高中物理基礎知識總結

  物理學是一種自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索分析大自然所發生的現象,以瞭解其規則。今天小編要與大家分享的是:高中物理相關基礎知識的總結,具體內容如下,歡迎參考閱讀!

  第一講:力學

  力學包括靜力學、運動學和動力學。即:力,牛頓運動定律,物體的平衡,直線運動,曲線運動,振動和波,功和能,動量和衝量,等。

  一、重要概念和規律

  ***一***重要概念

  1.力、力矩

  力是物體間的相互作用。其效果使物體發生形變和改變物體的運動狀態即產生加速度。力不能脫離物體而獨立存在.有力作用時,同時存在受力物體和施力物體但物體間不一定接觸。力是向量。力按性質可分重力***G=mg***、彈力***胡克定律f=kx***、摩擦力***0 < f靜< fmax、,f =μN***、分子力、電磁力等。按效果可分拉力、壓力、支援力,張力、動力、阻力、向心力、回覆力等。對於各種力要弄清它的產生原因、特點、大小、方向、作用點和具體效果。

  力矩是改變物體轉動狀態的原因。力矩M=FL通常規定使物體順***逆***時針轉動的力矩為負***正***。注意力臂L是指轉軸至力的作用線的垂直距離。

  2.質點、參照物

  質點指有質量而不考慮大小和形狀的物體。平動的物體一般視作質點。

  參照物指假定不動的物體。一般以地面做參照物。

  3.位置、位移***s***、速度***v***、加速度***a***

  質點的位置可以用規定的座標系中的點表示.

  位移表示物體位置的變化,是由始位置引向末位置的有向線段。位移是向量,與路徑無關.而路程是標量,是物體運動軌跡的實際長度,與路徑有關。

  速度表示質點運動的快慢和方向,它的方向就是位移變化的方向。其大小稱為速率。在S-t圖象中,某點的速度即為圖線在該點物線的斜率。在勻速四周運動中,用線速度v=s/t和角速度ω=φ/t,v是向量,方向為該點的切線方向,兩者的關係為v=ωR。

  加速度表示速度變化的快慢,它的方向與速度變化的方向相同,但不一定限速度方向相同。在v-t圖象中某點的加速度即為圖線在該點切線的斜率。

  在勻速圓周運動中,用向心加速度a=v2/R和a=ω2R描述,其方向始終指向圓心。

  4.質量***m***、慣性

  質量表示物體內含有物質的多少,是一標量且為恆量.慣性指物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質,是物體固有的屬性。慣性由質量來量度,物體的質量越大,其慣性就越大,就越難改變它的運動狀態。

  6.週期***T ***、頻率*** f ***、振幅***A***

  在勻速圓周運動中,週期指物體運動一週的時間,頻率指物體在單位時間內轉動的週數。在簡諧振動中,週期指物體完成一次全振動的時間,頻率指在單位時間內完成的全振動防次數.波動的頻率決定於波源振動的頻率,它跟傳播的媒質無關。週期和頻率的關係;T=1/f。振幅指振動物體離開平衡位置的最大距離。振幅越大,振動能量也越大。

  7.相和相差

  相是決定作簡諧振動的物理量在任一時刻的運動狀態的物理量。相差指兩個振動的相位差,即△Φ=Φ2-Φ1當△Φ=0時,稱為同相;當△Φ=π時,稱為反相。

  8.波長***λ***、波速***v***

  波長指兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相同的質點間均距離。波速指振動傳播的速度。波長、頻率和波速的關係為v=λf。同一種波當它從一種介質進入到另一種介質時,波長和波速要發生改變,但頻率不變。

  9.波的干涉和衍射

  波的干涉指兩個相干波源***兩個波源頻率相同、相差恆定***發出的波疊加時能形成干涉圖樣***某些振動加強的區域和某些振動減弱的區域互相間隔的區域***。其條件:兩個相干波源發出的波疊加。

  波的衍射指波繞過障礙物傳播的現象。發生明顯衍射現象的條件:障礙物或孔的尺寸跟波長差不多。

  10.音調、響度、音品

  這是表徵樂音三個特點的物理量,音調決定於聲源的頻率。響度決定於聲源的振幅。音品決定於泛音的個數、泛音的頻率和振幅。

  11.功***W***

  功是表示力作用一段位移***空間積累***效果的物理量。

  要深刻理解功的概念:①如果物體在力的方向上發生了位移,就說這個力對物體做了功。因此,凡談到做功,一定要明確指出是哪個力對哪個物體做了功。②做功出必須具有兩個必要的因素;力和物體在力的方向上發生了位移。因此,如果力在物體發生的那段位移裡做了功,則物體在發生那段位移的過程裡始終受到該力的作用,力消失之時即停止做功之時。③力做功是一個物理過程,做功的多少反映了在這物理過程中能量變化的多少。④功可用公式W=Fscosα計算。當 0<α<90°時,力做正功,當α=90°時,力不做功,當90°<α<180°時,力做負功***或說成物體克服該力做正功***。⑤功是標量,但功有正負。功的正負僅表示力在使物體移的過程中起了動力作用還是阻力作用。⑥和外力對物體所做的功等於各個外力對物體做功的代數和。

  12.功率***P***

  功率是表示做功快慢的物理量。要注意理解:①公式P=W/t是功率的定義式,表示在時間t內的平均功率。②公式P=Fvcosa表示即時功率。當發動機的功率一定時,牽引力F與速度v成反比,但不能理解為當v趨近於零時F可趨近於無窮大,也不能理解為當F趨近於零時v可趨近於無窮大,這是由於受到機器構造上的限制的緣故。③要注意區別額定功率***發動機在正常工作時的最大輸出功率***和輸出功率間的區別和取系。當發動機的輸出功率等於額定功率時,它所牽引以物體達最大速度。最大速度受額定功率的限制。④在SI制中,功率的單位是瓦特;實用單位有千瓦等。要注意其換算關係。

  13.能量***E***、動能***Ek***、勢能***Ep***

  我們認為能夠對外界做功的物體具有能量。能量是表示物體狀態的物理量。能量是標量。動能和勢能總稱為機械能。

  動能是由於物體運動而具有的能。用公式Ek=mv2/2計算。要注意:①Ek是相對於某一時刻***或某一狀態***的動能,動能與物體的質量和速率有關,而與速度方向無關。②動能是標量,且恆為正值。③物體的動能具有相對性,對於不同的參照物,由於v不同。因而Ek也不同。通常以地面為參照物。

  勢能包括重力勢能和彈性勢能。重力勢能是由於物體被舉高而具有的能。用公式Ep=mgh計算。要注意:①重力勢能是物體和地球組成的系統所共有的。因而重力勢能具有相對性,它的大小決定於參考平面的選擇,通常選擇地面為參考平面。重力勢能的差值不因選擇不同的參考平面而有所不同。②重力對物體做多少正***負***功。物體的重力勢能就減少***增加***多少.重力做功的特點是隻跟物體的起點和終點位置有關,而限物體運動的路徑無關。③重力勢能是標量,但有正負。當物體在參考平面上***下***方時重力勢能為正***負***值。

  彈性勢能是由於物體發生彈性形變而具有的能。任何發生彈性形變的物體都具有彈性勢能.彈力對彈簧做多少正***負***功,彈簧的彈性勢能就減少***增加***多少。彈簧的彈性勢能決定於彈簧被壓縮***或拉伸***的長度及彈簧的倔強係數。

  14.衝量***I***、動量***p***

  衝量I=Ft,是向量,其方向決定於力的方向。 服從向量運演算法則——平行四邊形定則。表示力在時間上的積累效果。有力作用在物體上即使物體產生加速度,但需經過段時間才能改變物體的速度。

  動量p=mv,是向量,其方向決定於速度的方向。服從向量運演算法則——平行四邊形定則。表示物體運動狀態的物理量。

  ***二***重要規律

  1.力的獨立作用原理:當物體受到幾個力的作用時,每個力各自獨尊地使物體產生一個加速度,就像其他的力不存在一植物體的實際加速度為這幾個加速度的向量和。

  2.牛頓運動定律:經典力學的基本定律。適用於低速運動的巨集觀物體。

  牛頓第一定律揭示了慣性和力的物理會義。

  牛頓第二定律***F=ma***揭示了物體的加速度跟它所受的外力及物體本身質皮之間的關係、使用時注意向量性***a與F的方向始終一致***、同時性***有力F必同時產生a***、相對性***相對於地面參照系***、統一性***單位統一用SI制***。

