高中物理公式定理定律概念總結(jié)_第1頁
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文檔簡介

1、高中物理公式定理定律概念大全第一章運(yùn)動的描述一、質(zhì)點(diǎn)(A)(1)沒有形狀、大小,而具有質(zhì)量的點(diǎn)。(2)質(zhì)點(diǎn)是一個理想化的物理模型,實(shí)際并不存在。(3)一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn),并不取決于這個物體的人小,而是看在所研究的問題中物體的形狀、人小和物體上各部分運(yùn)動情況的差異是否為可以忽略的次要因素,要具體問題具體分析。二、參考系(A)(1)物體相對于其他物體的位置變化,叫做機(jī)械運(yùn)動,簡稱運(yùn)動。(2)在描述一個物體運(yùn)動時,選來作為標(biāo)準(zhǔn)的(即假定為不動的)另外的物體,叫做參考系對參考系應(yīng)明確以下幾點(diǎn): 對同一運(yùn)動物體,選取不同的物體作參考系時,對物體的觀察結(jié)果往往不同的。 在研究實(shí)際問題時,選取參考系的基本

2、原則是能對研究對象的運(yùn)動情況的描述得到盡量的簡化,能夠使解題顯得簡捷。 因?yàn)榻窈笪覀冎饕懻摰孛嫔系奈矬w的運(yùn)動,所以通常取地面作為參照系。三、路程和位移(A)(1)位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量,路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。(2)位移是矢量,可以用以初位置指向末位置的一條有向線段來表示。因此,位移的大小等于物體的初位置到末位置的直線距離。路程是標(biāo)量,它是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。因此其大小與運(yùn)動路徑有關(guān)。(3)一般情況下,運(yùn)動物體的路程與位移人小是不同的。只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單一方向的直線運(yùn)動時,路程與位移的人小才相等。圖2-1-1中質(zhì)點(diǎn)軌跡ACB的長度是路程,AB是位移S。圖2-1-1(4)在研究機(jī)械運(yùn)動時

3、,位移才是能用來描述位置變化的物理量。路程不能用來表達(dá)物體的確切位置。比如說某人從0點(diǎn)起走了50m路,我們就說不出終了位置在何處。四、速度、平均速度和瞬時速度(A)(1)表示物體運(yùn)動快慢的物理量,它等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。即v=s/to速度是矢量,既有人小也有方向,其方向就是物體運(yùn)動的方向。在國際單位制中,速度的單位是(m/s)米/秒。(2)平均速度是描述作變速運(yùn)動物體運(yùn)動快慢的物理屋。定義孕土為物體在這段時間(或這段位移)上的平均速度。平均速度也是矢量,其方向就是物體在這段時間內(nèi)的位移的方向。(3)瞬時速度是指運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度從物理含義上看,瞬時速度指

4、某一時刻附近極短時間內(nèi)的平均速度。瞬時速度的人小叫瞬時速率,簡稱速率。五、勻速宜線運(yùn)動(A)定義:物體在一條直線上運(yùn)動,如呆在相等的時間內(nèi)位移相等,這種運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動。8、根據(jù)勻速直線運(yùn)動的特點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)在相等時間內(nèi)通過的位移相笠,質(zhì)點(diǎn)在相等時間內(nèi)通過的路程相等,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向不變,質(zhì)點(diǎn)在相等時間內(nèi)的位移人小和路程相等C六、勻速直線運(yùn)動的x-t圖象和廠1圖象(A)(1)位移圖象(s-t圖象)就是以縱軸表示位移,以橫軸表示時間而作出的反映物體運(yùn)動規(guī)律的數(shù)學(xué)圖彖,勻速直線運(yùn)動的位移圖線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。(2)勻速直線運(yùn)動的v-t圖彖是一條平行于橫軸(時間軸)的直線,如圖2-4-1所示。由

5、圖可以得到速度的人小和方向,如Vi=20m/s,V2=-10m/s,表明一個質(zhì)點(diǎn)沿正方向以20m/s的速度運(yùn)動,另一個反方向以10m/s速度運(yùn)動。七、加速度(A)改變量所用時間的比值,定義式:圧(1)加速度的定義:加速度是表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變量跟發(fā)生這一(2)加速度是矢量,它的方向是速度變化的方向“則質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;若加速度的(3)在變速直線運(yùn)動中,若加速度的方向與速度方向相方向與速度方向相反,則則質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動.八、用電火花計(jì)時器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時器)研究勻變速宜線運(yùn)動(A)1、實(shí)驗(yàn)步驟:(1)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,將打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上,并接好電路(2)把

6、一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼.(3)將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔(4)拉住紙帶,將小車移動至靠近打點(diǎn)計(jì)時器處,先接通電源,后放開紙帶.OA3.1)712.38(5)斷開電源,取下紙帶(6)換上新的紙帶,再重復(fù)做三次2、常見計(jì)算:廿壘竺,4BC+CD2T49.62,(2)Uqz?bCDBCTT22T-77.40圖2-5九、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律(A)1勻變速直線運(yùn)動的速度公式v.=v0+at(減速:vt=v0-at)一V+V2. v=此式只適用于勻變速直線運(yùn)動.23. 勻變速直線運(yùn)動的位移公式s=vot+at:/2(減速:s=vot-at:/2)4位

7、移推論公式:S=MS=5.初速無論是否為零,勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為一常數(shù):Zls=af(a-勻變速直線運(yùn)動的加速度T一-每個時間間隔的時間)十、勻變速直線運(yùn)動的x-t圖象和v-t圖象(A)1一、自由落體運(yùn)動(A)1. 自由落體運(yùn)動物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動。2. 自由落體加速度(1)自由落體加速度也叫重力加速度,用g表示.(2)重力加速度是由于地球的引力產(chǎn)生的,因此,它的方向總是豎直向下.其犬小在地球上不同地方略有不,在地球表面,緯度越高,重力加速度的值就越人,在赤道上,重力加速度的值最小,但這種差異并不大。(3)通常情況下

