高二物理复习教案

高二物理总复习知识要点：1、电荷及电荷守恒定律(1)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(2)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。(3)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。2、库仑定律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，图9—1可以使用库仑定律，否则不能使用。例如半径均为r的金属球如图9—1所示放置，使两球边缘相距为r,今使两球带上等量的异种电荷Q,设两电荷Q间的库仑力大小为F,比较F与的大小关系，显然，如果电荷能全部集中在球心处，则两者相等。依题设条件，球心间距离3r不是远大于r,故不能把两带电体当作点电荷处理。实际上，由于异种电荷的相互吸引，使电荷分布在两球较靠近的球面处，这样电荷间距离小于3r,故同理，若两球带同种电荷Q,则3、电场强度(1)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q,它所受到的电场力F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。由场强度E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E与F成正比，也不能认为E与q成反比。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。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。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。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。7、电势、电势差(1)电势是描述电场的能的性质的物理量该位置的电势。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。(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。场E',当附加电场与外电场完全抵消时，自由电子的定向移动停止，这时的导第九章电场电荷电场E=U/d场强E=F/q(1)两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成了一个电容器。(2)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)(3)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(4)电容的定义式：(定义式)(5)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)(6)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。2、带电粒子在电场中的运动(1)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。(2)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、α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)。不能忽略重力。3、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：b某种形式的能量减少一定等于其它形式能量的增加，即△E=△Ec各种形式的能量的增量的代数和△E,+△E₂+……=0;4、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vo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：v、=v。,x=v₀t;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(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,它只跟加在偏转电极上的电压U₂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：1、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ε两个量，不仅与电场有关，还与放入场中的检验电荷有关。2、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。3、点电荷的电场强度和电势(3)若有n个点电荷同时存在，它们的电场就互相迭加，形成合电场，这时某点的电场强度就等于各个点电荷在该点产生的场强的矢量和，而某点的电势就等于各个点电荷在该点的电势的代数和。第十章恒定电流电路基本规律串联电路和并联电路1.部分电路基本规律(1)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。(3)电阻及电阻定律：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，p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。(4)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。(5)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。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=I²Rt2.串联电路和并联电路(1)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。或或大的倍数。