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物理83三年公式大全精华版_物理资料

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文档文本内容

高中三年公式大全(精华版)
一、质点的运动(1)——直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度V 平=s/t(定义式)
2.有用推论Vt2-V02=2as
3.中间时刻速度Vt/2=V 平=(Vt+V0)/2(分析纸带常用)
4.末速度Vt=V0+at;
5.中间位置速度Vs/2=[(V02+Vt2)/2]1/2
6.位移s=V 平t=V0t+at2/2
7.加速度a=(Vt-V0)/t {以V0 为正方向,a 与V0 同向(加速)a>0;反向
则a<0}
8.实验用推论Δs=aT2 {Δs 为连续相邻相等时间(T)内位移之差}(分
析纸带常用逐差法求加速度)
9.主要物理量及单位:初速度(V0):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;
时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
强调:
(1)平均速度是矢量;平均速率是标量(平均速率=路程/时间);
(2)物体速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-V0)/t 只是量度式,不是决定式(决定于F/m)
2)自由落体运动
1.初速度V0=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(从V0 位置向下计算)
4.推论Vt2=2gh
强调:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动
规律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平
地小,方向竖直向下)。
3)竖直上抛运动
1.位移s=V0t-gt2/2
2.末速度Vt=V0-gt
3.有用推论Vt2-V02=-2gs
4.上升最大高度Hm=V02/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2V0/g (从抛出落回原位置的时间)
强调:
(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;
(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称
性;
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
二、质点的运动(2)——曲线运动、万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度:Vx=V0
2.竖直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=V0t
4.竖直方向位移:y=gt2/2
5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V02+(gt)2]1/2,合速度方向与水平夹角β:tg
β=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g
强调:
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的
匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;
(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;(4)在平抛运动中时间t 是解题关键;
(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向
不在同一直线上时,物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F 心=ma=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F 合
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ωr;
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):
赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速
度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
强调:
(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提
供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度
的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但
动量不断改变。
3)万有引力
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常
量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们
的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半
径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2
π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g 地r 地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2
=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/(r 地+h)2=m4π2(r 地+h)/T2{h≈36000km,h:距
地球表面的高度,r 地:地球的半径}
强调:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F 向=F 万;(2)应用万有引
力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小;(5)
地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
三、力(常见的力、力的合成与分解)
1)常见的力
1.重力G=mg (方向竖直向下,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变
量(m)}
3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,
FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f 静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm 为最大静
摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线
上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109Nm2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强
方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ为B 与L 的夹角,当L⊥B 时:F=BIL,B//L 时:F
=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B 与V 的夹角,当V⊥B 时:f=qVB,
V//B 时:f=0)
强调:
(1)劲度系数k 由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表
面状况等决定;
(3)fm 略大于μFN,一般视为fm≈μFN;(4)其它相关内容:静摩擦力(大
小、方向)用力的平衡或运动定律解决;
(5)物理量符号及单位;B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),
V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力
方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥
F2 时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x 轴之间的夹
角tgβ=Fy/Fx)
强调:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反
之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;(4)F1 与
F2 的值一定时,F1 与F2 的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,
化简为代数运算。
四、动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动
状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F 合=ma 或a=F 合/ma{由合外力决定,与合外力
方向一致
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号示方向相反,F、F′各自作用在对方,
平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F 合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G&NBSP;&NBSP;{加速度方向向下,均失重,
加速度方向向上,均超重}<DIV>
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物
体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子
强调:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动(刚
体)。
五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)
1.简谐振动F=-kx{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F 的方向
与x 始终反向}
2.单摆周期T=2π(L/g)1/2 {L:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条
件:摆角θ<100;L>>r}
3.受迫振动频率特点:f=f 驱动力4.发生共振条件:f 驱动力=f 固,A=
max,共振的防止和应用
5.机械波、横波、纵波6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周
期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声
波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的
尺寸比波长小,或者相差不大
9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与
接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小
强调:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;
(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相
遇处;
(3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方
式;
(4)干涉与衍射是波特有的;
(5)振动图象与波动图象;
(6)其它相关内容:超声波及其应用及振动中的能量转化见课本。
六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)
1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方
向相同}
3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F
决定}
4.动量定理:I=Δp 或Ft=mvt–mv0{Δp:动量变化Δp=mvt–mv0,是
矢量式}
5.动量守恒定律:p 前总=p 后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=
m1v1′+m2v2′
6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}
7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失
的最大动能}
8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}
9. 物体m1 以v1 初速度与静止的物体m2 发生弹性正碰: V1 ′ =
(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)