8、取重力加速度g=10m/s23. 自由落體運(yùn)動的規(guī)律vt=gt.H=gt2/2,vt2=2gh第二章相互作用力一、力1力是物體對物體的作用。力不能脫離物體而獨(dú)立存在。物體間的作用是相互的。2. 力的三要素:力的大小、方向、作用點(diǎn)。3. 力作用于物體產(chǎn)生的兩個作用效果。使受力物體發(fā)生形變或使受力物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。4. 力的分類按照力的性質(zhì)命名:重力、彈力、摩擦力等。按照力的作用效果命名:拉力、推力、壓力、支持力、動力、阻力、浮力、向心力等。二、重力1. 重力是由于地球的吸引而使物體受到的力地球上的物體受到重力,施力物體是地球。重力的方向總是豎直向下的。2. 重心:物體的各個部分都受重力的作

9、用,但從效呆上看,我們可以認(rèn)為各部分所受重力的作用都集中于一點(diǎn),這個點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn),叫做物體的重心。 質(zhì)量均勻分布的有規(guī)則形狀的均勻物體,它的重心在幾何中心上。 一般物體的重心不一定在幾何中心上,可以在物體內(nèi),也可以在物體外。一般采用懸掛法。3. 重力的大小:G=mg三、彈力1. 彈力發(fā)生彈性形變的物體,會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。產(chǎn)生彈力必須具備兩個條件:兩物體直接接觸;兩物體的接觸處發(fā)生彈性形變。2. 彈力的方向:物體之間的正壓力一定垂直F它們的接觸面。繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向,在分析拉力方向時應(yīng)先確定受力物體。3. 彈力的大小彈力的人

10、小與彈性形變的人小有關(guān),彈性形變越犬,彈力越人.彈簧彈力:F二Kx(x為伸長量或壓縮量,K為勁度系數(shù))4. 相互接觸的物體是否存在彈力的判斷方法如果物體間存在微小形變,不易覺察,這時可用假設(shè)法進(jìn)行判定.四、摩擦力(I) 滑動摩擦力:f=/ZFN說明:a、F、為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于Gb、“為滑動摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對運(yùn)動快慢以及正壓力F、無關(guān).(2)靜摩擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān).大小范圍:0<£靜<£(£為最大靜摩擦力,與正壓力有關(guān))說明:a、摩擦力

11、可以與運(yùn)動方向相同,也可以與運(yùn)動方向相反,還可以與運(yùn)動方向成一定夾角。b、摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。c、摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動的方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力的作用。五、力的合成與分解1. 合力與分力如果一個力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,而那幾個力叫做這個力的分力。2. 共點(diǎn)力的合成共點(diǎn)力幾個力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上,或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個力叫共點(diǎn)力。力的合成方法求幾個已知力的合力叫做力的合成。a.若F和F?在同一條直線上

12、片、F?同向:合力F=F+F?方向與F】、F?的方向一致 F、F?反向:合力F=|Fi-F2|»方向與F、F?這兩個力中較人的那個力同向。b.F】、電互成6角一一用力的平行四邊形定則平行四邊形定則:兩個互成角度的力的合力,可以用表示這兩個力的有向線段為鄰邊,作平行四邊形,它的對角線就表示合力的大小及方向,這是矢量合成的普遍法則。求習(xí)¥1史9的合力公式:F二JfJ+F?2JFCOS夕(鄉(xiāng)為凡、F:的夾角)注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。(2) 兩個力的合力范圍:Fx-F2<F<凡+F:(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力(4)

13、 兩個分力成直角時,用勾股定理或三角函數(shù)。六、共點(diǎn)力作用下物體的平衡1. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)(1) 一個物體如呆保持靜止或者做勻速宜線運(yùn)動,我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)(2) 物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動時,其速度(包扌舌人小和方向)不變,其加速度為零,這是共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動學(xué)特征。2. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為寒,亦即FT(1)二力平衡:這兩個共點(diǎn)力必然大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。(2)三力平衡:這三個共點(diǎn)力必然在同一平面內(nèi),且其中任何兩個力的合力與第三個力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,即任何兩個力的合力必

14、與第三個力平衡(3)若物體在三個以上的共點(diǎn)力作用卞處于平衡狀態(tài),通??刹捎谜环纸猓赜校篎合H二F:s+Fm+Fnx=0F冊二Fi7+F勿+1+為二0(按接觸面分解或按運(yùn)動方向分解)第三章牛頓運(yùn)動三定律1慣性:保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì),質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度"牛頓第一定律彳2.平衡狀態(tài):靜止或勻速直線運(yùn)動3. 力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,即I產(chǎn)生加速度的原因1.內(nèi)容:物體運(yùn)動的加速度與所受的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度方向與合外力方向一致牛頓第二定律2. 表達(dá)式:Fma3. 力的瞬時作用效果:一有力的作用,立即產(chǎn)生加速度4. 力的單位的定義:使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生

15、lm/J牛頓運(yùn)動定律J的加速度的力就是1N廠1物體間相互作用的規(guī)律:作用力和反作用力人小相等、方向相反,作用在同一條直線上牛頓第三定律22.作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時消失,作'一I用在相互作用的兩物體上,性質(zhì)相同-3.作用力和反作用力與平衡力的關(guān)系1.已知運(yùn)動情況確定物體的受力情況已知受力情況確定物體的運(yùn)動情況牛頓運(yùn)動定律2.懿劇衢護(hù)檜勰冊癒朦懺系?;治痪偷谒恼铝θA軍御卵1. 物理公式在確定物理量數(shù)醫(yī)是根據(jù)物理量運(yùn)算中的實(shí)際需要捕選定的少數(shù)幾個物理量單位;根據(jù)物理公式和基本單位確立的其它物理量的單位叫做導(dǎo)出單位口2. 在物理力學(xué)中,選定長度、質(zhì)量和時間的單位作為基本單位,與其它的