(2)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，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，;或。闭合电路的基本规律、电学实验知识要点：1、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：(1)ε是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关。(2)ε的物理意义：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)搬送到正极的过程中，非静电力所做的功。(3)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。2、闭合电路的欧姆定律：(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。3、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U'=Ir路端电压增大减小减小增大o(断路)00等于ε减小增大增大减小—→0(短路)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，ε,r视为不变，因此，1、U、U'的变化总是由外电路的电阻变化引起的。根据画出U——R图像，能清楚;看出路端电压随外电阻变化的情形。量，画出U——I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4、在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外由此式可以看出：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P——R图像表示。电源输出功率与电路总电流的关系是：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：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：(1)外电阻等于内电阻，即R=r。(2)路端电压等于电源电动势的一半，即(3)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。5、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ε,内电阻为r,则串联串联电池组可以提高输出的电压，但应注意电流不要超过每个电池能承受的最大电流。6、电阻的测量：(1)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：甲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，这种情况二是试接法：在R、R,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。a.欧姆表的三个基准点。c.欧姆表的刻度不均匀，在“o”附近，刻度线太密，在“0”附近，刻度换欧姆倍率档，尽可能使指针停在中值电阻两次附范围内。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。(3)用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电组：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5组～8组对应的U、I值并列成表格，然后根据测得的数据在U——I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U——I图像，根据U=E-Ir,U是I的一次函数，图像与纵轴的交点即电动势，图像斜率知识要点：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。(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。4、磁通量(φ)和磁通密度(B)(1)磁通量(φ)——穿过某一面积(S)的磁感线的条数。(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5、公式φ=BScosθ及其应用磁通量的定义式φ=BScosθ,是一个重要的公式。它不仅定义了φ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θ。在使用此公式时，应注意以下几点：(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。(2)0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(00)的夹角(图1),而不是平面(S)与磁场(B)的夹角(α)。因为θ+a=90°,所以磁通量公式还可表示为φ=BSsina(3)φ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——磁通量的代图2定垂直B和I,但B与I不一定垂直(图3)。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)图4图4通以电流I时，受到的安培力矩为M=Nfadsinθ=NB(图5所示),图5线(n)与B方向的夹角，而不是线圈平面与B的夹角(α)。(2)公式的适用条件匀强磁场，且转轴(00)与B垂直；相对平行于B的任意转轴，安培力矩均为零。任意形状的平面线圈，如三角形、圆形和梯形等。因为任意形状的平面线圈，都可以通过微分法，视为无数矩形元组成。8、磁场对运动电荷的作用在不计带电粒子(如电子、质子、α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(θ)。(1)当v与B平行，即θ=0°或180°时——落仑兹力f=Bqvsinθ=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θ=90°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：第一、T、f的w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w相同。