10.由9 得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量
守恒)
11.子弹m 水平速度v0 射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入
其中一起运动时的机械能损失
E 损=mv02/2-(M+m)vt2/2=fs 相对{vt:共同速度,f:阻力,s 相对子弹相
对长木块的位移}
强调:
(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;
(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代
数运算;
(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒
(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);
(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子
核衰变时动量守恒;
(5)爆炸过程视为动量守恒,化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关
内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行。
七、功和能(功是能量转化的量度)
1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、
s 间的夹角}
2.重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,hab:a 与b 高度差(hab=
ha-hb)}
3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a 与b 之间电势差(V)
即Uab=φa-φb}
4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t 时间内所做的功(J),t:做
功所用时间(s)}
6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P 平=Fv 平{P:瞬时功率,P 平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动(变加速)、以恒定加速度启动(变功率)、汽
车最大行驶速度(vmax=P 额/f)
8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电
时间(s)}
10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.动能:EK=mv2/2{EK:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12.重力势能:EP=mgh {EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度
(m)(从零势能面起)}
13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φ
A:A 点的电势(V)(从零势能面起)}
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):W 合=mvt2/2-mv02/2 或
W 合=Δ EK {W 合: 外力对物体做的总功,Δ EK: 动能变化Δ EK =
(mvt2/2-mv02/2)}
15. 机械能守恒定律:Δ E =0 或EK1+EP1 =EK2+EP2 也可以是
mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负
值)WG=-ΔEP
强调:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;
(2)00≤α<900 做正功;900<α≤1800 做负功;α=900 不做功(力
的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);
(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分
子)势能减少
(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3 两式);
(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动
能和势能之间的转化;
(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*
(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
八、分子动理论、能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10 米
2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积
(m)2}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热
运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r<R0,f 引f 斥,F 分子力表现为引力(4)r>10r0,
f 引=f 斥≈0,F 分子力≈0,E 分子势能≈0
5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的
方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),
ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出
6.热力学第二定律
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变
化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起
其它变化(机械能与内能转化的方向性),涉及到第二类永动机不可造出
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15 摄
氏度(热力学零度)}
强调:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分
子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0 处F 引=F 斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收
热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气
体分子间作用力为零,分子势能为零;
(7)r0 为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
(8)其它相关内容:能的转化和守恒定律,能源的开发与利用、环保,物
体的内能、分子的动能、分子势能等见课本。
九、气体的性质
1.气体的状态参量:温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内
部分子无规则运动的剧烈程度的标志,热力学温度与摄氏温度关系:T=
t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)};体积V:气体分子所能占据的
空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的
压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用
力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T 为热力学
温度(K)}
强调:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3 成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的
单位,t 为摄氏温度(℃),而T 为热力学温度(K)。
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷
量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静
电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的
距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,
异种电荷互相吸引}
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电
场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离
(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB 两点间的电压(V),d:AB 两点在
场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电
场强度(N/C)}
7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A 到B 时电场力所做
的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B 两点间的电势差(V)(电场力做功与
路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}
9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA:A
点的电势(V)}
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A 位置到B 位置
时电势能的差值}
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-QuAb(电势能的增量等于
电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极
板电势差)(V)}
13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间
的垂直距离,ε:介电常数)
14.带电粒子在电场中的加速(V0=0):W=ΔEK 或qU=mVt2/2,Vt=
(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V0 进入匀强电场时的偏转(不考虑
重力作用的情况下)类平抛运动;垂直电场方向:匀速直线运动L=V0t,平行
电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m
强调:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷
的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强
方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
(3)常见电场的电场线分布要求熟记,见课本。
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与
电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的
电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷
只分布于导体外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面见
课本。
十一、恒定电流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t 内通过导体横载面的电
量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体
阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:
导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR 也可以是E=U 内+U 外{I:
电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)};
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:
时间(s),P:电功率(W)};
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻
值(Ω),t:通电时间(s)};
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R;
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P 总=IE,P 出=IU,η=P
出/P 总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联串联电路(P、U 与R 成正比) 并联电路(P、I 与R 成反
比)
电阻关系(串同并反)R 串=R1+R2+R3+1/R 并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系I 总=I1=I2=I3I 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+