16、導(dǎo)出單位一起組成了力學(xué)單位制。選用不同的基本單位,可以組成不同的力學(xué)單位制,其中最常用的基本單位是長度為米(m),質(zhì)量為千克(kg),時間為秒(s),由此還可得到其它的導(dǎo)出單位,它們一起組成了力學(xué)的國際單位制。第五章機(jī)械能和能源一. 功的公式:W=Fscos&(用來計(jì)算恒力的功)(1)功的正負(fù)當(dāng)&=90。時,W=0,表示力對物體不做功。這時物體在力的方向上沒有發(fā)生位移。當(dāng)0。0&<90。時,W0,即力對物體做正功。動力當(dāng)90。V&W180。時,WVO,即力對物體做負(fù)功。阻力(2)功是標(biāo)量(3)功的兩個不可缺少的兩個因素:力和力方向上的位移二功率w(1)公式

17、:P=,這是物體在t時間內(nèi)的平均功率;P=FV當(dāng)V是瞬時速度,P是瞬時功率;當(dāng)V是平均速度,P是平均功率。Q是F與V方向間的夾角。(2)發(fā)動機(jī)銘牌上的額定功率,指的是該機(jī)正常工作時的最人輸出功率.并不是任何時候發(fā)動機(jī)的功率都等于額定功率,實(shí)際輸出功率可在零和額定值之間取值.發(fā)動機(jī)的功率即是牽引力的功率,P=FV.在功率一定的情況下發(fā)動機(jī)的力F跟運(yùn)轉(zhuǎn)速度成反比。(3)功率描述做功的快慢,功率是標(biāo)量。三、功是能量轉(zhuǎn)化的量度1、重力的功量度重力勢能的變化:(電場力的功量度電勢能的變化)彈力的功量度彈性勢能的變化:合外力的功量度動能的變化2、動能和勢能:動能:Ez二丄重力勢能:EP二mgh(與零勢能面

18、的選擇有關(guān))23、動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)。公式:趴血U|mV22-|m2四、機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能二動能+重力勢能+彈性勢能條件:系統(tǒng)只有重力或彈力做功.公式:mghi11+牙m(xù)J=mgh2+-mV或者五、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律:1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。2、實(shí)驗(yàn)原理:mgh=丄mu'3、實(shí)驗(yàn)步驟 將紙帶壓在重錘上,從復(fù)寫紙的下方穿過限位孔 用手提住紙帶,并使紙帶豎直,重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時器 打開電源開關(guān),等打點(diǎn)穩(wěn)定后,松手使重錘做自由落體運(yùn)動 換一條紙帶重復(fù)1、2、3步驟 在打好的紙帶中選用第一、第二兩點(diǎn)間距接近2mm點(diǎn)跡清晰的紙帶,進(jìn)

19、行運(yùn)算4、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,若以v72為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v:/2-h圖線是一條過原點(diǎn)直線.才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;v2/2-h圖線的斜率等于重力加速&的數(shù)值。六、能源、能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程的方向性:(1)能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。(2)人類利用能源人致經(jīng)歷了三個時期:柴薪時期、煤炭時期、石油時期煤和石油成為人類的主要能源。(3)能量耗散:人類使用的燃料燃燒釋放的能量不會自動聚集起來供人類重新使用,這種現(xiàn)象叫能童耗散能屋的耗

20、散現(xiàn)象從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀現(xiàn)彖的方向性。第六章曲線運(yùn)動1、平拋運(yùn)動:水平方向勻速直線運(yùn)動和豎直方向自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動水平分運(yùn)動:水平位移:水平分速度:vs=v0豎直分運(yùn)動:豎直位移:y二扌豎直分速度:vgttg=v7=V9v°tg夕Vo=V7ctgV=+;2Vo=Vcos夕V7=Vsin夕時間由得氣陰(由卞落的高度y決定)2、勻速圓周運(yùn)動公式MR線速度:V二Rq二R27if二一T02兀角速度:0二卡二二2f向心加速度:V"4/7"a飛"R二亍R*才FR向心力:F二mamR=U:R=tR注意:(1)勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力就是物體所受的合

21、外力,總是指向圓心(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供第七章經(jīng)典力學(xué)的成就與局限一、萬有引力定律(A)1. 萬有引力定律的內(nèi)容是:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的犬小與物體的質(zhì)量血和業(yè)的乘積成正比,與它們之間距離2*的二次方成反比。2. 其數(shù)學(xué)表達(dá)式是。(對于質(zhì)量均勻分布的球體,仍可以用萬有引力定律,公式中的r為球心之間的距離。)3. 適用條件:萬有引力定律適用于計(jì)算兩個質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力,4. 歷史知識:開普勒發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動定律,牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)證明了萬有引力的存在及正確性,并測定了引力常量G。二、人超地球衛(wèi)星(A)、宇宙速度(A)1

22、. 人造地球衛(wèi)星(1)研究方法:地球的引力提供向心力。(2)衛(wèi)星圓周運(yùn)動的圓心和地球的地心重合。(3)軌道半徑越人,衛(wèi)星的運(yùn)行速度越小,角速度越小,周期越大。2. 宇宙速度(A)(1)第一宇宙速度:第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星所必須達(dá)到的最小速度,是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,是地球衛(wèi)星的最人運(yùn)行速度。(2)第二宇宙速度:第二宇宙速度,是飛行器克服地球的引力,離開地球束縛的速度,是在地球上發(fā)射繞太陽運(yùn)行或飛到其他行星上去的飛行器的最小發(fā)射速度。其值為:o(3)第三宇宙速度:第三宇宙速度,是在地面附近發(fā)射一個物體,使它掙脫太陽引力的束縛,飛到太陽系外,必須達(dá)到的速度。其值是。三、經(jīng)典力學(xué)的成就與局限(

