人教版高中物理选修11知识点精讲.docx

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人教版高中物理选修11知识点精讲

人教版高中物理选修1—1知识点精讲

一、物理学史及物理学家

电闪雷鸣是自然界常见的现象，古人认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直到1752年，伟大的科学家富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。

 伏打于1800年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。

他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件，揭开了电力应用的新篇章。

以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家，发明和改进了电灯，改变了人类日出而作、日没而息的生活习惯。

1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系，说明了电与磁之间存在着相互作用，这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义，也预示了电力应用的可能性。

英国物理学家法拉第经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲。

英国物理学家麦克斯韦建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在，他的理论，足以与牛顿力学理论相媲美，是物理学发展史上的一个里程碑式的贡献。

德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，被誉为无线电通信的先驱。

后人为了纪念他，用他的名字命名了频率的单位。

二、基本原理及实际应用

避雷针利用_尖端放电_原理来避雷：

带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。

各种各样的电热器如电饭锅、电热水器、电熨斗、电热毯等都是利用电流的热效应_来工作的。

在磁场中，通电导线要受到安培力的作用，我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的。

磁场对运动电荷有力的作用，这种力叫做洛伦兹力。

电视机显像管就是利用了电子束磁偏转_的原理。

利用电磁感应的原理，人们制造了改变交流电压的装置——变压器,在现代化生活中发挥着极其重要的作用。

日光灯的电子镇流器是利用自感现象工作的；而电磁炉和金属探测器是利用涡流工作的。

电磁波具有能量，人们利用电磁波中的某个波段制造了_微波炉_来加热食物。

电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传播，也可以实现无线传输。

在进行无线电通信时，需要发送和接受无线电波，天线是发射和接受无线电波的必要设备。

把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为调制。

信号的调制方式有调幅和调频两种方式。

其中调频信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式。

10、下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。

请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。

⑴X光机 D；  ⑵紫外线灯 C；⑶理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。

这里的“神灯”是利用了 E 。

A．光的全反射；         B．紫外线具有很强的荧光作用；

C．紫外线具有杀菌消毒作用；   D．X射线的很强的贯穿力；

E．红外线具有显著的热作用；   F．红外线波长较长易发生衍射。

三、基本概念及规律应用

电荷、元电荷、电荷守恒

（1）自然界中只存在两种电荷：

用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷，用_毛皮_摩擦过的_橡胶棒_带负电荷。

同种电荷相互_排斥_，异种电荷相互吸引_。

电荷的多少叫做电荷量_，用_Q_表示，单位是_库仑，简称库，用符号C表示。

（2）到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量。

这个最小电荷用e表示，它的数值为1.60×10-19C。

实验指出，所有带电物体的电荷量或者等于它，或者是它的整数倍，因此我们把它叫做元电荷。

（3）用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。

大量事实表明，电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。

这个结论叫做电荷守恒定律。

库仑定律

（1）内容：

真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（2）公式：

，其中叫做静电力常量，实验得到。

电场、电场强度、电场线

（1）带电体周围存在着一种物质，这种物质叫电场，电荷间的相互作用就是通过电场发生的。

（2）电场强度（场强）

①定义：

放入电场中某点的电荷所受静电力跟它的电荷量的比值,叫做该点的电场强度，用表示。

②公式:

，由公式可知，场强的单位为牛每库，符号是N/C。

③场强既有大小，又有方向，是矢量。

方向规定：

电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。

电场线可以形象地描述电场的分布。

电场线的疏密程度反映电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向，即电场方向。

匀强电场的电场线特点：

距离相等的平行直线。

4、静电的利用与防止   

（1）静电利用原理：

带电粒子受到电场力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上。

带正电荷的粒子在电场力作用下会向负极运动，带负电的粒子则向正极运动。

实例：

静电除尘、静电喷涂、静电复印、静电植绒、避雷针等。

（2）静电危害：

放电火花可能引起易燃物的爆炸。

人体静电在与金属等导体接触时放电会使人有刺疼感。

（3）防止静电的方法：

及时把静电导走。

如给空气加湿、地毯中加入导电金属丝等。

5、电容器、电容

电容器是储存电荷的装置，莱顿瓶是最早的电容器。

平行板电容器是由两极板和电解质构成。

在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号位F。

还有微法（）和皮法（），它们的关系是：

，。

6、电流、电源、电动势

（1）电流的概念：

电荷的定向移动形成电流。

（2）电流产生条件：

导体两端有电压。

电源在电路中的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。

（3）电流的方向：

规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动方向相反。

（4）电流——描述电流强弱的物理量。

定义：

通过导线某横截面的电荷量与所用时间的比值。

公式：

单位：

安培，简称安，符号A，常用单位和。

单位换算关系：

、。

（5）电动势是用来描述电源本身性质的物理量。

符号E，单位伏特。

电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

7、电流的热效应——焦耳定律

（1）内容：

电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。

（2）公式：

8、磁场、磁感线、地磁场、电流的磁场、磁性材料

（1）磁体和电流的周围都存在着磁场,磁场对磁体和电流都有力的作用。

磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针北极受力方向为该点的磁场方向。

也就是小磁针    静止时北极所指的方向。

（2）磁感线可以形象地描述磁场的分布。

磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的场强方向，即磁场方向。

匀强磁场的磁感线特点：

距离相等的平行直线。

（3）地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做磁偏角。

（4）不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场，都可以用安培定则来判断其方向，判断直线电流的具体做法是右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判断：

右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。

（5）通常我们所说的铁磁性物质是指磁化后的磁性比其他物质磁性强得多的物质，也叫强磁性物质。

这些物质由很多已经磁化的小区域组成，这些小区域叫做“磁畴”。

9、安培力的大小——左手定则  

（1）安培力：

通电导体在磁场中受到的作用力叫安培力。

（2）安培力的计算公式：

；其中B反映了磁场的强弱，叫做磁感应强度，单位是特斯拉，简称特，符号为T。

通电导线与磁场方向垂直时，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，此时安培力有最小值。

（3）磁感应强度是个矢量，既有大小，又有方向。

小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向。

（4）左手定则：

伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线穿入手心，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。

10、洛伦兹力的方向　　

（1）洛伦兹力：

磁场对运动电荷的作用力。

（2）安培力是洛伦兹力的宏观表现。

（3）左手定则判定洛伦兹力的方向：

伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直，且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿入手心，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伦兹力的方向。

负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反。

11、电磁感应现象、磁通量、感应电动势、法拉第电磁感应定律

闭合电路由于磁通量的变化，电路中产生了感应电流，也就是产生了感应电动势。

产生感应电动势的那部分电路相当于电源；电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

这就是法拉第电磁感应定律。

如果用E表示感应电动势，它的单位是伏特（V），磁通量和时间的单位分别是韦伯（Wb）和秒（s），在n匝线圈组成的电路中，产生的感应电动势是

12、交变电流

（1）大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流；电流只沿一个方向流动，叫做直流。

（2）电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数规律变化，叫做正弦式电流。

（3）描述物理量：

周期（T）、频率（f）、有效值（E、U、I）、峰值（Em、Um、Im）。

家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值.

交流电的有效值是根据电流的热效应规定的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的0.707倍。

若把电容器接在交流电路中，它能起到隔直流和通交流作用。

13、变压器

（1）构造：

变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成.

（2）工作原理：

变压器利用的是电磁感应现象的互感现象.

14、电磁波  

（1）麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在。

（2）麦克斯韦电磁场理论：

a.变化的磁场产生电场；b.变化的电场产生磁场。

（3）电磁波的特点

a.电磁波可以在真空中传播；

b.电磁波本身是一种物质，电磁波具有能量；

c.波长、频率和波速之间的关系：

c=（c波速；波长； 频率）；

d.电磁波在真空中的传播速度：

c=3.00×108m/s

（4）电磁波谱：

a.电磁波按波长（或频率）由大到小（或由小到大）的顺序为：

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。

b. 不同的电磁波具有不同的频率，因此具有不同的特点。

①无线电波适用于通信和广播，微波炉中使用的微波也是一种无线电波；

②红外线具有热效应，应用有：

夜视仪、红外摄影、红外线遥感；

③可见光能引起视觉，不同颜色的可见光是频率范围不同的电磁波；

④紫外线具有较高的能量，能灭菌消毒；具有荧光效应，能激发许多物质发光；

⑤X射线穿透能力较强，能透视人体，检查金属部件内部有无缺陷；

⑥射线穿透能力很强，能治疗某些癌症，探测金属部件内部有无缺陷；

14、电热器、白炽灯等常见家用电器的技术参数的含义

（1）电热器工作原理：

利用电流热效应。

如电熨斗、电饭锅、电热水器等。

 若某电热器功率为1000W，工作1小时，耗电1度。

（2）某家用白炽灯标识