(3)带电粒子的轨道圆心(O)、速度偏向角(φ)、回旋角(α)和弦切角(θ)。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φ、α和θ的定量关系。如图6所示，在洛仑兹力作用下，一个作匀速圆周运动的粒子，不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(00)与任一个f的交点上。第二、粒子的速度偏向角(φ),等于回旋角(α),并等于AB弦与切线的夹角——弦切角(θ)的2倍，即φ=α=2θ=wt。的匀强电场与匀强磁场构成的复合场中，如果粒子所受的电场力与洛仑兹力平无论带电粒子在复合场中如何运动，由于只有电场力对带电粒子做功，带电粒子的电势能与动能的总和是守恒的，用公式表示为2、质量较大的带电微粒在复合场中的运动这里我们只研究垂直射入磁场的带电微粒在垂直磁场的平面内的运动，并分(1)只受重力和洛仑兹力：此种情况下，要使微粒在垂直磁场的平面内运第二定律；在合外力等于零的情况下，微粒将做匀速直线运动。无论微粒在垂直匀强磁场的平面内如何运动，由于洛仑兹力不做功，只有重力做功，因此微粒的机械能守恒，即(2)微粒受有重力、电场力和洛仑兹力：此种情况下。要使微粒在垂直磁场的平面内运动，匀强磁场若沿水平方向，在上述复合场中，带电微粒受重力、电场力和洛仑兹力。这三种力的矢量和即是微粒所受的合外力，其运动加速度遵从牛顿第二定律。如果微粒所受的重力与电场力相抵消，微粒相当于只受洛仑兹力，微粒将以洛仑兹力为向心力，以射入时的速率做匀速圆周运动。若重力与电场力不相抵，微粒不可能再做匀速圆周运动，也不可能做与抛体运动类似的运动，而只能做一般曲线运动。如果微粒所受的合外力为零，即所受的三种力平衡，微粒将做匀速直线运动。无论微粒在复合场中如何运动，洛仑兹力对微粒不做功。若只有重力对微粒做功，则微粒的机械能守恒；若只有电场力对微粒做功，则微粒的电势能和动能的总和守恒；若重力和电场力都对微粒做功，则微粒的电势能与机械能的总和守恒，用公式表示为：在上述复合场中，除重力外，如果微粒还受垂直磁场方向的其他机械力，微粒仍能沿着与磁场垂直的平面运动。在这种情况下，应用动能定理及能的转化和守恒定律来研究微粒的运动具有普遍的意义。只有当带电微粒在垂直磁场的平面内做匀变速直线运动时，才能应用牛顿第二定律和运动学公式来研究微粒的运动，这是一种极特殊的情况。为了防止研究的失误，我们特别提请注意的是：(1)牛顿第二定律所阐明的合力产生加速度的观点仍是我们计算微粒加速度的依据。这里所说的合力是微粒所受的机械力、电场力和洛仑兹力的矢量和。尤其注意计算合力时不要排除洛仑兹力。(2)由于洛仑兹力永不做功，在应用动能定理时，合外力对微粒所做的功(或外力对微粒做的总功),只包括机械力的功和电场力的功。(3)在应用能的转换和守恒定律时，分析参与转化的能量形式时，不仅要考虑机械能和内能，还要考虑电势能。此种情况下，弄清能量的转化过程是正确运用能的转化和守恒定律的关键。3、解决与力学知识相联系的带电体综合问题的基本思路：正确的受力分析是前提：除重力、弹力外，要特别注意对电场力和磁场力的分析。正确分析物体的运动状态是解决问题的关键：找出物体的速度、位置及其变化的特点，分析运动过程，如果出现临界状态，要分析临界状态。恰当地灵活地运用动力学的三个基本方法解决问题是目的：牛顿运动定律是物体受力与运动状态的瞬时对应关系，而运动学公式只适用于匀变速直线运动；用动量的观点分析，包括动量定理与动量守恒定律；用能量的观点分析，包括动能定理与能量守恒定律；针对不同问题灵活地选用三大方法，注意弄清各种规律的成立条件和适用范围。4、带电粒子垂直射入E和B正交的叠加场——速度选择器原理(如图)粒子受力特点——电场力F与洛仑兹力f方粒子匀速通过速度选择器的条件——带电粒子从小孔S₁水平射入，匀速通过叠加场，并从小从力的角度——电场力与洛仑兹力平衡，即qE=Bqvo;从速度角度——vo的大小等于E与B的比值，即从功的角度——电场力对粒子不做功，即当vo一定时——调节E和B的大小；当E和B一定时——调节加速电压U两个重要的功能关系——当粒子进入速度选择器时速度粒子将因侧移而不能通过选择器。CUCUB₂-一种常用的质谱仪，由离子源O、加速电场U、速度选择器E、B₁和偏转磁场-动的条件：若测出粒子在偏转磁场的轨道直径为d,则0所以同位素的荷质比和质量分别为06、磁流体发电机工作原理：磁流体发电机由燃烧室0、发电通道E和偏转磁场B组成，如图所示。在2500开以上的高温下，燃料与氧化剂在燃烧室混合、燃烧后，电离为导电的正负离子，即等离子体，并以每秒几极板因聚积正、负电荷而产生静电场，这时，等离子体同时受到方向相反的洛仑兹力f与电场力F的作用。当f>F时，离子继续偏转，两极电势差随之增大；当f=F时，离子匀速穿过磁场，两极电势差达到最大值，即为电源电动势。电动势的计算：设两极板间距为d,根据两极电势差达到最大值的条件f=F,则磁流体发电机的电动势ε=Bdv。电磁感应现象楞次定律知识要点：1、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。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φ=B·Ssinθ(θB与S的夹角)看，磁通量的变化△φ可由面积的变化△S引起；可由磁感应强度B的变化△B引起；可由B与S的夹角θ的变化△θ引起；也可由B、S、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。下列各图中，回路中的磁通量是怎么的变化，我们把回路中磁场方向定为磁通量方向(只是为了叙述方便),则各图中磁通量在原方向是增强还是减弱。增。楞次定律所反映提这样一个物理过程：原磁通变化时(φ原变),产生感应激发磁场(φ),这就是电流的磁效应问题；而且I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(1)阻碍原磁通的变化(原始表速);(2)阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”,具体表现为：若产生感应电(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。