23、A)1. 經(jīng)典力學(xué)的局限和任何理論一樣,經(jīng)典力學(xué)也有它的局限性,有它的適用范圍。(1)從低速到高速一一狹義相對論:(2)從宏觀到微觀一一量子力學(xué):(3)從弱引力到強(qiáng)引力一一廣義相對論:2. 經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動;適用于宏觀世界:適用于弱引力情況。對于高速運(yùn)動、微觀世界、強(qiáng)引力情況,經(jīng)典力學(xué)與實(shí)際情況差異很大,不再適用。第八章電場1、電荷、元電荷、電荷守恒(A)(1)自然界中只存在兩種電荷:用絲綢_摩擦過的_玻璃棒帶正電荷,用d拿擦過的_硬橡膠鬼帶負(fù)電荷。同種電荷相排斥異種電荷相互吸引電荷的多少叫做電荷量用-0表示,單位丿5侖,簡稱屋,用符號Q表示。(2)用僚擦_和感應(yīng)一的方法都可以使物體帶匸

24、。無論那種方法都不能_創(chuàng)這_電荷,也不能一消滅電荷,只能使電荷在物體上或物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移在此過程中,電荷的總量不變,這就是電荷守恒定律.2、庫侖定律(A)(1)內(nèi)容:真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,跟它們電荷量的乘枳成正比,跟它們距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。(2)公式:F=k?2其中29.OXI。?Nm'/Cr3、電場、電場強(qiáng)度、電場線(A)(1)帶電體周I韋I存在著一種物質(zhì),這種物質(zhì)叫取反,電荷間的相互作用就是通過舷_發(fā)生的。(2)電場強(qiáng)度(場強(qiáng))定義:放在電場中某點(diǎn)的電荷所受電場力F跟它的電荷量的比值公式:E=F/q_由公式可知,場強(qiáng)的單位為牛每庫 場強(qiáng)既有

25、大小一,又有方向,是去量。方向規(guī)定:電場中某點(diǎn)、的場強(qiáng)方向跟E電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同。(3)電場線可以形象地描述電場的分布。電場線的疏密程度反映電場的強(qiáng)弱:電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向,即電場方向。勻強(qiáng)電場的電場線特點(diǎn):距離相等的平行直線。(幾種特殊電場的電場線線分布)乙一個負(fù)電荷片電荷貳相等的對正負(fù)電備丁電荷鼠相爭的兩個止電佝4、靜電的應(yīng)用及防止(A)(1)靜電的防止:放電現(xiàn)象:火花放電、接地放電、尖端放電等。避雷針利用/C端滋用_原理來避雷:帶電云層靠近建筑物時,避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會通過針尖放電,逐漸中和云中的電荷,使建筑物免遭雷擊。(2)靜電的應(yīng)用:靜電除塵、靜

26、電復(fù)印、靜電噴漆等。5、電容器、電容、電阻器、電感器。(A)(1)兩個正對的靠得很近的平行_鯉間夾有一層絕緣材料,就構(gòu)成了平行板電容器。這層絕緣材料稱為電介質(zhì)。電容器是容納電荷的裝置。(2)電容器儲存電荷的本領(lǐng)犬小用電容表示,其國際單位是法拉(F)。平行板電容器的電容與正對面積、兩板間距離和電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),正對面積越人,電容越犬,板間距離越大,電容越小。(3)若把電容器接在交流電路中,則它能起到隔直流和通交流作用。(4)電阻器對電流有阻礙作用,用電阻R來表示。工作時滿足歐姆定律,電能全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(5)電感器“通直流、阻交流,通低頻、阻高頻。”其原理為“自感作用”。6、勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向處處相

27、同,場強(qiáng)人小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)電場中的電場線是等距的平行線,平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩極之間除邊緣外就是勻強(qiáng)電場。7、電勢能由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。電勢能具有相對性,通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能和零點(diǎn)。由于電勢能具有相對性,所以實(shí)際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢能的變化。電場力對電荷做功,電荷的電勢能減速少,電荷克服電場力做功,電荷的電勢能増加,電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值,這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。8、電勢、電勢差電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量在電場中某位置放一個檢驗(yàn)電荷q,若它具有的電勢能為&則比值%叫

28、做該位置的電勢。電勢也具有相對性,通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或犬地的電勢為零電勢(對同一電場,電勢能及電勢的零點(diǎn)選取是一致的)這樣選取零電勢點(diǎn)之后,可以得出正電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為正值,負(fù)電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為負(fù)值。電場中兩點(diǎn)的電勢之差叫電勢差,依教材要求,電勢差都取絕對值,知道了電勢差的絕對值,要比較哪個點(diǎn)的電勢高,需根據(jù)電場力對電荷做功的正負(fù)判斷,或者是由這兩點(diǎn)在電場線上的位置判斷。電勢相等的點(diǎn)組成的面叫等勢面。等勢面的特點(diǎn):(a)等勢面上各點(diǎn)的電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。(b)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(c)規(guī)定

29、:畫等勢面(或線)時,相鄰的兩等勢面(或線)間的電勢差相等。這樣,在等勢面(線)密處場強(qiáng)較犬,等勢面(線)疏處場強(qiáng)小。電場力對電荷做功的計(jì)算公式:如,此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān),由起始和終了位置的電勢差決定。在勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)之間的關(guān)系是0®,公式中的d是沿場強(qiáng)方向上的距離。9、電場中的導(dǎo)體靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場E中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動,使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。靜電平衡:發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場E,當(dāng)附加電場與外電場完全抵消時,自由電子的定向移動停止,這時的導(dǎo)體處于靜