  牛頓第三定律***F=-F'***揭示了物體相互作用力間的關係。注意相互作用力與平衡力的區別。

  3.物體的平衡條件:物體平衡時,即或靜止、或勻速直線運動、或勻速轉動狀態。在共點力作用下物體的平衡條件是F= 0.有固定轉動軸的物體的平衡條件是M=0。注意:對於共點力平衡.必有 M=0。對於固定轉動軸平衡,必有F=0。還要注意力的平衡和物體的平衡的區別。

  4.勻變速直線運動規律:a的大小和方向一定。可以用公式和圖象***s-t圖象和v-t圖象***描述。注意:①公式v=***v0 + vt*** / 2只適用於勻變速直線運動.②判斷初速度不為零的句變速直線運動或測定其加速度的公式為△s=aT2 ,即從任一時刻開始,在連續相等的各時間間隔T內的位移差△s都相等。判斷初速度為零的勻變速直線運動時,方法一;用S1:S2:S3……=1:3:5……判斷***可作為充分必要條件***。方法二:同時滿足△s=aT2 ***僅作為必要條件***和△s / s1=2/1。③利用圖象處理問題時,要注意其點、線、斜率、面積等的物理意義。

  5.曲線運動的規律:利用運動的合成和分解方法。平拋運動可視為水平勻速直線運動豎直方向的自由落體的合運動。

  勻速圓周運動雖向心加速度的大小不變,但方向時刻在變且恆指向圓心,所以是一種變加速運動。其向心力F=mv2/R或F=mω2R,它與速度方向垂直。故只能改變物體的速度方向。向心力不是什麼特殊的力,任何一種力或幾種力的合力都可提供為向心力。

  行星運動的規律由開普勒三定律揭示,三定律分別指明瞭行星運動的軌道、行星沿軌道運動時速率的變化以及週期與軌道半徑的關係***R3/T2=k***。萬有引力定律揭示了行星運動的本質原因,可應用來發現天體並計算天體的質量和密度。

  6.振動和波動的規律:當物體受到指向平衡位置的回覆力作用且阻力足夠小時,物體將作機械振動。振動可分自由振動和受迫振動。當策動力的頻率跟物體的固有頻率相等時,將發生共振,振幅達最大。簡指振動是一種變加速運動.其特點是所受外力的合力符合F=-kx,加速度符合a=-kx/m。這兩個特點可作為判別一個物體是否作簡諧振動的依據。簡諾振動的圖象是正弦***或餘弦***曲線,它表示振動物體的位移隨時間而變化的情況。典型的間諧振動有單擺和彈簧振子等。作簡諧振動的系統的能量是守恆的,振幅越大,能量越大。

  機械振動在煤質中的傳播過程形成機械波。其特點是隻傳播振動的能量而媒質本身並不遷移.波動遵循疊加原理,能發生干涉和衍射現象。波動的任一質點的振動週期***或頻率***和波源的振動週期***或頻率***一致.波動有橫波和縱波之分。波動圖象也是正弦6或餘弦***曲線,它表示某一時刻各個質點的位移。在判別質點振動方向時要注意波動方向。

  7.動能定理

  動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化間的關係。要注意:①動能定理的研究物件是質點***或單個物體***。②由動能定理可知:動力做正功使物體的動能增加Z阻力做負功,使物體的動能減少。③W指作用於物體的各個力所做功的代數和,因此要注意分辨功的正負。④Ek1和 Ek2分別為初始狀態和終了狀態的動能。因此,Ek2-Ek1僅由初末兩個運動狀態決定,不涉及運動過程中的具體細節。⑤公式W=Ek2- Ek1為標量式,但有正負。W為正***負***表示物體的動能增加***減少***。Ek2- Ek1為正***負***也表示物體的動能增加***減少***。

  8.機械能守恆定律

  機械能守恆定律揭示了物體在只有重力***或彈力***做功的情況下,物體總的機械能保持不變及其動能和重力勢能相互轉化的規律。可表示為E2=E1,要注意:①該定律所研究的物件是物體系統。所謂機械能守恆,是指系統的總機械能守恆。②機械能守恆的條件:在只有重力***或彈力***做功的情況下。③El和E2是指物體系統在任意兩個運動狀態時的機械能,並不涉及El和E2間互相轉化的具體細節.④動能定理和機械能守恆定律有一定的關係:當只有重力做功時,應用動能定理可以得機械能守恆定律。

  9.動量定理

  動量定理揭示了物體所受的衝量與其動量變化間的關係。要注意:①動量定理所研究的物件是質點***或單個物體、或可視為單個物體的系統***。②動量定理具有普適性,即運動軌跡不論是直線還是曲線,作用力不論是恆力還是變力***F為變力在作用時間內的平均值***,幾個力作用的時間不論是同時還是不同時,都適用。③F指物體所受的合外力。衝量Ft的方向與動量變化m·△v的方向相同。

  10.動量守恆定律

  動量守恆定律揭示了物體在不受外力或所受外力的合力為零時的動量變化規律。對由兩個物體組成的系統,可表達為m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'要注意:①系統的封閉性。動量守恆定律所研究的物件是物體系統,所謂動量守恆是指系統的總動量守恆。②動量守恆的限制性。守恆的條件是F=0。這包含幾種情況:一是系統根本不受到外力;二是系統所受的合外力為零;三是系統所受的外力遠比內力小,且作用時打很短;四是系統在某個方向上所受的合外力為零、③速度的相對性。公式中的速度是相對於同一參照物而言的。④時間的同時性。系統的動量守恆是指在同一段時間裡物體相互作用前後而言的。⑤動量的向量性.如果系統內物體作用前後的動量在同一直線上。則可選定正方向後用正、負號表示,將向量運算化簡為代數運算M6***N律具有普適性。

  11.碰撞規律

  彈性碰撞同時滿足動量守恆和動能守恆,無能量損失。完全非彈性碰撞只滿足動量守恆,動能損失最大。

  6.功和能的關係

  功是能的轉化的量度。做功的過程總是伴隨著能量的改變,能量的改變需通過做功來實現。功是描述物理過程的物理量,能量是描述物理狀態的物理量。如果只有重力或彈力做功壩u機械能守恆。如果除重力和彈力做功外,還有其他力做功,則機械能和其他形式的能之間發生轉化,但總的能量保持不變,這就是能量的轉化和守恆定律。機械能守恆定律是能量守恆定律的一種特殊情況。

  二、重要研究方法

  1.尋求“守恆量”。物理世界千變萬化,但有些物理量在一定條件下遵循守恆的規律。如力學中,有質量守恆、機械能守恆和動量守恆Z電學中有電荷守恆等.由於守恆定律適用範圍廣。處理問題方便,因此,尋求“守恆量”已成為物理研究的一個重要方面。

  2.運用等量轉化的研究方法。運用這種方法,可進一步揭示相關物理量之間的聯絡,發現新規律.如:由重力做功使物體動能增加,可以得到機械能守恆定律的表達形式之一。

  3.發散思維。多角度地研究同一物理問題。如力學中,從力的瞬時,時間積累、房間積累效果研究,分別發現了牛頓運動定律、動量定理、動能定理,從各個不同的角度揭示了物探規律;為解決問題提供了多種渠道。

  4.選取理想化模型和過程。這是重要的科學抽象理想化的方法,即只研究主要因素而忽略次要因素,使研究問題簡化。如。質點、自由落體、單擺和彈簧振子等理想化模型和平衡、勻變速直線運動。勻速四周運動、拋體運動、簡連振動等理想化物理過程。

  5.解析法。通過定量分析用公式表達物理規律。解析法具有推理嚴密和定量分析的特點

  6.圖象法。通過建立座標系表達物理量之間的變化關係。如:位移圖象、速度圖象、振動圖象、波動圖象等。圖象法具有直觀形象的特點。

  7.隔離法。把研究物件從周圍物體中隔離出來便於受力分析和處理問題。被隔離的研究物件可以是一個物體或物體的一部分,也可以是幾個物體組成的系統。

  8.向量運演算法。按照平行四邊形法則或三角形法則進行。當物體的運動在同一直線上時,可選定一個正方向,將向量運算轉化為代數運算。選定正方向要以處理問題方便為原則,通常可規定初速度方向,加速度方向、座標軸正方向為正方向。

  9.運動的分解合成法。將複雜運動看作由幾個簡單運動所組成。它包括位移、速度、加速度、力的分解與合成。合成和分解要視問題的需要和實際效果進行.正交分解法是常用的方法。

  三、基本解題思路

  歸納起來,力學中有三把金鑰匙,那麼.遇到力學問題,究竟怎樣選用和使用金鑰匙呢?基本思路是:

  1.審清題意,弄清物理過程,明確研究物件,畫好兩圖:物理過程示意圖和研究物件受力分析圖。

  2. 對涉及要求速度和位移的問題,先從能量觀點入手分析往往會帶來方便。即對各個力所做的功,物體速度的變化情況作出分析。如果研究物件是一系統,且只有重力做功,則應用機械能守恆定律解。如果研究物件是一物體,且還有其他力做功.則應用動能定理解.要注意分清正負功。選定零勢能點。初末狀態的機械能或動能、統一單位等問題。

  3.對涉及要求時間和速度的問題,先從動量和衝量觀點入手分析往往會帶來方便。即對各個力的衝量、物體動量的變化情況作出分析。如果研究物件是一系統,且所受合力F=0,則應用動量守恆定律解。如果研究物件是一物體,且F≠0,則應用動量定理解。要注意選定正方向、分清動量和衝量的正負。初末狀態的動量、統一單位等問題。

  4. 對涉及要求加速度和時間的問題,先從牛頓運動定律入手分析往往會帶來方民即對研究物件分析其運動狀態和受力情況後,列出其運動方程,必要時再運用運動學公式解之。要注意分析各運動過程中物體的受力情況、選定正方向。統一單位等問題。

  5.選用上述三把金鑰匙解題是相對的。一切要視具體問題來定。有時需同時用之,有時可分別用之。這就需要通過解題不斷總結經驗教訓。才能深刻領會,靈活運用。

  解答力學問題通常可按如下思路進行:

  1.審清題意,弄清物理過程,畫出示意圖。

  2.明確研究物件,正確受力分析,畫出受力圖。

  3.選取座標系,規定正方向。

  4.選準物理規律,列出方程.

  5.解出所求物理量的文學表示式,代入統一單位後的資料。

  6.計算結果,驗算討論。

  四、複習建議

  通過本講力學的複習,要求明確力學中以牛頓運動定律為核心的知識整體結構,深刻理解以力、速度、加速度、質量等為主體的重要力學概念,熟練掌握靜力學、運動學和動力學中的重要規律。要求明確力學中以牛頓運動定律、動能定理和機械能守恆定律、動量定理和動量守恆定律為核心的知識體系,深刻理解功、功率、動能、勢能、機械能、動量、衝量等重要概念,熟練掌握動能定理、機械能守恆定律、動量定理、動量守恆定律等重要規律,能靈活地運用三把力學金鑰匙解決力學問題,不斷開拓解題思路,增強解題能力。進一步瞭解研究力學乃至研究物理學的重要研究方法,能似明晰的思路熟練地解決有關力學問題。繼續激發學習物理的興趣,薰陶良好的學習***包括複習***習慣,培養能力,開發智力,併為後續內容的複習打下良好的基礎。

  1.制訂複習計劃

  為加強計劃性,提高複習效率,應當注重制訂切實可行的複習計劃。一般分兩輪進行:第一輪要求一章一節全面細緻的複習,著重抓好基礎。第二輪要求深化知識,綜合提高,靈活運用。要注重重點內容的專題複習,在重解題方法和技巧的靈活運用,注重解題規範化和實驗技能的訓練,注重科學的安排時間以提高複習效率。切忌重理論輕實際、重資料輕教材、重結論輕過程、重解題輕應用的不良傾向.

  2.把握知識的深廣度

  要切實遵循大綱和教材,不要隨意拓寬加深,注意擺脫題海,避免陷入偏、怪、難的歧途,要把握好知識的深廣度。如下列內容不作要求:靜摩擦係數的概念,物體的一般平衡條件和開普勒三定律等物理規律,按有效數字規則運算,用速度圖象去計算問題,互換振動圖象和波動圖象。對向量運算僅限於解直角三角形,對力矩平衡問題僅限於有固定轉動軸的情況,對連線體問題僅限於相連物體的加速度大小和方向相同的情況,對有關向心力的計算僅限於掏心力是由一條直線上的力合成的情況,對豎直平面上的圓周運動僅限於計算最高點和最低點的有關問題.關於負功的概念,只要求明確它的物理意義。關於功率的概念,有時由於負功的出現也會遇到功率是負值的情況,則僅要求知道它的物理意義是阻力在單位時間裡所做的功。關於彈性勢能,只要求定性瞭解它的產生、與哪些因素有關、與其它能的轉化,而不要求用公式進行計算。不要求用功能關係解題。關於碰撞,只研究正碰,不區分彈性碰撞和非彈性碰撞,且只討論一維的情況。應用動量定理和動量守恆定律解題只限於一維的情況。

  3. 掌握知識結構

  力學所研究的物件是質點和有固定轉動軸的物體。力學所研究的物理現象是平衡狀態、勻變速直線運動、拋體運動、勻速圓周運動、振動和波動、反衝運動、碰撞等。力學所研究的方法及其獲得的規律可分為:從力的角度考慮,有牛頓運動定律,動量定理和動量守恆定律;從能的角度考慮,有動能定理和機械能守恆定律.為此,要十分注重深化對力學概念、規律和思維方法的理解和應用。

  力學從總體上可分運動學和動力學兩大部分,靜力學只是運動學中當速度為零***或角速度為定值***時的特殊情況。運動學所研究的是物體的運動狀態,描述的是運動現象;而動力學所研究的則是改變物體運動狀態的原因,即從力和能兩個不同的角度揭示了運動的本質***即三把力學金鑰匙***。學習力學的過程就是不斷分析運動現象與揭示運動本質的過程。在總複習之時,應當充分意識到這一點,從而更好地將已學過的揭示本質的物理規律去分析和解決已學過的運動現象和尚未遇見的許多問題。

  4. 要注意深化對物理概念的理解

  如,關於功的概念,在初中規定功W=FS,其中S為物體在力的方向上通過的距離。在高中則將功定義為W=FScosα,即功等於力跟物體在力的方向上的位移的乘積。討論了正功和負功的意義以及合外力所做功的計算方法。研究力做功除了力學中涉及的力外,還有電場力、磁場力、洛舍茲力等,複習時,要把它們串起來,比較它們做功的特點。在高中學習能量時,進一步揭示了功的本質,功是描述物理過程的物理量。做功總是伴隨著能量的轉化。關於功率的概念,討論了平均功率、即時功率、額定功率、輸出功率等概念。關於能量的概念,從初中的定性研究發展至高中的定量計算動能和重力勢能。通過動能定理、機械能守恆定律,定量地揭示了功和能的關係;功是能量轉化的量度,能量在轉化中保持守恆.

  5.要注意揭示物理規律之間的區別和內在聯絡

  從力的角度總結出了牛頓運動定律、動量定理、動量守恆定律。從能的角度總結出了動能定理、機械能守恆定律。雖然,從不同的角度所得的規律不同,但描述的是同一物理現象,揭示的本質是一致的。當然,也有著許多不同之處,要注重通過列表等形式從研究物件、研究角度、適用範圍、成立條件、向量性、解題思路等方面加以比較,以加深對相近知識的理解。

  6.要注意加強思維訓練

  可先以物理規律為專題訓練收斂思維,歸納出運用三把力學金鑰匙解題的不同的基本思路。然後,可在解同一道題時,訓練發散思維,從多角度地考慮問題,防止用某一規律訓練解題所造成的思維定勢,從而有效地培養靈活地綜合應用知識的能力.

  第二講:電磁學

  本講內容包括靜電場、穩恆電流、磁場、電磁感應、交流電、電磁振盪和電磁波。

  一、重要概念和規律

  ***一***重要概念

  1.兩種電荷、電量***q***

  自然界只存在兩種電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫做正電荷,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒上帶的電荷叫做負電荷。注意:兩種物質摩擦後所帶的電荷種類是相對的。電荷的多少叫電量。在SI制中,電量的單位是C***庫***。

  2.元電荷、點電荷、檢驗電荷

  元電荷是指一個電子所帶的電量e=1.6×10-19C。點電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗電荷是指電量很小的點電荷,當它放入電場後不會影響該電場的性質。

  3.電場、電場強度***E***、電場力***F***

  電場是物質的一種特殊形態,它存在於電荷的周圍空間,電荷間的相互作用通過電場發生。電場的基本特性是它對放入其中的電荷有電場力的作用。電場強度是反映電場的力的性質的物理量。

  描述電場強度有幾種方法。

  其一,用公式法定量描述;定義式為E=F/q,適用於任何電場。真空中的點電荷的場強為E=kq/r2。勻強電場的場強為E=U/d。 要注意理解:①場強是電場的一種特性,與檢驗電荷存在與否無關。②E是向量。它的方向即電場的方向,規定場強的方向是正電荷在該點受力的方向。③注意區別三個公式的物理意義和適用範圍。④幾個電場疊加計算合場強時,要按平行四邊形法則求其向量和。