如图1所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线动。若按常规方法，应先由楞次定律判断出环内感应电流的图1插入过程中，环内磁通量增加，环内感应电通量减小的方向运动。因此环将向右摆动。显然，用第二种方法判断更简捷。(1)查明原磁场的方向及磁通量的变化情况；(2)根据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向；(3)由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。3、当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，用右手定则可判定感运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定的方便简单。反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右图2手定则都能判定出来。如图2所示，闭合图形导线中的磁场逐渐增电而动”用右手，“因动而电”用右手，因果关系不可混淆。法拉第电磁感应定律、自感电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。3)产生感应电流的两种叙述是等效的，即闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。2、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。E=BLy当长L的导线，以速度v,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ε。如图所示。设产生的感应电流强度为I,MN间电动势为ε,则MN受向左的安培力F=BIL,要保持MN以v匀速向右运动，所施外力F'=F=BIL,当行进位移为S时，外力功而在t时间内，电流做功W¹=1·ε·t,据能量转化关系，W'=W,则I·ε·t=BILv·t。∴ε=BIv,M点电势高，N点电势低。此公式使用条件是B、I、v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△t回路中面积变化△S=Lv·△t,而回路跌磁如果回路是n匝串联，则公式一：ε=n△φ/△t。注意：1)该式普遍适用于求平均感应电动势穿过电路的磁通量的变化率△φ/At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：ε=Blv意：1)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(I⊥B)。2)θ为v与B的夹角。1为导体切割磁感线的有效长度(即1为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式三：ε=L△I/△t。注意：1)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。2)ε与电流的变化率△I/△t成正比。公式中涉及到磁通量的变化量△o的计算，对△φ的计算，一般遇到有两种情况：1)回路与磁场垂直的面积S不变，磁感应强度发生变化，由△φ=△BS,,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。2)磁感应强度B不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则△φ=B·△S,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φ,磁通量的变化量△φB磁通量的变化磁通量φ=B·S,表示穿过研究平面的磁感线的条数，磁通量的变化量△φ=φ₂-φ,表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率表示磁通量变的区别，另外I、△I及也有类似的区别。公式ε=Blv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1所示，一长为1的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度w匀速转动，转动的区域的有垂直纸面向里的C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，vA=0,vc=ol,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——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，以角速度の匀速转动时，其两端感应电动势为ε。如图所示，AO导线长L,以O端为轴，以w角速度匀速转动一周，所用时间描过面积△S=πL²,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。ε=n·B·S·w——面积为S的纸圈，共n匝，在匀强磁场B中，以角速度w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o转到图示位置时，ab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a端电势高于b端电势。cd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c端电势高于e端电势。bc边，ae边不切割，不产生感应电动势，b.c两端等电势，则输出端M.N角)。注意：公式中字母的含义，公式的适用条件及使用图景。2、自感现象、自感电动势、自感系数L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。所产生如图所示，此时线圈中通有右示箭头方向的电流，它建立的电流磁场B用右手安培定则判定，由下向上，穿过线同理，如将滑片P向左滑动，线圈中原电流增强，电流磁场增强，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，其磁场阻碍原磁通量增强与原磁场反向而自上向下穿过线圈，据右手安培定则判定感应电流方向与原电流反向，阻碍原电流增强。