30、電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn):(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)處處為零,電場線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。(b)導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面。(c)導(dǎo)體表面上任意一點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。10、電容(1)兩個彼此絕緣,而又互相靠近的導(dǎo)體,就組成了一個電容器。(2)電容:表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a定義式:0=,即電容6等于0與0的比值,不能理解為電容。與0成正比,與心成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的,與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。b決定因素式:如平行板電容器-(不要求應(yīng)用此式計(jì)算)(3)對于平行板電容器有關(guān)的0E、U、C

31、的討論時要注意兩種情況:a保持兩板與電源相連,則電容器兩極板間的電壓廠不變b充電后斷開電源,則帶電量0不變(4)電容的定義式:C=(定義式)U(5)Q由電容器本身決定。對平行板電容器來說。取決于:C=一(決定式)4翻(6)電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況:第一種情況:若電容器充電后再將電源斷開,則表示電容器的電量Q為一定,此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。第二種情況:若電容器始終和電源接通,則表示電容器兩極板的電壓7為一定,此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。11、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(1)帶電粒子在電場中的運(yùn)動,綜合了靜電場和力學(xué)的知識,分析方法和力學(xué)的分

32、析方法基本相同:先分析受力情況,再分析運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程(平衡、加速或減速,是直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。(2)在對帶電粒子進(jìn)行受力分析時,要注意兩點(diǎn):a要掌握電場力的特點(diǎn)。如電場力的人小和方向不僅跟場強(qiáng)的人小和方向有關(guān),還與帶電粒子的電屋和電性有關(guān);在勻強(qiáng)電場中,帶電粒子所受電場力處處是恒力;在非勻強(qiáng)電場中,同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同。b是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定:基本粒子:如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等除有要說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力。

33、12、帶電粒子的加速(含偏轉(zhuǎn)過程中速度人小的變化)過程是其他形式的能和功能之河的轉(zhuǎn)化過程。解決這類問題,可以用動能定理,也可以用能量守恒定律。如選用動能定理,則要分清哪些力做功?做正功還是負(fù)功?是恒力功還是變力功?若電場力是變力,則電場力的功必須表達(dá)成還要確定初態(tài)動能和末態(tài)動能(或初、末態(tài)間的動能增量)如選用能屋守恒定律,則要分清有哪些形式的能在變化?怎樣變化(是增加還是減少)?能量守恒的表達(dá)形式有:a初態(tài)和末態(tài)的總能量(代數(shù)和)相等,即耳耳;b某種形式的能量減少一定等于其它形式能屋的增加,即令反寫.c各種形式的能量的增量的代數(shù)和三豐13、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中類平拋的偏轉(zhuǎn)問題如果帶電粒子以初速

34、度垂直于場強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場,不計(jì)重力,電場力使帶電粒子產(chǎn)生加速度,作類平拋運(yùn)動,分析時,仍采用力學(xué)中分析平拋運(yùn)動的方法:把運(yùn)動分解為垂直于電場方向上的一個分運(yùn)動一一勻速直線運(yùn)動:vx=v0,另一個是平行于場強(qiáng)方向上的分運(yùn)動一一勻加速運(yùn)動,弋Yta3,yj亟(仝,粒子的偏轉(zhuǎn)ixd2rnd%經(jīng)一定加速電壓(2)加速后的帶電粒子,垂直于場強(qiáng)方向射入確定的平行板偏轉(zhuǎn)電場中,粒子對入射方向的偏移汁噩簽,它只跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓舲關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的人小極性發(fā)生變化時,粒子的偏移也隨之變化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)人于粒子穿越電場的時間(7>>土),則在粒子穿越電場的過程中,仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場

35、處理。應(yīng)注意的問題:1、電場強(qiáng)度F和電勢Z7僅僅由場本身決定,與是否在場中放入電荷,以及放入什么樣的檢驗(yàn)電荷無關(guān)。而電場力尸和電勢能£兩個量,不僅與電場有關(guān),還與放入場中的檢驗(yàn)電荷有關(guān)。所以F和廠屬于電場,而F電和w屬于場和場中的電荷。2、一般情況下,帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡和電場線并不重合,運(yùn)動軌跡上的一點(diǎn)的切線方向表示速度方向,電場線上一點(diǎn)的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運(yùn)動方向是有區(qū)別的。如圖所示:-q的軌跡只有在電場線為直線的電場中,且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電場力作用下運(yùn)動,在這種特殊情況下粒子的運(yùn)動軌跡才是沿電力線的。3、點(diǎn)電荷的電

36、場強(qiáng)度和電勢(1)點(diǎn)電荷在真空中形成的電場的電場強(qiáng)度EocQ源,Eocl/r2,當(dāng)源電荷Q>0時,場強(qiáng)方向背離源電荷,當(dāng)源電荷為負(fù)時,場強(qiáng)方向指向源電荷。但不論源電荷正負(fù),距源電荷越近場強(qiáng)越大。(2)當(dāng)取0時,正的源電荷電場中各點(diǎn)電勢均為正,距場源電荷越近,電勢越高。負(fù)的源電荷電場中各點(diǎn)電勢均為負(fù),距場源電荷越近,電勢越低。(3)若有m個點(diǎn)電荷同時存在,它們的電場就互相迭加,形成合電場,這時某點(diǎn)的電場強(qiáng)度就等于各個點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和,而某點(diǎn)的電勢就等于各個點(diǎn)電荷在該點(diǎn)的電勢的代數(shù)和。1.TT7mvo=U加速q_U佩轉(zhuǎn)q'y側(cè)移_宀4u-a_5腺I?一4U加速d第九章恒