10.欧姆表测电阻:
(1)电路组成
(2)测量原理
两表笔短接后,调节R0 使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+R0);接入被测
电阻Rx 后通过电表的电流为
Ix=E/(r+Rg+R0+Rx)=E/(R 中+Rx);由于Ix 与Rx 对应,因此可指示被测
电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍
率)}、拨off 挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次
换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法:电压表示数:U=UR+UA;电流表外接法:电流表示数:
I=IR+IV
RX 的测量值=U/I=(UA+UR)/R=RA+RX>R 真;RX 的测量值=U/I=
UR/(IR+IV)=RVRX/(RV+R)<R 真
选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2];选用电路条件Rx<<RV [或
Rx<(RARV)1/2]
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法:
限流接法:电压调节范围小,电路简单,功耗小,便于调节电压的选择条
件RP>RX
分压接法:电压调节范围大,电路复杂,功耗较大,便于调节电压的选择
条件RP<RX
注:
(1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mV;1MΩ=103k
Ω=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而
增大;
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为
E2/(2r);
(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用见
课本
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T,1T
=1N/Am
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:
导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),
V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况
(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直
线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下
(a)F 向=f 洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2π
m/qB;
(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做
功(任何情况下);
(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
强调:
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意
带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;
(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),
n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV 垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)};3)Em=nBSω(交
流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:
速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面
积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方
向:由负极流向正极}
4.自感电动势E 自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L 有铁芯
比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的
快慢)}
注:
(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点;
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;
(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感、日光灯。
十四、交变电流(正弦式交变电流)
1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf) ;2.电动
势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R 总;
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2;
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2;I1/I2
=n2/n1;P 入=P 出;
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失P
损′=(P/U)2R;(P 损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:
输送电压,R:输电线电阻);
6.公式1、2、3、4 中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线
圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U 输出)电压(V);I:电流强度(A);
P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω
线,f 电=f 线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面
电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效
值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输
出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率
也增大,即P 出决定P 入;(5)其它相关内容:正弦交流电图象、电阻、电
感和电容对交变电流的作用
十五、电磁振荡和电磁波
1.LC 振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量
(H),C:电容量(F)}
2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的
波长(m),f:电磁波频率}
注:
(1)在LC 振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为
零时,振荡电流最大;
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场;(3)其它相关内容:
电磁场、电磁波、无线电波的发射与接收、电视雷达。
十六、光的反射和折射(几何光学)
1.反射定律α=i {α;反射角,i:入射角};
2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin/sin {光的色散,可见光中
红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速,:入射角,:
折射角}
3.全反射:
1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n;
2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角
偏移;
(3)光导纤维是光的全反射的实际应用,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透
镜;
(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作
出光路图是解题关键;
(5)白光通过三棱镜发色散规律:紫光靠近底边出射。
十七、光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象
性)
1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯);
2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: Δs=nλ;暗条纹位置: Δs =
(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,、、、);条纹间距{Δs:路程差(光程差);λ:光的
波长;λ/2:光的半波长;d 两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离};
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播
速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、
蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小);
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=
λ/4;
5.光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物
的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传
播,反之,就不能认为光沿直线传播;
6.光的偏振:光的偏振现象说明光是横波;
7.光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):
无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、
线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用;
8.光子说,一个光子的能量E=hν {h:普朗克常量=6.63×10-34J.s,ν:
光的频率};
9.爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W {mVm2/2:光电子初动能,
hν:光子能量,W:金属的逸出功}
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、
薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光
谱分析/原子特征谱线、光电效应的规律光子说、光电管及其应用、光的波
粒二象性、激光、物质波。
十八、原子和原子核
1.α粒子散射试验结果:
(a)大多数的α粒子不发生偏转;
(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏
转(甚至反弹回来);
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结
构);
3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的
光子:hν=E 初-E 末{能级跃迁};
4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子),{A=质量数=质子数
+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数;
5.天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的
电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半
数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产
生的;
6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中
的速度}
7.核能的计算ΔE=Δmc2{当Δm 的单位用kg 时,ΔE 的单位为J;当
Δm 用原子质量单位u 时,算出的ΔE 单位为uc2;1uc2=931.5MeV}。
注:
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握;
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;
(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构、氢原子的电子云、放射性同位数
及其应用、放射性污染和防护、重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核
反应堆、轻核聚变、可控热核反应、人类对物质结构的认识。