高中物理学业水平测试物理知识点选修11.docx

1、高中物理学业水平测试物理知识点选修11电场1.两种电荷(1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.(2电荷守恒定律:电荷既不能被创造也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷代数和不变.2.库仑定律(1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2公式:(3适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,

2、所带电荷量也不一定很少. 3.电场强度、电场线(1电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.(2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q 方向:正电荷在该点受力方向.(3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:电场线是起始于正电荷(或无穷远处,终止于负电荷(或无穷远处;电场线的疏密反映电场的强弱;电场线不相交;电场线不是真实存在的;电场线不一定是电荷运动轨迹.(4几种常见

3、的电场线 等量异号点电荷电场线正点电荷电场线负点电荷电场线 等量异号点电荷电场线匀强电场电场线(5匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.12.电容电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。(3单位:法拉(F,1F=10 6 F,1F=10 6 pF.稳恒电流1.电流-(1定义:电荷的定向移动形成电流.(2电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.2.电流强度: -(1定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电

4、量所用时间的比值,I=q/t(2在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A,1A=10-6A2.电阻-(1定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻.(2定义式:R=U/I,单位:(3电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关.(4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,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式.(5焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示电流通过导体产生的热量,单位是J.焦耳定律无论是对纯电

5、阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的.(6.串并联电路电路串联电路(P、U与R成正比 并联电路(P、I与R成反比 电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3=功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+7.电动势 -(1物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能.(2大小:等于电路中通过1C电

6、荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U 外+U内.磁场1.磁场(1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.(2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.(3磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线(1在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.(2磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进

7、入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.(3几种典型磁场的磁感线的分布: (注意安培定则用法直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线. 3.磁感应强度(1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/I

8、L.单位T, 1T=1N/(Am.(2磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.(3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B 与F成正比,或B与IL成反比.(4磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.5.安培力(1安培力大小F=B

9、IL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.(2安培力的方向由左手定则判定.(3安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,6.洛伦兹力洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.(4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.电磁感应1.电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流.(1产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即0.(2产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.产生

10、感应电动势的那部分导体相当于电源.(2电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.(3.磁通量求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数法拉第电磁感应定律1、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.表达式 E=n/t2、.电磁感应中的电路问题在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:(1用法拉第电磁感应定律确定

11、感应电动势的大小和方向.(2画等效电路.(3运用欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解.交变电流1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.2.正弦交流电 -(1函数式: u=U m sint i=I m sint(2图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u,其变化规律可用函数图像描述。3.表征交变电流的物理量(1瞬时值:交流电某一时刻的值,常用e、u、i表示.(2最大值(峰值:U m,Im,(3有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做

12、该交流电的有效值.有效值与最大值之间的关系:E=Em/2,U=Um/2,I=Im/2只适用于正弦交流电,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算,切不可乱套公式.在正弦交流电中,各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值.(4周期和频率 -周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次.频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.f=1/T(2理想变压器的关系式:电压关系:U1/U2 =n1/n2(变压比,即电压与匝数成正比.6.电能的输送 -(1关键:减少输电线上电能的损失:P 耗 =I 2 R 线(2方法:减小输电导线的电阻,如采用电阻率小

13、的材料;加大导线的横截面积.提高输电电压,减小输电电流.前一方法的作用十分有限,代价较高,一般采用后一种方法.(3远距离输电过程:输电导线损耗的电功率:P 损 =(P/U2R 线,因此,当输送的电能一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。电磁场和电磁波1.麦克斯韦的电磁场理论(1变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场.(2随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场,随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场.(3变化的电场和变化的磁场总是相互关系着,形成一个不可分割的统一体

14、,这就是电磁场.2.电磁波(1周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波.(2电磁波可以在真空中传播,电磁波从一种介质进入另一介质,频率不变、波速和波长均发生变化,电磁波传播速度v等于波长和频率f的乘积,即v=f,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3.0010 8 m/s.(3波长、波速和频率及其关系(a波长:两个相邻的且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.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(b波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关.(c频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关.(d三者关系:v=f(4电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。(5红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。