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文檔簡介

1、第八章   電場一、三種產(chǎn)生電荷的方式:1、摩擦起電: (1)正點荷:用綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷; (2)負電荷:用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷;(3)實質(zhì):電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體;2、接觸起電: (1)實質(zhì):電荷從一物體移到另一物體;(2)兩個完全相同的物體相互接觸后電荷平分;(3)、電荷的中和:等量的異種電荷相互接觸,電荷相合抵消而對外不顯電性,這種現(xiàn)象叫電荷的中和; 3、感應起電:把電荷移近不帶電的導體,可以使導體帶電;(1)電荷的基本性質(zhì):同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引; (2)實質(zhì):使導體的電荷從一部分移到另一部分;(3)感應起電時,導體離電荷近

2、的一端帶異種電荷,遠端帶同種電荷; 4、電荷的基本性質(zhì):能吸引輕小物體; 二、電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)生,亦不能被消失,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量不變。 三、元電荷:一個電子所帶的電荷叫元電荷,用e表示。 1、e=1.6×10-19c; 2、一個質(zhì)子所帶電荷亦等于元電荷; 3、任何帶電物體所帶電荷都是元電荷的整數(shù)倍; 四、庫侖定律:真空中兩個靜止點電荷間的相互作用力,跟它們所帶電荷量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。電荷間的這種力叫庫侖力,

3、 1、計算公式:F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N.m2/kg2) 2、庫侖定律只適用于點電荷(電荷的體積可以忽略不計) 3、庫侖力不是萬有引力;五、電場:電場是使點電荷之間產(chǎn)生靜電力的一種物質(zhì)。 1、只要有電荷存在,在電荷周圍就一定存在電場; 2、電場的基本性質(zhì):電場對放入其中的電荷(靜止、運動)有力的作用;這種力叫電場力;3、電場、磁場、重力場都是一種物質(zhì)六、電場強度:放入電場中某點的電荷所受電場力F跟它的電荷量Q的比值叫該點的電場強度; 1、定義式:E=F/q;E是電場強度;F是電場力;q是試探電荷; 2、電場強度是矢量,電場中某一點的場強方向就是放在該點的正電荷所受

4、電場力的方向(與負電荷所受電場力的方向相反) 3、該公式適用于一切電場;  4、點電荷的電場強度公式:E=kQ/r2  七、電場的疊加:在空間若有幾個點電荷同時存在,則空間某點的電場強度,為這幾個點電荷在該點的電場強度的矢量和;解題方法:分別作出表示這幾個點電荷在該點場強的有向線段,用平行四邊形定則求出合場強; 八、電場線:電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枋鲭妶鎏匦远藶榧僭O的線。 1、電場線不是客觀存在的線; 2、電場線的形狀:電場線起于正電荷終于負電荷;G:用鋸木屑觀測電場線.DAT (1)只有一個正電荷:電場線起于正電荷終于無窮遠;(2)只有一個負電荷:起

5、于無窮遠,終于負電荷; (3)既有正電荷又有負電荷:起于正電荷終于負電荷; 3、電場線的作用: 1、表示電場的強弱:電場線密則電場強(電場強度大);電場線疏則電場弱電場強度小); 2、表示電場強度的方向:電場線上某點的切線方向就是該點的場強方向; 4、電場線的特點: 1、電場線不是封閉曲線;        2、同一電場中的電場線不向交; 九、勻強電場:電場強度的大小、方向處處相同的電場;勻強電場的電場線平行、且分布均勻; 1、勻強電場的電場線是一簇等間距的平行線;2、平行板電容器間的電是勻強電場;場十、電勢差:電荷

6、在電場中由一點移到另一點時,電場力所作的功WAB與電荷量q的比值叫電勢差,又名電壓。 1、定義式:UAB=WAB/q;          2、電場力作的功與路徑無關;3、電勢差又命電壓,國際單位是伏特; 十一、電場中某點的電勢,等于單位正電荷由該點移到參考點(零勢點)時電場力作的功; 1、電勢具有相對性,和零勢面的選擇有關;2、電勢是標量,單位是伏特V; 3、電勢差和電勢間的關系:UAB= A -B;4、電勢沿電場線的方向降低; 時,電場力要作功,則兩點電勢差不為零,就不是等勢面; 4、相同電荷

