同介
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