  其二,用電場線形象描述:電場線的密***疏***程度表示場強的強***弱***。電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。勻強電場中的電場線是方向相同、距離相等的互相平行的直線。要注意:a.電場線是使電場形象化而假想的線.b.電場線起始於正電行而終止於負電荷。c.電場中任何兩條電場線都不相交。電場力是電荷間通過電場相互作用的力。正***負***電荷受力方向與E的方向相同***反***。

  4.電勢能***B***、電勢***U***、電勢差***UAB***

  電勢能是電荷在電場中具有的勢能。要注意理解:①物理意義;電荷在電場中某點的電勢能在數值上等於把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功。②電勢能是相對的,通常取電荷在無限遠處的電勢能為零,這樣,電勢能就有正負。③電場力對電荷所做的正***負***功總等於電荷電勢能的減少***增加***,即WAB=εA-εB。***A點電勢高於B點***。④電場力移動電荷做功,只跟電荷的始、末位置有關,跟具體路徑無關。

  電勢是反映電場的能的性質的物理量.描述電勢有幾種方法。其一,用公式法定量描述:電場中某點的電勢定義為U=ε/q。要注意理解:①電勢是電場的一種特性,與檢驗電荷存在與否無關。②電勢是標量。③在SI制中的單位:1V=1J/C。④電勢是相對的,通常取無限遠處***或大地***的電勢為零,這樣,電勢就有正負。⑤幾個電場疊加計算合電勢時,只需求各個電場在該點產生的電勢的代數和。其二,用等勢面形象描述:任意兩個等勢面不能相交。等勢面與電力線垂直。不同等勢面的電勢沿電力線方向逐漸降低。任何相鄰兩等勢面間的電勢差相等,場強大***小***的地方等勢面間的距離小***大***。在同一等勢面上的任何兩點間移動電荷時,電場力不做功。在勻強電場中的等勢面是一族限電力線垂直的平面。

  電勢差指電場中兩點間的電勢的差值,有時又叫做電壓。表示為UAB=UA-UB。注意:①電場中兩點間的電勢差值是絕對的。電場中某點的電勢實際上是指該點與無窮遠處間的電勢差。②電勢差有正負,UAB=-UBA。

  5.電客***C***

  電容器的電容定義為C=Q/U。注意理解:①電容是表徵電容器特性的物理量。對於給定的電容器,C一定。②電容器所帶電量指每個導體***或極板***所帶電量的絕對值。③電容器的電容隻眼它的結構***兩個導體的大小、形狀、相對位置***、介質性質有關,而與它所帶的電量q和電勢差U無關。④平行板電容器的電容C=εS/4πkd,表示C與介電常數ε成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比。⑤電容器的額定電壓應低於擊穿電壓。

  6.電流強度***I***

  電流強度是表示電流強弱的物理量。定義為I=q/t,要注意理解:①電流的形成:電荷的定向移動。②導體中存在持續電流的條件:一是要有可移動的電荷;二是保持導體兩端的電勢差***如電源***。③電流的方向:規定正電荷的移動方向為電流方向。在外***內***電路電流從電源的正***負***極流向負***正***極。④導體中自由電子定向移動速率並不快,電流的傳導速率即電場的傳播速率等於光速。

  7.電阻***R***、電阻率***ρ***、超導體

  電阻是表示導體對電流的阻礙作用的物理量,定義為R=U/I,其單位根據歐姆定律規定是歐姆,即1歐=1伏/安。電阻是導體的一種特性。電阻率是反映材料導電性好壞的物理量,根據電阻定律定義為ρ=RS/l,單位是歐姆“Ω·m”,各種材料的電阻率都隨溫度而變化,金屬的電阻率隨溫度的升高***降低***而增大***減小***。當溫度降低到絕對零度附近時某些金屬、合金和化合物的電阻率會突然減小為零,此謂超導現象。處於這種狀態的導體叫做超導體。超導體的電阻為零。

  8.電功***W***電熱***Q***、電功率***P***

  電功是描述電路中電能轉化為其它形式的能的物理量。可表示為W=UIt。在純電阻電路中,W=UIt=I2Rt=U2t/R。電功的實用單位 1幹瓦小時***度***=3.6×106焦。電熱指電流通過導體產生的熱量。在純電阻電路里,W=Q,即電能全部轉化為內能。在非純電阻***如含電動機、電解槽等用電器***電路里,w>Q;電功率是描述電流做功快慢的物理量,可表示為P=W/t=UI。在純電阻電路中,P=UI=I2R=U2/R。

  9.電源、電動勢***ε***、路端電壓***U***

  電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置。對於給定的電源,電動勢、內電阻和允許通過的最大電流一定。電動勢是表徵電源特性的物g量之一。要注意理解:①S是由電源本身所決定的,跟外電路的情況無關。②ε的物理意義;電動勢在數值上等於路中通過1庫侖電量時電源所提供的電能。③注意區別電動勢和電壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉化成電能的物理量,是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉化為其他形式的能的物理量,是反映電場力做功的特性。路端電壓是外電路兩端的電壓。可表示為:U=ε-U'***U'= Ir***。要明確:①U隨I的變化規律。當I增大時,U減小;當I=0時,U=ε。②U隨R的變化規律:當R增大***減小***時,U隨著增大***減小***當R→∞***斷路***時,U=ε***據此原理可用伏特計直接測ε***。當R→0***短路***時,U→0,此時有I=ε/r,電流很大。

  10.磁性、磁體、磁極、磁化

  磁性指物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質。具有磁性的物體叫磁體。磁體上最強的部分叫磁極,指南***北***的磁極叫南***北***極,用S***N***表示。磁化指使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程。

  11.磁場、磁感強度***B***

  磁場是一種特殊形態的物質,它存在於磁體周圍的空間,磁體間的相互作用通過磁場發生。磁場的基本特性是它對放入其中的電流***或磁極***有磁場力的作用。磁感強度是反映磁場的力的性質的物理量。描述磁感強度有幾種方法。其一,用公式定量描述。定義式為B=F/Il。要注意理解 :①B是磁場的一種特性,與磁場力F、電流強度I、導線長度l無關。B不是電流I所產生的磁場。②B是向量。它的方向即圍場的方向,規定B的方向是磁針N極在該點受力的方向。③在SI制中,B的單位為***T***特斯拉。其二,用磁感線描述:磁感線的密***疏***程度表示磁場的強弱。磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向.勻強磁場中的磁感線是方向相同的距離相等的互相平行的直線;直線電流磁場的磁力線是以導線上各點為圓心的在限導線垂直的平面上的同心圓,通電螺線管磁場的磁力線與條形磁鐵相似。要注意:a.磁感線是使磁場形象化而假想的線。b.磁感線是閉合曲線,在磁體外***內***部,從N***S***極到S***N***極。③磁場中任何兩條磁力線都不相交。

  12.磁通量***Φ***

  為了研究穿過某一個面上的磁場,定義磁通量Φ=BScosθ要理解:①適用於勻強磁場。②物理意義:穿過磁場中某個面的磁感線條線。③θ為所研究的平面的法線與B的夾角。④磁通量有正負。⑤在SI制中的單位為韋伯***Wb***,⑤由B=Φ/S,常稱磁通密度。

  13.電磁感應、感應電動勢***ε***、感應電流***I***

  電磁感應是指利用磁場產生電流的現象。所產生的電動勢叫感應電動勢。所產生的電流叫感應電流。要注意理解;①產生感應電動勢的那部分導體相當於電源。②產生感應電動勢與電路是否閉合無關,而產生感應電流必需閉合電路。③產生感應電流的兩種敘述是等效的,即閉合電路的一部分導體作切割磁力線運動與穿過閉合電路中的磁通量發生變化等效。

  14.自感現象、自感電動勢、自感係數***L***

  自感現象是指由於導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象。飾產生的感應電動勢叫自感電動勢。自感係數簡稱自感或電感,它是反映線圈特性的物理量。線圖越長,單位長度上的匝數越多,截面積越大,它的自感係數越大。另外,有鐵心的線圇的自感係數比沒有鐵心時要大得多。