37、定電流1. 部分電路基本規(guī)律(1)形成電流的條件:一是要有自由電荷,二是導(dǎo)體內(nèi)部存在電場,即導(dǎo)體兩端存在電壓。(2)電流強(qiáng)度:通過導(dǎo)體橫截面的電量Q跟通過這些電量所用時間匕的比值,叫電流強(qiáng)度:1=9。t(3)電阻及電阻定律:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),定義式R=-:在溫I度不變時,導(dǎo)體的電阻與其長度成正比,與導(dǎo)體的長度成正比,與導(dǎo)體的橫截面S成反比,跟導(dǎo)體的材料有關(guān),即由導(dǎo)體本身的因素決定,決定式R=Q壬;公式中厶s是導(dǎo)體的幾何特征量,°叫材料的電阻率,反映了材料的導(dǎo)電性能。按電阻率的大小將材料分成導(dǎo)體和絕緣體。對于金屬導(dǎo)體,它們的電阻率一般都與溫度有關(guān),溫度升高對電阻率增人

38、,導(dǎo)體的電阻也隨之增人,電阻定律是在溫度不變的條件卜總結(jié)出的物理規(guī)律,因此也只有在溫度不變的條件下才能使用。將公式R=y錯誤地認(rèn)為斤與Z/成正比或尺與Z成反比。對這一錯誤推論,可以從兩個方面來分析:第一,電阻是導(dǎo)體的自身結(jié)構(gòu)特性決定的,與導(dǎo)體兩端是否加電壓,加多人的電壓,導(dǎo)體中是否有電流通過,有多人電流通過沒有直接關(guān)系;加在導(dǎo)體上的電壓大,通過的電流也人,導(dǎo)體的溫度會升高,導(dǎo)體的電阻會有所變化,但這只是間接影響,而沒有直接關(guān)系。第二,伏安法測電阻是根據(jù)電阻的定義式R=p用伏特表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出通過電阻的電流,從而計(jì)算出電阻值,這是測量電阻的一種方法。(4)歐姆定律通過導(dǎo)體的電流

39、強(qiáng)度,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,即1=匕,R要注意:a:公式中的/、U、斤三個量必須是屬于同一段電路的具有瞬時對應(yīng)關(guān)系。b:適用范圍:適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)的溶液,不適用于氣體。在電動機(jī)中,導(dǎo)電的物質(zhì)雖然也是金屬,但由于電動機(jī)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)彖,這時通過電動機(jī)的電流,也不能簡單地由加在電動機(jī)兩端的電壓和電動機(jī)電樞的電阻來決定。(5)電功和電功率:電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對電荷做功,電場力對電荷做功電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,因此電功2qU=Ult,這是計(jì)算電功普遍適W用的公式。單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率P=U,這是計(jì)算電功率普遍適用的公t式。(6)電熱和

40、焦耳定律:電流通過電阻時產(chǎn)生的熱叫電熱。Q=fRt這是普遍適用的電熱的計(jì)算公式。電熱和電功的區(qū)別:a:純電阻用電器:電流通過用電器以發(fā)熱為目的,例如電爐、電熨斗、白熾燈等。b:非純電阻用電器:電流通過用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的,發(fā)熱是不可避免的熱能損失,例如電動機(jī)、電解槽、給蓄電池充電等。u2在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱,即w=Ult=fRt=t是R通用的,沒有區(qū)別。同理孑也無區(qū)別。在非純電阻電路中,電路消耗的R電能,即W=UIt分為兩部分:一人部分轉(zhuǎn)化為熱能以外的其他形式的能(例如電流通過電動機(jī),電動機(jī)轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能);另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q

41、=fRt.這里W=ZZZ?不再等于Q=fRt,而是W>Q,應(yīng)該是W=E真他+Q,電功只能用W=Ult,電熱只能用Q=骯計(jì)算。2. 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路(1)串聯(lián)電路及分壓作用a:串聯(lián)電路的基本特點(diǎn):電路中各處的電流都相等;電路兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和。b:串聯(lián)電路重要性質(zhì):總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,即2凡+凡+凡:串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律:串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻消耗的電功率C:給電流表串聯(lián)一個分壓電阻,就可以擴(kuò)人它的電壓量程,從而將電流表改裝成一個伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為允許通過的最人電流為厶用這樣的電流表測量的最人電壓只能是ZX;如果給這個電流表串聯(lián)一

42、個分壓電阻,該電阻可由U令YT嶂計(jì)算,其中n=-為電壓量程擴(kuò)人的倍數(shù)?!続(2)并聯(lián)電路及分流作用a:并聯(lián)電路的基本特點(diǎn):各并聯(lián)支路的電壓相等,且等于并聯(lián)支路的總電壓;并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。b:并聯(lián)電路的重要性質(zhì):并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,即;并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律:并聯(lián)電路中通過各個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比,即,C:給電流表并聯(lián)一個分流電阻,就可以擴(kuò)人它的電流量程,從而將電流表改裝成一個安培表。如呆電流表的內(nèi)阻是兄,允許通過的最人電流是乙。用這樣的電流表可以測量的最人電流顯然只能是厶。將電流表改裝成安培

43、表,需要給電流表并聯(lián)一個分流電阻,該電阻可由亞亙忑計(jì)算,其中n=為電流量程擴(kuò)犬的倍數(shù)。I琴第十章交流電1、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律:1、產(chǎn)生:強(qiáng)度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于勻強(qiáng)磁場的線圈的對稱軸作勻速轉(zhuǎn)動時,如圖5-1所示,產(chǎn)生正弦(或余弦)交流電動勢。當(dāng)外電路閉合時形成正弦(或余弦)交流電流。圖512、變化規(guī)律:(1)中性面:與磁力線垂直的平面叫中性面。線圈平面位于中性面位置時,如圖52(A)所示,穿過線圈的磁通量最人,但磁通量變化率為零。因此,感應(yīng)電動勢為零。圖52當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(即線圈平而與磁力線平行時)如圖5-2(C)