2、由于线圈(导体)本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。L是线圈的自感系数，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)。交流电知识要点：交流电的产生和变化规律图象周期、频率2、基本要求：(1)理解正弦交流电的产生及变化规律①矩形线圈在匀强磁场中，从中性面开始旋转，在已知B、L、w情况下，会写出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。②函数表达式与图象相互转换。(2)识记交流电的物理量，最大值、瞬时值、有效值；周期、频率、角频(3)理解变压器的工作原理及初级，次级线圈电压，电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。(4)了解三相交流电的产生。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5—1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。2、变化规律：(1)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5—2(A)所示，穿过线圈的磁通量最大，4、发电机：但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零。图5—2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5—2(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。(N为匝数)(2)感应电动势瞬时值表达式：5—2(B)所示。若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：e=Em·cosot(伏)如图5—2(D)所示。3、交流电的图象：e=8m·sinot图象如图5—3所示。e=Emcosot图象如图5—4所示。EE红2想一想：横坐标用t如何画。发电机的基本组成：线圈(电枢)、磁极种类旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。输出功率可达几十万千瓦，所以大多数发电机都是旋转磁极式的。1、瞬时值、最大值和有效值：交流电在任一时刻的值叫瞬时值。瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。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(或余弦)交流电电动势的有效值ε和最大值：的关系为：交流电压有效值U=0.707Um;交流电流有效值I=0.707I。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w:单位：弧度/秒三、三相交流电：1、三个互成120°的三个相同线圈，固定在同一转轴上，在同一匀强磁场中作匀速转动，将产生三个交变电动势，所产生的电流叫做三相交流电。由于这三个线圈是相同的，因此，它们将产生三个依次达到最大值的交变电动势。相当于三个最大值和周期都相同的独立电源。2、每个独立电源称作“一相”,虽然每相的电动势的最大值和周期都相同，但是它们不能同时为零或者同时达到最大值。由于三个线圈的平面依次相差120°角，它们到达零值和最大值的时间依次落后周期。如图5—5所示。3、在实际应用中，三相发电机和负载并不用六条导线相连接，而是采用“Y”和“△”两种接法。有兴趣的同学可以参阅必修本P116*部分内容。1、变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。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5—6),原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。注意：①对于副线圈有两组或两组以上的变压器来说，原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比的规律仍然成立，但各副线圈的电流则应根据功率关系③当副线圈所接负载增多时，由于通常负载多是并联使用，因此，总电阻减少，使I₂增大，输出功率增大，所以输入功率变大。④因为Px=P,即U₁·I₁=U₂·I₂,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。⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值。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：落在导线上电学综合1、基础知识在静电场中，电场力对电荷所做的功与路径无关，所以在静电场中电荷具有电势能。在静电场中引入场强和电势这两个物理量，来分别描写静电场有关力的性质和能的性质。只有深入地理解场强和电势的概念，才能加深对电场这一概念的理静电场是不随时间变化的场，在空间各点描写电场的物理量—场强和电同的，它是随着空间点的位置的变化而变化电力线和等势面是分别用来形象地描写场强和电势在空间中的分布的工具。对于它们的性质及描写电场的方法的理解和掌握，不仅对于深入理解电场的概4、磁场：念、形象的建立电场的模型和图象非常重要，而且对于解决很多电学中的问题也是非常有用的。值得注意的是，对于电场中一些概念的学习，如：电场力对电荷的功、电势能.....,应对照力学中的重力对物体做的功，重力势能.....来学习和理解。带电粒子在电场中的平衡和运动的问题，实际上，就是力学问题。所以静电场的学习是对力学问题的一次很好的复习和提高的机会。这部分知识内容要注意以下几点：(1)树立等效思想，学会画等效电路图课本中，在讲串、并联电路的特点时，所说的“串联电路的总电阻”、“并联电路的总电阻”都是指等效电阻。在讲电池组时，所说的“电池组的电动势”“电池组的内阻”也是分别指与所说的电池组等效的电源的电动势和内阻。所谓甲与乙等效，是指在所研究的问题上，甲与乙的效果相同。