  15.交流電、表徵交流電的物理量

  交流電是指電流強度和方向都隨時間作週期性變化的電流。交流電有單相和三相之分。中學所研究的是正弦交流電. 最大值 交流電的最大值是交流電在一週期內所能達到的最大值.有效值 交流電的有效值是根據電流熱效應規定的,即如果在相同時間內交流電和直流電通過相同的電阻所產生的熱量相等,則把這直流電的數值叫做這交流電的有效值。有效值=最大值/ 。注意:①該關係式適用於按正弦現律變化的交流電。②電氣裝置上所標的額定電壓和額定充流以及電錶測量的數值一般指有效值。③我國的交流電,照明電路電壓為220伏,動力電路電壓為380伏。週期***T***和頻率***f***都是表徵交流電變化快慢的物理量.其關係為:T=1/f。我國的交流電的週期為0.02S,頻率是50Hz,電流方向每秒改變100次。

  16.振盪電流、電磁振盪

  振盪電流指大小和方向都作週期性變化的電流。通常由自感線圈和電容器組成的振盪電路***稱LC迴路***產生。電磁振盪是一種物理現象;在振盪電路裡產生振盪的過程中,電容器極板上的電荷、迴路中的電流以及與它們相聯絡的磁場和電場都在作週期性變化。電磁有無阻尼振盪***等幅振盪***和阻尼振盪***減幅振盪***之分。電磁振盪的過程可與簡諧振動相類比。

  17.電磁場、電磁波

  電磁場是指由變化的電場和磁場組成的不可分離的統一的場。電磁場由近及遠地傳播形成電磁波。要注意理解:①沒有靜止的電磁場。②電磁波是橫波,它的傳播方向、電場方民_磁場方向互相會直。③傳播電磁波不需要介質。

  ***二***、重要規律

  1.電荷守恆定律

  電荷守恆定律揭示了在電荷的分離和轉移的過程衝總量保持不變的規律。要注意它在中和現象、三種起電***接觸起電、摩擦起電、感應起電***過程、靜電感應現象中的應用。

  2.庫侖定律

  庫侖定律反映了電荷間相互作用力的規律。可表示F=kQ1Q2/r2,其中靜電力恆星k=9X109N·m2/C2.要注意:①適用於真空中的點電荷。②應用公式時,可把q和F的絕對值代入計算,庫侖力的方向根據電荷的正負來判斷。

  3.處於靜電平衡狀態的導體的特點

  處於靜電平衡狀態***指導體中沒有電荷定向移動的狀態***的導體的特點有四;其一,內部的場強處處為零。其二,表面上任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。其三,電行只能分佈在導體的外表面上***可用法拉第圓筒實驗驗證***。其四,該導體是一個等勢體,它的表面是一個等勢面。

  4.電勢差限電場力做功、跟電場強度的關係

  電場中移動電荷時電場力做的功跟電勢差的關係為W=qU。要注意:①公式適用於任何電場。②q、U、W三個量都有正、負。為避免錯誤,應用時,均取絕對值,功的正負可從電荷的正負及移動方向加以判斷。③在電場力作用下,正***負***電荷總是從高***低***電勢處移向低***高***電勢處,且電荷的電勢能減小。電勢差跟電場強度的關係可從以下三方面理解:①大小關係:①U=Ed***適用於勻強電場,d為沿電場線方向的兩點間距離***。②方向關係:場強的方向就是電勢降低最快的方向.③單位關係:1V/m=1N/C。

  5.帶電粒子在電場中的運動規律

  帶電粒子在重力、電場力作用下。或處於平衡狀態、或加速、或偏轉***在勻強電場中作類拋體運動***。其運動規律同樣遵循力學的三把金鑰匙、只是在受力分析時要多考慮一個電場力而已。

  6.電阻定律

  電阻定律是一個實驗定律,它揭示了影響導核電阻的因素間的關係。要注意理解:①當溫度不變時,導線的電阻是由它的長短、粗細、材料決定的。而與加在導體兩端的電壓和通過的電流強度無關。②電阻還隨著溫度的升高而增大。③該公式適用於粗細均勻的金屬導體及放度均勻一致的電解液

  7.歐姆定律

  部分電路歐姆定律為:I=U/R,要注意:①公式中的I、U、R三個量必須是屬於同一段電路的。②適用範圍;適用於金屬導體和電解質的溶液,不適用於氣體。或理解為僅適用於不含電源的某一部分電路。閉合電路歐姆定律可表示為:I=ε/***R+r***,要注意:①適用於包括電源的整個閉合電路。②會從能量的轉化觀點理解Iε=IU+Ir的物理意義,明確電源的總功率***Iε***、輸出功率***IU***和內電路消耗的功率***IU'***及其關係。

  8.焦耳定律

  焦耳定律是定量反映電流熱效應的規律。在SI制中表示為Q=I2Rt。要注意;①對任何電路,只要有電阻R存在,由電流熱效應產生的熱量都可用該公式計算。②在純電阻電路中,還可表示為Q=UIt或U2t/R。③在SI制中Q用焦作單位。

  9.電路串並聯和電源串並聯的特點

  電路串並聯要注意理解電壓分配、電流分配、功率分配的規律。電源***相同電池***串並聯要注意適用條件:當用電器額定電壓高於單個電他的電動勢時,應採用串聯電池組。當用電器的額定電流比單個電地允許通過的最大電流大時,應採用並聯電池組。必要時採用混聯電池組。

  10.改裝電錶的原理

  將電流計改裝成優特計.需給電流計串聯一個分壓電阻,該電阻可由R串=***n—1***Bg計算,其中n=U/Ug為電壓量程擴大的倍數。將電流計改裝蟎安始計,需給電流計並取一個分流電阻,該電阻可由IgRg=***I-Ig***R並計算,其中n=I/Ig為電流量程擴大的倍數。

  11.測量電阻的方法

  ***1***用伏安法測。應明確:當測量小***大***電阻時應採用安培計外***內***接法。***2***用歐姆計測。應理解:①這是一種能直接讀出電阻值的粗略測量方法。②要先調零再測量。

  12.磁極間的作用規律

  磁極間相互作用的磁和同***異***名磁極相斥***吸***。

  13.判定磁場方向的法則

  用安培定則判定。注意;當判定直線電流的磁場方向時,大拇指表示充流方向,四指表示磁感線的環繞方向.當判定環形電流和通電螺線管的磁場方向時,大姆指表示磁感線的方向。四指表示電流方向。

  14.磁場對電流的作用規律

  ***1***大小:電流所受的磁場力通常稱為安培力。其大小F=BIlsinθ,注意:①適用於勻場磁場中長直通電導線.②θ為I與B的夾角。磁場對通電線圈有磁力矩作用,其大小 M=BIScosθ。注意:①適用於勻強磁場和輻向磁場 ②S為線圈***不一定有規則***面積。③θ為B與線圈平面的夾角。磁場對運動電荷的作用力通常稱為洛侖茲力。其大小f=qvBsinθ。注意:①洛侖茲力是磁場對單個運動電荷的作用力,而安培力是磁場對通電導線上電流的作用力。②θ為B與v的夾角。在勻強磁場中,若θ=0,則電荷做勻速直線運動;若θ=90°,則電荷在向心力f=qvB作用下做勻速圓周運動,可以證明,電荷的運動週期跟軌道半徑和運動速率無關。③f對運動電荷不做功。

  ***2***方向:由左手定則判既注意:當判定洛侖茲力方向時,四指的指向與正***負***電荷的運動方向相同***反***。

  15.電磁感應規律

  ***1***感應電動勢的大小:由法拉第電磁感應定律確定。公式一:ε=△Φ/△t。注意;①該式普遍適用於求平均感應電動勢.②ε只與穿過電路的磁通量的變化率△Φ/△t有關,而與磁通的產生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結構與材料等因素無關。公式二:ε=Blvsinθ。注意:①該式通常用於導體切割磁力線之時。且導線與磁感線互相垂直。②θ為v與B的夾角。l為導體切割磁感線的有效長度***即l為導體實際長度在垂直於B方向上的投影***。公式三:ε=L△I/△t。注意:①該公式由法拉第電磁感應定律推出。適用於自感現象。②ε與電流的變化率△I/△t成正比。

  ***2***感應電動勢和感應電流的方向:感應電動勢和感應電流的方向是一致的,均由楞次定律和右手定則來判定。方法一:楞次定律。注意:①正確理解楞次定律比右手定則有更深刻的物理本質。反映了在電磁感應現象中能的轉化與守恆規律。即發電機的基本原理:機械能轉化為電能。②普遍適用。只是當導體和磁場無相對運動時,用楞次定律較方便。③掌握應用楞次定律的正確步驟;第一步,明確原磁場的方向及穿過閉合電路中的磁通量增減情況;第二步。根據格次定律確定感生電流的磁場方向;第三步,利用安培定則確定感應電流的方向。要深刻理解“阻礙”兩字的含義,阻礙不同於相反。方法二:右手定則。注意:①兩種判斷方法結論一致。當導體和磁場有相對運動時,用右手定則較方便。右手定則可視為楞決定律的特殊情況.②與左手定則的區別。