44、所示,穿過線圈的磁通量雖然為零,但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最人。因此,感應(yīng)電動勢值最大。(伏)("為匝數(shù))(2)感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式:若從中性面開始,感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式:(伏)如圖5-2(B)所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式:空司“五口(安)若從線圈平面與磁力線平行開始計(jì)時,則感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式為:dt(伏)如圖52(D)所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式:口(安)3、交流電的圖象:丘口圖象如圖53所示。想一想:橫坐標(biāo)用r如何畫。4、發(fā)電機(jī):發(fā)電機(jī)的基本組成:線圈(電樞)、磁極旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生高電壓和較人電流。輸出功率可達(dá)幾十萬T瓦,所以人多數(shù)發(fā)電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。2、表征交流電

45、的物理量:1、瞬時值、最大值和有效值:交流電在任一時刻的值叫瞬時值。瞬時值中最大的值叫最大值又稱峰值。交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的:讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻,如果二者熱效應(yīng)相等(即在相同時間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量)則此等效的直流電壓,電流值叫做該交流電的電壓,電流有效值。正弦(或余弦)交流電電動勢的有效值占和最人值的關(guān)系為:交流電壓有效值交流電流有效值注意:通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。2、周期、頻率和角頻率交流電完成一次周期性變化所需的時間叫周期。以7表示,單位是秒。交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化

46、的次數(shù)叫頻率。以f表示,單位是赫茲。周期和頻率互為倒數(shù),即T=yo我國市電頻率為50赫茲,周期為0.02秒。角頻率d:6=藝=2丈單位:弧度/秒T3、三相交流電:1、三個互成120。的三個相同線圈,固定在同一轉(zhuǎn)軸上,在同一勻強(qiáng)磁場中作勻速轉(zhuǎn)動,將產(chǎn)生三個交變電動勢,所產(chǎn)生的電流叫做三相交流電。由于這三個線圈是相同的,因此,它們將產(chǎn)生三個依次達(dá)到最人值的交變電動勢。相當(dāng)于三個最人值和周期都相同的獨(dú)立電源。2、每個獨(dú)立電源稱作“一相”,雖然每相的電動勢的最大值和周期都相同,但是它們不能同時為零或者同時達(dá)到最人值。由于三個線圈的平面依次相差120。角,它們到達(dá)零值和最犬值的時間依次落后L周期。如圖5

47、5所示。3、在實(shí)際應(yīng)用中,三相發(fā)電機(jī)和負(fù)載并不用六條導(dǎo)線相連接,而是采用和“”兩種接法。有興趣的同學(xué)可以參閱必修本PU6*部分內(nèi)容。4、變壓器:1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。理想變壓器的效率為1,即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說(如圖5-6),原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正?!?ni注意:對于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來說,原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正比的規(guī)律仍然成立,但各副線圈的電流則應(yīng)根據(jù)功率關(guān)系:E關(guān)乏R,去計(jì)算各線圈的電流強(qiáng)度,即s 當(dāng)副線圈不接負(fù)載(外電路斷開時)1円,耳巧=0,因此Te=OL=o 當(dāng)副線圈所接負(fù)載增多時,由

48、于通常負(fù)載多是并聯(lián)使用,因此,總電阻減少,使I?增人,輸出功率增大,所以輸入功率變?nèi)恕?因?yàn)?=耳,即至,所以變壓器中高壓線圈電流小,繞制的導(dǎo)線較細(xì),低電壓的線圈電流人,繞制的導(dǎo)線較粗。 上述各公式中的人從尸均指有效值,不能用瞬時值。2、遠(yuǎn)距離送電:由于送電的導(dǎo)線有電阻,遠(yuǎn)距離送電時,線路上損失電能較多。在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的條件卞,提高送電電壓,減小送電電流強(qiáng)度可以達(dá)到減少線路上電能損失的目的。線路中電流強(qiáng)度/和損失電功率計(jì)算式如下:注意:送電導(dǎo)線上損失的電功率,不能用P抿=求,因?yàn)閁岀不是全部降落在導(dǎo)線第十一章磁場1、磁場、磁感線、地磁場、電流的磁場、安培定則(A)(1)磁體和

49、電流的周I韋I都存在著磁場.磁場對磁體和電流都有力的作用.磁場具有方向性,規(guī)定在磁場中任一點(diǎn),小磁針北槻的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向.也就是小磁針靜ll時北極所指的方向。(2)磁感線可以形象地描述磁場的分布。磁感線的疏密程度交映磁場的強(qiáng)弱:磁感線上基點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向。勻強(qiáng)磁場的磁感線特點(diǎn):距離相等的平行直線。(常見磁場的磁感線分布)(3)地球的地理兩極與地磁兩極并不完全重合,其間有一個交角,叫做磁偏角(4)不論是直線電流的磁場還是環(huán)形電流的磁場,都可以用童蚩定則來判斷其方向,判斷直線電流的具體做法是右手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致,那么,彎曲的四指所指的方向就是磁感

50、線的環(huán)繞方向。亠F2、磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力的大小及左手定則(A)(F=BIL及E)(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度:將一小段通電直導(dǎo)線垂建磁場放置時,其受到的磁場力F與電流強(qiáng)度I成E比、與導(dǎo)線的長度L成正比,其中F/IL是與通電導(dǎo)線長度和電流強(qiáng)度都豆差的物理量,它反映了該處磁場的翹,定義F/IL為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.其單位為特斯拉(T,方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁感線的切線方向.也是小磁針在該處靜止時N極的顯。(2)安培力方向的判定方法左手定則1)伸開左手,人拇指跟四指垂直,且在同一平面內(nèi)2)讓磁感線穿過手心3)使四指指向電流方向,則拇指指向安培力的方向3、洛侖茲力的方向(A)(1)運(yùn)動電荷在磁場所受的力叫做洛侖茲力。(2)當(dāng)