7、在同一等勢面的任意位置,電勢能相同;原因:電荷從一點移到另一點時,電場力不作功,所以電勢能不變;5、電場線總是由電勢高的地方指向電勢低的地方; 6、等勢面的畫法:相臨等勢面間的距離相等; 十二、電場強度和電勢差間的關系:在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。 1、數(shù)學表達式:U=Ed; 2、該公式的使適用條件是,僅僅適用于勻強電場; 3、d是兩等勢面間的垂直距離;十三、電容器:儲存電荷(電場能)的裝置。 1、結(jié)構(gòu):由兩個彼此絕緣的金屬導體組成; 2、最常見的電容器:平行板電容器;十四、電容:電容器所帶電荷量Q與兩電容器量極板間電勢差U的比值;用“C”來

8、表示。 1、定義式:C=Q/U; 2、電容是表示電容器儲存電荷本領強弱的物理量; 3、國際單位:法拉 簡稱:法,用F表示 4、電容器的電容是電容器的屬性,與Q、U無關; 十五、平行板電容器的決定式:C=s/4kd;(其中d為兩極板間的垂直距離,又稱板間距;k是靜電力常數(shù),k=9.0×10 9N.m2/c2;是電介質(zhì)的介電常數(shù),空氣的介電常數(shù)最小;s表示兩極板間的正對面積;) 1、電容器的兩極板與電源相連時,兩板間的電勢差不變,等于電源的電壓; 2、當電容器未與電路相連通時電容器兩板所帶電荷量不變; 十六、帶電粒子的加速: 1、條件:帶電粒子運動方向和場強方向垂直,

9、忽略重力; 2、原理:動能定理:電場力做的功等于動能的變化:W=Uq=1/2mvt2-1/2mv02; 3、推論:當初速度為零時,Uq=1/2mvt2; 4、使帶電粒子速度變大的電場又名加速電場;  九章    恒定電流一、電流:電荷的定向移動行成電流。 1、產(chǎn)生電流的條件: (1)自由電荷; (2)電場; 2、電流是標量,但有方向:我們規(guī)定:正電荷定向移動的方向是電流的方向;   注:在電源外部,電流從電源的正極流向負極;在電源的內(nèi)部,電流從負極流向正極; 3、電流的大小:通過導體橫截面的電荷量Q跟通過這些電量所用時間t的

10、比值叫電流I表示;(1)數(shù)學表達式:I=Q/t;(2)電流的國際單位:安培A(3)常用單位:毫安mA、微安uA;(4)1A=103mA=106uA二、歐姆定律:導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比; 1、定義式:I=U/R; 2、推論:R=U/I;   3、電阻的國際單位時歐姆,用表示; 1k=103,1M=106;              4、伏安特性曲線: 三、閉合電路:由電源、導線、用電器、電鍵組

11、成; 1、電動勢:電源的電動勢等于電源沒接入電路時兩極間的電壓;用E表示;2、外電路:電源外部的電路叫外電路;外電路的電阻叫外電阻;用R表示;其兩端電壓叫外電壓; 3、內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電阻,內(nèi)點路的電阻叫內(nèi)電阻;用r表示;其兩端電壓叫內(nèi)電壓;如:發(fā)電機的線圈、干電池內(nèi)的溶液是內(nèi)電路,其電阻是內(nèi)電阻; 4、電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和;E=U內(nèi)+U外;U外=RI;E=(R+r)I四、閉合電路的歐姆定律:閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比; 1、數(shù)學表達式:I=E/(R+r)  2、當外電路斷開時,外電阻無窮大,電源電動勢等于路端電壓;就是電源