在电路计算中，经常把一个电路，用另一个与之等效的电路来代替，这就是画等效电电路用一个什么样的等效电路来代替，要根据讨论的问题的性质来决定。(2)对“理想化”问题的处理：对问题进行理想化处理，采用理想化模型是物理学的重要研究方法。很多情况下可忽略电表对电路的影响，即降电流表和电压表均看成是理想电表；有时忽略电源的内阻；很多情况下，不考虑温度对电阻的影响。但在有些情况下，却不能做这样的理想化处理。在题目中如果没有明显的告诉我们是否可以对某一问题进行理想化处理时，一点要仔细分析题意，来判断是否可以做理想化处理。(3)从能量转化和守恒的观点来分析问题能量转化和守恒定律是自然界普遍适用的基本规律。从能量转化的观点来分析物理问题往往可以不考虑过程的细节，使问题得到简化，有关反电动势的问题避开反电动势的概念，从能量转化的观点比较容易解决。养成用能量的观点分析物理问题的习惯，掌握用能量的观点分析物理问题的方法，对物理学习是非常重(4)从函数关系的角度来讨论各物理量之间的关系：任何一个物理公式，都是表示该公式中的各物理量之间的关系，哪些量是不变的，哪些量是变化的，哪些变量之间存在这因果关系以及在我们所研究的问题中，将哪个量当做自变量，哪个量看作是它的函数，它们之间是什么样的函数关系等等。这样研究问题，可以加深对物理规律的理解，更有效地利用数学工具来解决物理问题，防治简单的乱套公式。这样的分析方法，对解决电路计算的问题同样是非常重要的。 (直线电流、环形电流、螺线管)产生的磁场的方向的右手螺旋法则和磁场对电根据需要将立体图形改画成适当的剖面图，实现“立体图形平面化”,以利于对要很好地掌握洛仑兹力的特点(总与磁场方向垂直，与速度方向垂直，因而对运动电荷不做功)并能结合力学的基本规律解决带电粒子在磁场中的运动问解它的意义，熟练的掌握它的应用。对于法拉第电磁感应定律我们应注意：A、的意义，尤其是要注意它们的区别。B、它的研究对象是一闭合回路，即用它求只是由于中学阶段我们掌握的物理知识和数学知识不足造成的。(2)对于导体在磁场中做切割磁力线时，可用公式：ε=Blvsinθ来计算导体上产生的感应电动势(动生电动势)。对于该公式应注意：A、公式中的B,B的大小相等；导线与磁场B的方向、与导线运动方向都垂直，如不垂直时，需将导线在磁场B的垂直方向，速度v的垂直方向投影，式中1可理解为这个投影动，导线上各点速度不相同时，应先将导线(或导线在与磁场垂直、与速度垂直空间上)的平均值，式中的v既是上述的平均值；式中的B、该公式求得的是一段导线上的感应电动势。C、公式中的v是某一时刻的即(4)能量转化和守恒定律是物理学中最重要的基本定律之一。用能量及其相对运动、反抗原来电流的变化(自感),....,其实质都是要求产生感应电流的外界因素做功，从而将其它形式的能量转化为(感应电流的)电能。B、在解2、光在真空中传播速度C=3×10⁸m/s和发散光束。(见图一)平行光束(图一)3、反射定律的应用(1)平面镜对光线的作用①不改变入射光的性质：(见图二)(图二)a:平面镜转过θ角，其反射光线转过20角(见图三)b:互相垂直的两平面镜，可使光线平行反向射光(见图四)(图四)c:光线射到相互平行的两平面镜上，出射光线与入射光线平行(见图五)(2)平面镜成像的反向沿长线全部交于“S'”,的反向沿长线全部交于“S'”,(图五)即反射光线好像都从点“S'”(图五)即反射光线好像都从点“S'”。(见图六)②平面镜成像作用a.已知点源S,作图确定像S的位置(见图七)的交点即像S’方法：①根据成像规律找到S'②光线好象从S射出方法一：根据反射定律作用(见图九)方法二：光线“好象”直接入射眼睛的像E(见图十)③平面镜成像规律：正立、等大、虚像、像与物关于平面镜对称的反射和折射(一)、折射定律：光从一种介质，斜射入另一种介质的界面时，其中一部分光进另一种介质中传播，并且改变了传播方向：这种现象叫折射观察(光由一种介质，垂直界面方向入射另一种介质时传播方向不发生改变)。3、折射率(n):质的折射率。用n表示。①定义：光从真空射入某介质时，入射角正弦和折射角正弦的比，称为该介质的折射率。用n表示。②折射率反映了介质对光的折射能力。如图光从真空以②折射率反映了介质对光的折射能力。如图光从真空以相同的入射角i,入射不同介质时，n越大，根据折射定律，折射角r越小，则偏折角θ越大。③折射率和光在该介质中传播速度有关。j介质a.折射率等于光在真空中速度c,与光在介质中速度v之比。④光疏介质和光密介质：光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。在光疏介质中，光速较大。光密介质：折射率大的介质叫光密介质在光密介质中，光速较小。4、反射和抑射现象中，光路可逆。(二)全反射：才才真空介质①光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射光消失，只剩下反射光，光全部被反射回光密介质中，这种现象叫全反射。介质②增大入射角时，不但折射角和反射角增大，光的强度也在变化，即折射光越来越弱；反射光越来越强；全反射时，入射光能量全部反射回到原来的介质中。定义：当光从某种介质射向真空时，折射角度为90°时的入射角叫做临界角。用A表示。根据折射定律：3、发生全反射的条件：①光从光密介质入射光疏介质。②入射角大于临界角。(三)棱镜：1、棱镜的色散：(1)棱镜对一束单色兴的作用：一束光从空气，射向棱镜的一侧面时，经过两次折射，出射光相对入射光方向偏折δ角，出射光偏(2)棱镜对白光的色散作用：a.现象：白光通过三棱镜后被分解成不同的色光。并按顺序排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这种现象称色散现b.说明：①白光是复色光，由不同颜色的单色光组成。②各种色光的偏折角度不同，所以介质对不同色光的折射率不同。由于所以各种色光在同一介质中的传播速度不同。如图对红光偏折角最小；对红光折射率最小；红光在玻璃中传播速度最对紫光偏折角最大；对紫光折射率最大；紫光在玻璃中传播速度最2、全反射棱镜：全反射棱镜，为横截面是等腰直角三角形的棱镜它可以将光全部反射，常用来控制光路。使光线平等反向使光线平等反向(四)、透镜：1、透镜：是利用光的折射控制光路和成像的光学器材。①透镜：是两个表面分别为球面(或一面为球面，另一面为平面)的透明体。凸透镜：中间厚边缘薄的透镜。凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。