51、粒子的運(yùn)動方向與磁場方向平行時,粒子不受洛侖茲力的作用。(3)洛侖茲力的方向:左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指方向垂直,并且跟手掌在同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線穿過掌心,四指所指方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動方向,大拇指所指方向?yàn)檎姾伤苈鍋銎澚Φ姆较?。(注:對?fù)電荷而言,四指所指方向?yàn)槠溥\(yùn)動的反方向)注意:洛侖茲力的方向始終垂直于磁場方向,且垂直于粒子運(yùn)動方向。4、磁通量(0)和磁通密度(B)(1)磁通量(0)一穿過某一面積(S)的磁感線的條數(shù)。(2)磁通密度一一垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù),也即磁感應(yīng)強(qiáng)度的人小。0B=-S(3)0與3的關(guān)系0=BScos中Seos勸面積S在中性面上投

52、影的人小。5、公式©=BScosOS其應(yīng)用磁通量的定義式0=BScasO,是一個重要的公式。它不僅定義了0的物理意義,而且還表明改變磁通量有三種基本方法,即改變氏S或&在使用此公式時,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)公式的適用條件般只適用于計(jì)算平面在勻強(qiáng)磁場中的磁通量。圖1(2)0角的物理意義一一表示平面法線(小方向與磁場(8)的夾角或平面(S)與磁場中性面(W)的夾角(圖1),而不是平面(S)與磁場(S)的夾角(a)o因?yàn)?+a二90°,所以磁通量公式還可表示為0=BSsina(3)0是雙向標(biāo)量,其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向(如平面法線的方向)是相同還是相反,當(dāng)磁感線沿相反向穿

53、過同一平面時,磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)一一磁通量的代數(shù)和,即B6、磁場對通電導(dǎo)線的作用磁場對電流的作用力,叫做安培力,如圖2所示,一根長為上的直導(dǎo)線,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中,且與的夾角為&當(dāng)通以電流Z時,安培力的人小可以表示為F=BI1sinO式中。為3與7(或的夾角,BsinhB垂直于7的分量。在3、I、Z定時,F(xiàn)xsinft當(dāng)8二90°時,安培力最大為:Fs=BIL當(dāng)&二0°或180°時,安培力為零:F=0應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題第一、安培力的方向,總是垂直氏Z所決定的平面,即一定垂直3和但方與/不一定垂直(圖3)。第二、彎曲

54、導(dǎo)線的有效長度厶等于兩端點(diǎn)連接直線的長度(如圖4所示)相應(yīng)的電流方向,沿Z由始端流向末端。所以,任何形狀的閉合平面線圈,通電后在勻強(qiáng)磁場受到的安培力的矢量和一定為零,因?yàn)橛行чL度厶=0。公式的運(yùn)動條件般只運(yùn)用于勻強(qiáng)磁場。圖47. 安培力矩公式在磁感應(yīng)強(qiáng)度為水的勻強(qiáng)磁場中,一個匝數(shù)為爪面積為S的矩形線圈,當(dāng)通以電流Z時,受到的安培力矩為M二Nfadsin<9=NBIabadsin。(圖5所示),即M二NBISsin&圖5在使用安培力矩公式時,應(yīng)注意下列問題。(1)&角與的區(qū)別與聯(lián)系公式中的確,表示線圈平面(S)與磁場中性面(£)的夾角或線圈平面法線(小與3方向的夾

55、角,而不是線圈平面與$的夾角(Q)。因?yàn)?P=90°,所以安培力矩公式還可以表示為"二NBIScosq一般,規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定,即與環(huán)形電流中心的磁場方向一致。(2)公式的適用條件勻強(qiáng)磁場,且轉(zhuǎn)軸(00)與&垂直;相對平行于尸的任意轉(zhuǎn)軸,安培力矩均為零。任意形狀的平面線圈,如三角形、圓形和梯形等。因?yàn)槿我庑螤畹钠矫婢€圈,都可以通過微分法,視為無數(shù)矩形元組成。8、磁場對運(yùn)動電荷的作用在不計(jì)帶電粒子(如電子、質(zhì)子、拐立子等基本粒子)的重力的條件卞,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場有三種典型的運(yùn)動,它們決定于粒子的速度(卩)方向與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(3)方向的夾

56、角(8。(1)當(dāng)卩與$平行,即6=0°或180°時落侖茲力f=Bqvsine=0,帶電粒子以入射速度(r)作勻速直線運(yùn)動,其運(yùn)動方程為:s=vt(2)當(dāng)P與$垂直,即。二90°時一一帶電粒子以入射速度(卩)作勻速圓周運(yùn)動,四個基本公式:向心力公式:軌道半徑公式:1=-BlEt!周期、頻率和角頻率公式:丁=蘭=養(yǎng)Bq血=王=2加=史TmT、f和e的兩個特點(diǎn)第一、T、f的訓(xùn)勺人小與軌道半徑(刃和運(yùn)行速率(卩)無關(guān),而只與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)和粒子的荷質(zhì)比(必)有關(guān)。第二、荷質(zhì)比(q/m)相同的帶電粒子,在同樣的勻強(qiáng)磁場中,T、f和少相同。(3)帶電粒子的軌道圓心(0)、速度偏向角(0)、回旋角()和弦切角(&)。在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動的問題時,除了應(yīng)熟悉上述基本規(guī)律之外,還必須掌握確定軌道圓心的基本方法和計(jì)算(p、&和8的定量關(guān)系。如圖6所示,在洛侖茲力作用下,一個

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