  15. 交流電的變化規律

  ***1***用函式式表示:感應電動勢的瞬時值為:e=εmsinωt,εm=2Blv。電流的瞬時值為:i=Imsinωt,Im=εm/R。***2*** 用函式圖象表示:是正弦函式圖象。

  16.變壓器的變壓原理和變壓規律

  變壓原理:在原、副線圈中由於電流交變而發生互相電磁感應使之變壓。應理解;①變壓過程的本質是傳遞能量。②變壓過程中穿過原、副線圈的交變磁通量相同,每匝線圈的感生電動勢相等。③適用於交流電。直流電不能用變壓器變壓。變壓規律:對於理想變壓器有U1/U2=n1/n2,I1/I2=n2/n1注意:該式僅適用於只有一個副線圈的情況。當有幾個副線圈時,每個副線日與原線圈均有這種獨立關係,且變壓器的輸出電流工:應等於各副線圈中的電流之和。③輸入功率等於輸出功率。

  17.電磁振盪的規律

  電磁振盪的固有周期T、固有頻率f。注意:①適用於無阻尼自由振盪***不再從外界獲得能量***。@T或f與振幅無關。

  18.麥克斯韋電磁場理論

  該理論的要點為;任何變化的電***磁***場都要在周圍的空間產生磁***電***場。要理解:均勻變化的電***磁***場在周圍產生穩擔的磁***電***場;振盪電***磁***場在周圍空間產生同樣頻率的磁***電***場。

  二、重要研究方法

  1.用比值定義物理量 若比值為恆量,則反映了物質的某種性質。如:物質的密度ρ、導體的電阻R、電場強度E、電勢U、電容C等。

  2. 類比 如:將電場與重力場、電場強度E與重力場強度***即重力加速度g***、電勢能與重力勢能、等勢面與等高線相類比。將電磁振盪與簡諧振動、電磁波與機械波、電指振與振動的共振相類比。其優點是利用已學過的知識去認識有類似特點或規律的未知抽象知識。

  3.運用形象思維 如:用電場線和等勢面描述電場的性質,幫助理解電場強度和電勢等抽象概念,用小磁針和磁感線描述磁場的性質.用安培定則、左手定則描述相關物理量間的關係,提供判定某物理三的方向等。以達到由形象思維上升到抽象思維的境界。

  4.運用等效思想 如;藉助等效電阻、等效電路簡化電路,便於解題。

  5.極端分析法 如:研究閉合電路兩端點的電壓即路端電壓、用電鍵的閉合和斷開、變阻器滑片移至兩極端、使電路斷路和短路等都是運用了極端分析的思想方法。

  6.尋求守恆規律 如:電荷守恆定律。在純電阻電路中,電功等於電熱。法拉第電磁感應定律和楞次定律反映了在電磁感應現象中的能量轉化與守恆規律。在工C迴路中,電場能和磁場能的相互轉化。這實際上是能是守恆定律的具體體現。

  7.運用圖象法研究 如:在I-U座標息中畫出金屬導體的伏安特性曲線來研究導體的電阻。在U-I座標系中畫出圖線來研究路端電壓隨電流的變化規律,並藉助它測算ε和r。用正弦函式圖象描述正孩交流電、振盪電流。

  8.實驗檢測 如:用驗電器檢測物體上是否帶電、帶何種電、帶多少電,用靜電計檢測導體間的見勢差。用庫侖扭秤研究庫侖定律,用伏特計測電壓,用安培計測電流強度,用歐姆計測電阻等。

  9.觀察和實驗 觀察和實驗是揭示物理規律的基本方法,物理規律依靠實驗來證實。如:奧斯特實驗發現了電流的磁場,羅蘭實驗證實了運動電荷能產生磁場,從而揭示了磁現象的電本質。用電子射線管檢驗了運動電荷在磁場中受到洛侖茲力的設想。法拉第的電磁感應實驗使他的“把磁轉變成電”的光輝思想變為現實.赫茲實驗證實了電磁波的存在。還如:用示波器觀察波形,用萊頓瓶說明電諧振等。

  三、基本解題思路

  解答電場和電路問題的基本思路大致與解力學和熱學問題相仿,下面擇其不同之處作些說明:

  1. 關於研究物件。電場中的研究物件往往是電場中的某一點或某一個電荷。電路的研究物件住在是某些元件***包括電源、用電器、電錶等***或一段電路.

  2.關於受力分析。由於電場的參與,要多考慮一個電場力***庫侖力***。

  3.關於物理過程。電場中主要研究靜電平衡、帶電粒子在電場中的運動***平衡、加速、偏轉***等.電路主要研究電路變化,如通過電鍵、轉換開關、變阻器變換電路的組成並引起了電路中各個量的變化。為了便於認識電路,常常先要畫出簡化的等效電路。

  4. 關於狀態參量的分析。表徵電場的狀態量主要有場強、電勢、電勢能等,引起電場狀態量變化的是力、功等。表徵電路的狀態量有電壓、電流等,引起電路狀態量變化的是電阻等。要抓住關鍵的物理量,如並聯電路中的電壓相等、串聯電路中的電流相等、變化電路中電源的電動勢和內阻不變、在全電路中能量守恆等.

  解答磁場和電磁場問題的基本思路大致與前面的相仿,下面擇其不同之處作些說明:

  1.關於研究物件。四場中的研究物件往往是小磁針、帶電粒子、通電直導線、通電線圈、閉合迴路等。還有如:變壓器、電磁波、振盪電流等。

  2.關於受力分析。由於磁場的參與,要多考慮一個磁場力***安培力、洛侖茲力***。

  3.關於物理過程。磁場中主要研究:通電導體受力平衡和帶電粒子受到洛侖茲力而作勻速圓周運動,電磁感應現象,交流電和振盪電流的正弦變化過程,電磁波的發射、傳播和接收過程等.一些問題的物理過程往往是在三維空間進行,為此,要善於發揮空間想象力,選擇恰當的平面檢視***如以通電導線的橫截面作為受力面***將立體圖形轉化為平面圖形,畫出簡明的物理過程示意圖。

  4.關於狀態參量的分析。要抓住關鍵的物理量,如:磁場中運動物體的力***由此涉及加速度、衝量等***和骼***由此涉及功、動能、勢能***,電磁感應中的磁通量變化率,交流電中的最大值***或有效值***和週期***或頻率***、傳播電磁波的頻率和波長、振盪電流的週期〔或頻率***等。

  5.注重方向的分析與判斷。尤其是B的方向、安培力和洛侖茲力的方向、通電線因所受磁力矩後的轉動方向、感應電動勢和感應電流的方向等。

  四、複習建議

  1.通過對電磁學的複習,要求明確以電場和電路為主線的知識體系,深刻理解電場力、電場強度、電勢能、電勢、電勢差和電壓、電容、電動勢、電流強度、電阻、電功、電功率等重要概念,熟練掌握庫侖定律、電場力做功的規律、串並聯電路和串並聯電池的特點、歐姆定律、焦耳定律等重要規律。熟悉電流計、伏特計、安培計、歐姆計的測量原理和測量技能。要明確以電和進相互轉變為主線的知識體系,深刻理解磁感應強度、磁通量、電磁感應、感應電動勢、感應電流。自感係數、表徵交流電的物理量***最大值和有效值、週期和頻率***、電磁振盪、振盪電流、電磁場、電磁波等重要概念.熟練掌握磁極間的作用、磁場對電流的作用、法拉第電磁感應定律、幾個有關判定方向的定則***安培定則、右手定則、左手定則***、交流電的變化、變壓器、電磁振盪、麥克斯韋電磁場理論等重要規律。

  2.把握知識的深廣度

  應用庫侖定律求解的題目難度不超過固定在一條直線上的三個電荷的相互作用。電場疊加問題不要求計算不在一條直線上的電場強度的疊加。對電勢能不要求討論正電荷或負電荷形成的電場中正負電荷的電勢能的正負問題。帶電粒子在勻強電場中的偏轉只限於帶電粒子進入電場時速度的方向垂直於場強的方向情況.對平行板電容器不要求記住其電容公式並作定量計算。對直流電路計算不要求解含有反電動勢的電路和有關電橋的問題。計算安培力時只要求掌握I與B垂直的情況.計算洛舍茲力時只要求掌握v跟B垂直的情況,計算導體切割磁力線產生感應電動勢時只要求掌握l垂直於B、v的簡單情況,不要求用自感係數計算自感電動勢。