②透镜的光心、主轴、焦点和焦距的概念(略)。③本节研究的内容适用薄透镜、近轴光线。2、透镜对光线的作用凸透镜：对光线有会聚作用。凹透镜：对光线有发散作用。①透镜对光线的作用，是通过两次折射来实现的。②从凸透镜射出的光线不一定是会聚光束。从凹透镜射出的光线也不一定是发散光束。3、透镜成像规律：(1)规律：透镜物的位置像的位置像的性质像的下倒像的大小凸透镜异侧v=f实像点异侧2f>v>f实像倒立缩小异侧v=2f实像倒立等大异侧v>2f实像倒立放大同侧v>u虚像正立放大凹透镜同侧v<u且v<f虚像正立缩小实像虚像形成由射出光学元件的光线实际会聚而成由射出光学元件的光线的反向沿长线会聚而成观察可成在光屏上，也可用眼睛直接看只能用眼睛直接看不能成在光屏上4、透镜成像公式：(1)公式：符号：物距u:取“+”。像距v:实像取“+”;虚像取“一”。焦距f:凸透镜取“+”;凹透镜取“一”。5、透镜成像光路作图。(1)三条基本光线。a.平行主轴的光线，经透镜折射后，出射光线过焦点。b.过焦点的光线，经透镜折射后平行主轴。c.过光心的光线，经透镜后不改变方向。(2)透镜成像作用：成像是光源s发出的光线经透镜折射后会聚于一点(或反向沿长线会聚于一在所有光线中选择两条基本光线可以确定像的位置。光的波动性光的核子性一、光的波动性1、光的干涉(1)双缝干涉实验S光源双缝屏①装置：如图包括光源、单缝、双缝和屏双缝的作用是将一束光分为两束③产生明暗条纹的条如图两列完全相同的光波，射到屏上一点时，到两缝的路程差等于波长的整到两缝的路程差等于半波长的奇数倍，则该点产生暗条纹。④光的干涉现象说明了光具有波动性。由于红光入射双缝时，条纹间距较宽，所以红光波长较长，频率较小紫光入射双缝时，条纹间距较窄，所以紫光波长较短，频率较大⑤光的传播速度，折射率与光的波长，频率的关系。(3)薄膜干涉单色光照射薄膜，出现明暗相等距条纹白色光照射薄膜，出现彩色条纹实例：动膜、肥皂泡出现五颜六色②发生干涉的原因：是由于前表面的反射光线和反表面的反射光线叠加而成(图1)③应用：a)利用空气膜的干涉，检验工作是否平整(图2)标准平面p若工作平整则出现等间距明暗相同条纹若工作某一点凹陷则在该点条纹将发生弯曲若工作某一点有凸起，则在该点条纹将变为b)增透膜2、光的衍射(1)现象：①单缝衍射(2)光发生衍射的条件(2)电磁波谱组成频率波产生机理无线电波红外线可见光紫外线X射线v射线增大一减小-在振荡电电子作周产生原子的外层电子受到激发产生的原子的内层电子受到激发后产生的原子核受到激发后产生的(3)光谱①观察光谱的仪器，分光镜②光谱的分类，产生和特征产生特征发射光谱连续光谱由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的，一切波长的光组成明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成吸收光谱高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱征谱线，用来进行光谱分析。(1)光电效应在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。(2)光电效应的实验规律：3、光子说(1)量子论：1900年德国物理学家普郎克提出：电磁波的发射和吸收是不(2)光子论：1905年受因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一其中h为普郎克恒量三、波粒二象性著,频率越高粒子性越显著(1)光波是几率波，明条纹是光子到达几率较大，暗小(2)光的粒了性是指光的能量不连续性，能量是一份一份的光子，没有一定的形状，也不占有一定空间，这与经典粒子概念有所不同力的合成和分解1、力的合成(1)满足平行四边形法则(2)合力的大小由分力的大小和夹角决定(3)三角形法则2、力的分解(1)满足平行四边形法则(2)已知一合力，可分解为无穷多组分力，实际分解时，按要求或作用效果分解。③已知合力一个分力F₁的方向和另一个分力F₂的大小，求分力的分和和另i)当F₂=d时，一组解iii)当F₂>d时，两组解④已知合力及两个分力的大小，求两个分力的方向微观量的计算知识要点：宏观量，如物体的质量、体积、密度等是可以测量的。微观量，如分子质量；分子直径；分子体积；分子间的距离；分了个数等不能直接测量的。我们可以通过能直接的宏观量，来估算微观量。阿伏加德罗常数是把宏观量与微观量联系起来的桥梁。设分子个数N,摩尔数n,阿伏加德罗数NA.N=n·NA摩尔n的计算有两种方法：1、已知物质的质量为M,摩尔质量Mm则摩尔2、已知物质的体积为V,摩尔体积Vm则摩尔数例1:估算10g水中，含有的水分子数。(保留两位有效数字)N=n·N例2:估算压强为0.5atm,体积为101温度27℃,空气中的分子数。(保留两位有效数字)解题思路：1、将所给气体状态转化为标准状态下，求出气体体积V′2、用标况下气体的摩尔体积求出摩尔数n二、估算分了的质量和，固体或液体的分子直径2、估算液体或固体分子的直径：估算液体或固体的分子直径时，可忽略分子之间的空隙，分子一个挨一个排列，则分子体积V分再将分子视为直径为d的小球原子的质量和半径。解：铜原子的质量铜的摩尔体积：铜的原子体积：每个铜分子的直径：d代入数据三、估算气体分子间的平均距离气体分子模型：气体分子间距离比分子的线度大的多，在进行估算时，可以认为气体分子均匀分布在空间。每个分子占有一个小立方体的空间，分子位于重点方体中心，如图所示。每个分子平均占空体分子间距离例：某容器中气体压强为0.2atm,温度为27°,求容器中空气分子间的平均距离。解：1mol标况下的气体，在题目所给状态下，求占有的体积V,分子间的平均距离d=1分气体的性质(一)气体的状态参量——体积、温度和压强国际单位制中，体积单位：m³常用单位及换算关系：2、气体的温度：(1)温度：表示物体的冷热程度，是七个基本物理量之一。(2)国际单位制中，用热力学温度标表示的温度，叫热力学温度。单位：开尔文。(符号):K热力学温度摄氏温标换算关系：3、气体的压强：(1)气体压强：气体对容器壁单位面积上的压力。(2)气体压强可以用压强计测量。(3)压强的单位：国际单位制中用：帕斯卡、符号：Pa1Pa=1N/m²常用单位：标准大气压(atm)毫米汞柱(mmHg)(2)气体的实验定律：(1)定律：一定质量的气体在温度不变的条件下，它的压强跟体积成反比。