  3.要進一步明確電磁學知識的整體結構

  對於電場,從力和能兩個角度研究分別得到了表徵電場性質的兩個物理量:電場強度和電勢。對於電路,從研究穩恆電流得到了以電源、電路、電錶為體系的有關概念和規律。從電的系列看,由靜電***電場***至動電,而學過的動電有:穩恆電流、交流電、振盪電流等.電流有三大效應:熱效應、磁效應、化學效應,本講涉及電流的磁效應.電轉變為磁的具體形式較多,但究其本質是磁場起源於運動電荷。從磁的系列看,由磁轉變為電的具體形式也很多,但究其本質是穿過閉合電路的磁通量發生變化。

  4.要善於把握研究問題的思想方法

  研究力學、熱學、電學的思想方法和解題思路有許多是相類似的,只是具體的研究物件、物理過程、狀態參量有所不同而巳。

  5.要善於從能量的觀點去揭示物理現象的本質

  如;電場中電勢能和重力勢能、粒子動能之間的轉換,電路中電能、化學能、內能之間的轉換、磁現象的電本質是運動電行產生磁場,電磁感應現象的本質是能量的轉化和守恆,麥克斯韋電磁場理論的本質依據是能量的轉化和守恆,電磁波傳播的本質是傳播能量,電磁振盪的本質是電場能和磁場能的相互轉化和守恆等等,因此,在解題時須注意靈活運用。

  第三講:光學

  光學包括兩大部分內容:幾何光學和物理光學.幾何光學***又稱光線光學***是以光的直線傳播性質為基礎,研究光在煤質中的傳播規律及其應用的學科;物理光學是研究光的本性、光和物質的相互作用規律的學科.

  一、重要概念和規律

  ***一***、幾何光學基本概念和規律

  1、基本概念

  光源 發光的物體.分兩大類:點光源和擴充套件光源.點光源是一種理想模型,擴充套件光源可看成無數點光源的集合.光線——表示光傳播方向的幾何線.光束 通過一定面積的一束光線.它是溫過一定截面光線的集合.光速——光傳播的速度。光在真空中速度最大。恆為C=3×108m/s。丹麥天文學家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉齒輪法測出了光這。實像——光源發出的光線經光學器件後,由實際光線形成的.虛像——光源發出的光線經光學器件後,由發實際光線的延長線形成的。本影——光直線傳播時,物體後完全照射不到光的暗區.半影——光直線傳播時,物體後有部分光可以照射到的半明半暗區域.

  2.基本規律

  ***1***光的直線傳播規律 先在同一種均勻介質中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。

  ***2***光的獨立傳播規律 光在傳播時雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規律繼續傳播。

  ***3***光的反射定律 反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分佈於法線兩側;反射角等於入射角。

  ***4***光的折射定律 折射線、人射線、法織共面,折射線和入射線分居法線兩側;對確定的兩種介質,入射

  角***i***的正弦和折射角***r***的正弦之比是一個常數.介質的折射串 n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質射向光疏介質;②入射角大於臨界角A,sinA=1/n。

  ***5***光路可逆原理 光線逆著反射線或折射線方向入射,將沿著原來的入射線方向反射或折射.

  3.常用光學器件及其光學特性

  ***1***平面鏡 點光源發出的同心發散光束,經平面鏡反射後,得到的也是同心發散光束.能在鏡後形成等大的、正立的虛出,像與物對鏡面對稱。

  ***2***球面鏡 凹面鏡有會聚光的作用,凸面鏡有發散光的作用.

  ***3***稜鏡 光密煤質的稜鏡放在光疏煤質的環境中,入射到稜鏡側面的光經稜鏡後向底面偏折。隔著稜鏡看到物體的像向項角偏移。稜鏡的色散作用 複色光通過三稜鏡被分解成單色光的現象。

  ***4***透鏡 在光疏介質的環境中放置有光密介質的透鏡時,凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發散作用.透鏡成像作圖 利用三條特殊光線。成像規律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明①成像公式的符號法則——凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負;實像像距v取正,虛像像距v取負。②線放大率與焦距和物距有關.

  ***5***平行透明板 光線經平行透明板時發生平行移動***側移***.側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關。

  4.簡單光學儀器的成像原理和眼睛

  ***1***放大鏡 是凸透鏡成像在。u

  ***2***照相機 是凸透鏡成像在u>2f時的應用.得到的是倒立縮小施實像。

  ***3***幻燈機 是凸透鏡成像在 f

  ***4***顯微鏡 由短焦距的凸透鏡作物鏡,長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位於物鏡焦點外很靠近焦點處,經物鏡成實像於目鏡焦點內很靠近焦點處。再經物鏡在同側形成一放大虛像***通常位於明視距離處***。

  ***5***望遠鏡 由長焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠處至物鏡的光可看成平行光,經物鏡成中間像***倒立、縮小、實像***於物鏡焦點外很靠近焦點處,恰位於目鏡焦點內,再經目鏡成虛像於極遠處***或明視距離處***。

  ***6***眼睛 等效於一變焦距照相機,正常人明視距約25釐米。明視距離小子25釐米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大於25釐米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。

  ***二***物理光學——人類對光本性的認識發展過程

  ***1***微粒說***牛頓*** 基本觀點 認為光像一群彈性小球的微粒。實驗基礎 光的直線傳播、光的反射現象。困難問題 無法解釋兩種媒質介面同時發生的反射、折射現象以及光的獨立傳播規律等。

  ***2***波動說***惠更斯***基本觀點 認為光是某種振動激起的波***機械波***。實驗基礎 光的干涉和衍射現象。

  ①個的干涉現象——楊氏雙縫干涉實驗

  條件 兩束光頻率相同、相差恆定。裝置 ***略***。 現象 出現中央明條,兩邊等距分佈的明暗相間條紋。解釋 屏上某處到雙孔***雙縫***的路程差是波長的整數倍***半個波長的偶數倍***時,兩波同相疊加,振動加強,產生明條;兩波反相疊加,振動相消,產生暗條。應用 檢查平面、測量厚度、增強光學鏡頭透射光強度***增透膜***.

  ②光的衍射現象——單縫衍射***或圓孔衍射***

  條件 縫寬***或孔徑***可與波長相比擬。裝置 ***略***。現象 出現中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發表的明暗條紋***或明暗鄉間的圓環***。困難問題 難以解釋光的直進、尋找不到傳播介質。

  ***3***電磁說***麥克斯韋*** 基本觀點 認為光是一種電磁波。 實驗基礎 赫茲實驗***證明電磁波具有跟光同樣的性質和波速***。各種電磁波的產生機理 無線電波 自由電子的運動;紅外線、可見光、紫外線 原子外層電子受激發;x射線 原子內層電子受激發;γ射線 原子核受激發。可見光的光譜 發射光譜——連續光譜、明線光譜;吸收光譜***特徵光譜。困難問題 無法解釋光電效應現象。

  ***4***光子說***愛因斯坦*** 基本觀點 認為光由一份一份不連續的光子組成每份光子的能量E=hν。實驗基礎 光電效應現象。裝置 ***略***。現象 ①入射光照到光電子發射幾乎是瞬時的;②入射光頻率必須大於光陰極金屬的極限頻率ν。;

  ③當ν>v。時,光電流強度與入射光強度成正比;④光電子的最大初動能與入射光強無關,只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋 ①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功***逸出功***hν。;③入射光強。單位時間內入射光子多,產生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關,入射至金屬表,除用於逸出功外。其餘轉化為光電子初動能。 困難問題 無法解釋光的波動性。

  ***5***光的波粒二象性 基本觀點 認為光是一種具有電磁本性的物質,既有波動性。又有粒子性。大量光子的運動規律顯示波動性,個別光子的行為顯示粒子性。實驗基礎 微弱光線的干涉,X射線衍射.

  二、重要研究方法

  1.作圖鋒幾何光學離不開光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播,方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實以及成像區域或觀察範圍等.把它與公式法結合起來,可以互相補充、互相驗證。

  2.光路追蹤法 用作圖法研究光的傳播和成像問題時,抓住物點上發出的某條光線為研究物件。不斷追蹤下去的方法.尤其適合於研究組合光具成多重保的情況。

  3.光路可逆法 在幾何光學中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作圖和計算上往在都會帶來方便。

  第四講:現代物理

  原子物理包括兩大部分內容;原子結構和原子核結構。前者研究原子核外電子的分佈及躍遷規律,後者研究核的組成及其變化規律。

  一、重要概念和規律

  1.原子核式結構學說***1909年。盧瑟福***

  實驗基礎 α粒子散射實驗——用放射源發出的α粒子穿過金箔,發現絕大多數α粒子按原方向前進,少數α粒子發生較大的偏轉。極少數發失大角度偏轉。個別被彈回.基本內容 在原子中心有一個帶正電的核***半徑約10-15~10-14m***,集中了幾乎全部原子質量、帶負電的電子在核外繞核旋轉***原子半徑約10-10m***。困難問題 按經典理論,電子繞核旋轉將輻射電磁波,能量會逐漸減小,電子執行的軌道半徑不斷變小,大量原子發出的光譜應該是連續光譜。

  2.玻爾理論***1913年。玻爾*** 實驗基礎 氫光譜規律的研究。 基本內容***三點假設******1***原子只能處於一系列不連續的、穩定的能量狀態***定態***,其總能量En***包括動能和電勢能***與基態總能量量的關係為En=E1/n2***n=1、2、3……***。***2***原子在兩個定態之間躍遷時,將輻射***或吸收***一定頻率時光子;光子的能量為hν=E初-E終 。***3***電子繞核執行的可能軌道是不連續的。各可能軌道的半徑rn=n2r1基態軌道半徑r1。***n=1、2、3……***。困難問題 無法解釋複雜原子的光譜.