即：(2)适用条件：①气体压强不太大(与大气压相比)②温度不太低(与室温相比)③质量不变，温度不变(3)等温线：为一条过原点的直线：③对一定质量的气体，温度越高，PV越大(∵PV=nRT)。下图为一定质量气体在不同温度下的等温线，其中T₃>T₂>T2、查理定律(1)表述一：一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度每升高(或降低)1℃,它们的压强增加(或减少)量等于在0℃时压强的P—t图中的等容线：过一273℃(2)表述二：一定质量的气体，在体积不变的条件下，它的压强和热力学温度成正比。在P—V坐标中(3)等容线①P—V坐标中P一T坐标中V一T坐标中②一定质量在不同体积下的P—T图线V越大，斜率越小。图中V₃>V₂>V3、盖吕萨克定律：(1)表述一：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高(或降低)1℃,它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的即：V—t坐标中等压线：(2)表述二：一定质量的气体，在压强不变的条件下，它的体积跟热力学温度成正比。(3)等压线：①P—V坐标中P—T坐标中一T坐标中②一定量气体在不同压强下的V—T图象。P越大，斜率越小。下图中P₃>P₂>P4、理想气体状态方程：利用玻意耳定律和查理定律证明一定质量不理想气体满原子和原子核原子玻尔理论三种射线原子核原子核的组成中子的发现聚变(1)电子的发现：(2)汤姆生的原子模型：(1)α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成②现象：c.有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被(2)原子的核式结构模型：验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。3、玻尔的原子模型(1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)a.电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。b.电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。(2)玻尔理论上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。②跃迁假设：原子从一个定态(设能量为E₂)跃迁到另一定态(设能量为E₁)时，它辐射成吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hv=E₂-E₁③轨道量子化假设，原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍，即：轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍，即n=1、2、3……n为正整数，称量数数(3)玻尔的氢子模型：①氢原子的能级公式和轨道半径公式：玻尔在三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量，(包括电子的动能和原子的热能。)氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时，氢原子的能量En,和电子轨道半其中E₁、r₁为离核最近的第一条轨道(即n=1)的氢原子能量和轨道半径。即：E₁=—13.6ev,r₁=0.53×10-¹0m(以电子距原子核无穷远时电势能为零计算)②氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。M=00M=4n=3-1.51ev其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。二、原子核1、天然放射现象(1)天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素天然放射现象：某种元素白发地放射射线的现象，叫天然放射现象天然放射现象：表明原子核存在精细结构，是可以再分的(2)放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如图(1):c粒子(2⁴He)(图1)电离作用贯穿能力a氦核组成的粒子流很强很弱β高速电子流较强较强γ高频光子很弱很强2、原子核的衰变：(1)衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒衰变方程新核电荷数增加1新核质量数不变在β衰变中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个电子，即：(2)半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。一放射性元素，测得质量为m,半衰期为T,经时间t后，剩余未衰变的放射性元素的质量为m3、原子核的人工转变：原子核的人工转变是指用人工的方法(例如用高速粒子轰击原子核)使原子核发生转变。(1)质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子。(2)中子的发现：1932年，查德威克用α粒子轰击铍核，发现中子。4、原子核的组成和放射性同位素(1)原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子在原子核中：质子数等于电荷数核子数等于质量数中子数等于质量数减电荷数(2)放射性同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。正电子的发现：用α粒子轰击铝时，发生核反应。1、核能：核子结合成的子核或将原子核分解为核子时，都要放出或吸收能量，称为核能。2、质能方程：爱因斯坦提出物体的质量和能量的关系：E=mc²——质能方程3、核能的计算：在核反应中，及应后的总质量，少于反应前的总质量即出现质量亏损，这样的反就是放能反应，若反应后的总质量大于反应前的总质量，这样的反应是吸能反应。吸收或放出的能量，与质量变化的关系为：△E=△