  3. 放射現象***1896年.貝克勒爾***

  三種射線

  ***1***α射線 氦原子核流。v≈c/10。貫穿本領很小。電離作用很強。

  ***2***β射線 高速電子流。v≈c。貫穿本領強,電離作用弱。

  ***3***γ射線 波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領很強,電離作用很弱。

  衰變規律 遵循電量、質量***和能量***守恆。

  α衰變、β衰變、γ衰變***γ衰變是伴隨著α衰變或β衰變同時發生的***。

  半衰期 放射性元素的原子讀有半數發生衰變所需要的時間。由核內部本身因素決定.跟原子所處的物理狀態或化學狀態無關.

  4.原子核的組成

  實驗基礎

  ***1***質子發現***1919年,盧瑟福*** 147N + 24He → 817O + 11H

  ***2***中子發現***1932年,查德威克*** 49Be + He → 612C + 01n

  基本內容 原子核由質子和中子***統稱核子***組成.原子核的質量數等於質子數與中子數之和.原子核的電荷數等於質子數。各核子間依靠強大的核力來集在核內。

  5.放射性同位素 質子數相同、中子數不同,具有放射性的原子。

  實驗基礎 用α粒子蓋擊鋁核首先實現用人工方法得到放出性同位素磷***1934年,約里奧·居里夫婦***。

  基本應用

  ***1***利用射線的貫穿本領、電離作用或對生物組織的物理、化學效應。

  ***2***做為示蹤原子。

  6. 核能

  質量虧損 組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差.

  質能方程 E=mc2

  核反應能 △E=△mc2

  二、重要研究方法

  1.實踐一理論一實踐

  從實踐***實驗***出發,提出理論,再經過實踐的檢驗或進行新的實踐一進一步發展理論。例如,通過對氣體放電現在、陰極射線的研究.生髮現電子***1897年***,提出原子結構的湯姆生模型。由於盧瑟福。粒子的散射實驗,進一步發展成盧瑟福模型。通過對氫原子明線光譜的研究。又提出了玻爾理論等。在原子物理中,非常鮮明地貫穿著辯證唯物主義認識論的這一基本思想方法。複習中也應以此為線索,把握全章的知識結構。

  2. 守恆規律的應用

  質量守恆、電荷守恆、能量守恆、動量守恆等自然界中的基本規律在原子物理中都得到全面的體現.複習中應緊緊把握這些守恆規律

  第五講:實驗

  物理學是一門以實驗為基礎的科學。近年來對學生物理知識的各種全面測試中***如高考等***也非常重視對學生實驗能力的考查。因此,物理實驗的複習是整個總複習中不可缺少的一個重要組成部分.

  一、實驗的基本型別和要求

  中學物理學生實驗大體可以分為四範其要求如下:

  1.基本儀器的使用 除了初中已接觸過的常用儀器***如天平秤、彈簧秤、壓強計、氣壓計、溫度計、安培計、伏特計等***外.高中又學習了打點計時器、螺旋測微器、遊標卡尺、萬用電表等,要求瞭解儀器的基本結構,熟悉各主要部件的名稱,懂得工作***測量***原理,掌握合理的操作方法,會正確讀數,明確使用注意事項等.

  2.基本物理量的測量 初中物理中巴學過長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量,高中物理進一步學習了對微小長度和極短時間、加速度***包括g***、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。要求明確被測物理量的含義,懂得具體的測量原理。掌握正確的實驗方法***包括瞭解實驗儀器、器材的規格效能、會安裝和除錯實驗裝置、能選擇合理的實驗步驟,正確進行資料測量以及能分析和排除實驗中出現的常見故障等***,妥善處理實驗資料並得出結果。

  3.驗證物理規律 計有驗證共點力合成的平行四邊形定則、有固定轉動軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恆定律、玻意耳定律等。其要求與物理量的測量相同,著重注意分析實驗誤差,並能有效地採取相應措施儘量減少實驗誤差,提高準確度。

  4.觀察、研究物理現象,組裝儀器 如研究平拋運動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應現象、變壓器的作用、觀察光的衍射現象。把電流計改裝為伏特計等.其中,對觀察型實驗,只要求會正確使用儀器,顯示出***或觀察到***物理現象,並通過直覺的觀察定性瞭解影響該現象的有關因素。對研究型實驗***包括組裝儀器***,要求不僅能使用儀器,掌握正確的實驗研究方法,把有關現象的物理內客反映出來;或把有關引數測量出來,還能夠通過具體的測量作進一步的定量研一究或實驗設計。

  二、實驗的設計思想

  在中學物理實驗中涉及的主要設計思想為:

  1.壘積放大法 把某些物理量***有時往在是難以直接測量的測量的微小量***累積後測量,或把它們放大後顯示出來的一種方法。如通過若干次全振動的時間測出單擺的振動週期;把員楊螺桿的微小進退.通過周長較大的可動到度盤顯示出來***螺旋測微器***等。

  2.平衡法 根據物理系統內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統偏離平衡的物理因素,列出對應的平衡方程式,從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質量、驗證有固定轉動因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。

  3.控制法 在多因素的物理現象中,可以先控制某些量不變,依次研究某一個因素對現象產生影響的一種方法。如牛頓第二定律實驗。可以先保持質量一定,研究加速度與力的關係等。

  4. 轉換法 用某些容易直接測量,***或顯示***的量***或現象***代替不容易直接測***或顯示***的量***或現象***。或者根據研究物件在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時間轉換成振針週期性的振動;把對電流、電壓、電阻的測量轉換成對指標偏角的測量;用從等高處丟擲的兩球的水平位移代替它們的速度等。

  5. 留跡法 把瞬息即逝的***位置、軌跡、圖象等***記錄下來的一種方法。如通過紙帶上打出的小點記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運動軌跡;用示波器顯示變化的波形等。

  三、實驗驗資料處理

  資料處理是對原始實驗記錄的科學加工。通過資料處理,往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯絡的資料中找出內在的規律,在中學物現中只要求掌握資料處理的最簡單的方法.

  1.列表法 把被測物理量分類列表表示出來。通常需說明記錄表的要求***或稱為標題***、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄資料,後計算果。列表法可大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢,常用作其他資料處理方法的一種輔助手段。

  2.算術平均值法 把待測物理量的若干次測且值相加後除以測量次數。必須注意,求取算術平均值時,應按原測量儀器的準確度決定保留有效數字的位數。通常可先計算比直接測量值多一位,然後再四會五入。

  3.圖象法 把實驗測得的量按自變數和應變數的函式關係在座標平面上用圖象直觀地顯示出來.根據實驗資料在座標紙上畫出圖象時。最基本的要求是:

  ***1***兩座標軸要選取恰當的分度

  ***2***要有足夠多的描點數目

  ***3***畫出的圖象應盡是穿過較多的描點 在圖象呈曲線的情況下,可先根據大多數描點的分佈位置***個別特殊位置的奇異點可捨去***,畫出穿過儘可能多的點的草圖,然後連成光滑的曲線,避免畫成拆線形狀。

  四、實驗誤差分析

  測量值與待測量真實值之差,稱為測量誤差。主要來源於儀器***如效能和結構的不完善***、環境***如溫度、溼度、外磁場的影響等***、實驗方法***如實驗方法粗糙、實驗理論不完善等***、人為因素***如觀測者個人的生理、心理習慣、不同觀察者的反應快慢不一等***四方面。在中學物理中只要求定性分析實驗誤差的主要原因,瞭解絕對誤差和相對誤差的概念