12、電動勢的定義; 3、當外電阻為零(短路)時,因內(nèi)阻很小,電流很大,會燒壞電路;五、半導體:導電能力在導體和絕緣體之間;半導體的電阻隨溫升越高而減??;六:導體的電阻隨溫度的升高而升高,當溫度降低到某一值時電阻消失,成為超導;  第十章   磁場一、磁場:1、磁場的基本性質(zhì):磁場對放入其中的磁極、電流有磁場力的作用;2、磁鐵、電流都能能產(chǎn)生磁場;3、磁極和磁極之間,磁極和電流之間,電流和電流之間都通過磁場發(fā)生相互作用;4、磁場的方向:磁場中小磁針北極的指向就是該點磁場的方向;二、磁感線:在磁場中畫一條有向的曲線,在這些曲線中每點的切線方向就是該點的磁場方向;

13、1、磁感線是人們?yōu)榱嗣枋龃艌龆藶榧僭O的線;2、磁鐵的磁感線,在外部從北極到南極,內(nèi)部從南極到北極;3、磁感線是封閉曲線;三、安培定則:1、通電直導線的磁感線:用右手握住通電導線,讓伸直的大拇指所指方向跟電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向;2、環(huán)形電流的磁感線:讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸上磁感線的方向;3、通電螺旋管的磁場:用右手握住螺旋管,讓彎曲的四指方向和電流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向;四、地磁場:地球本身產(chǎn)生的磁場;從地磁北極(地理南極)到地磁南極(地理北極);五、磁感應強度:磁感應強度是描述

14、磁場強弱的物理量。 1、磁感應強度的大?。涸诖艌鲋写怪庇诖艌龇较虻耐妼Ь€,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積的比值,叫磁感應強度。B=F/IL 2、磁感應強度的方向就是該點磁場的方向(放在該點的小磁針北極的指向) 3、磁感應強度的國際單位:特斯拉  T, 1T=1N/A。m六、安培力:磁場對電流的作用力; 1、大?。涸趧驈姶艌鲋?,當通電導線與磁場垂直時,電流所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線長度L三者的乘積。2、定義式F=BIL(適用于勻強電場、導線很短時) 3、安培力的方向:左手定則:伸開左手,使大拇指根其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓

15、磁感線垂直穿過手心,并使伸開四指指向電流的方向,那么大拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。 七、磁鐵和電流都可產(chǎn)生磁場;八、磁場對電流有力的作用;九、電流和電流之間亦有力的作用;(1)同向電流產(chǎn)生引力;             (2)異向電流產(chǎn)生斥力; 十、分子電流假說:所有磁場都是由電流產(chǎn)生的;十一、磁性材料:能夠被強烈磁化的物質(zhì)叫磁性材料:(1)軟磁材料:磁化后容易去磁的材料;例:軟鐵;硅鋼;應用:制造電磁鐵、變壓器、(2)硬磁材料:磁化后不容易去磁的材

16、料;例:碳鋼、鎢鋼、制造:永久磁鐵;十二、磁場對運動電荷的作用力,叫做洛倫茲力1、洛侖茲力的方向由左手定則判斷:伸開左手讓大拇指和其余四指共面且垂直,把左手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,四指為正電荷運動方向(與負電荷運動方向相反)大拇指所指方向就是洛侖茲力的方向;(1)洛侖茲力F一定和B、V決定的平面垂直。(2)洛侖茲力只改變速度的方向而不改變其大?。?)洛倫茲力永遠不做功。2、洛倫茲力的大?。?)當v平行于B時:F=0(2)當v垂直于B時:F=qvB、 電阻定律:導體兩端電阻與導體長度、橫截面積及材料性質(zhì)有關。      

17、60;       R=pl/S(電阻的決定式)P只與導體材料性質(zhì)有關。R與溫度有關。2、 伏安特性曲線:描述電壓與電流之間的函數(shù)關系的圖象。3、 二極管:單向?qū)щ娦?;正極與電源正極相連。4、串聯(lián)特點:總電壓等于各部分電壓之和。            電流處處相等            總電阻等于各部分電阻和 

18、;           總功率等于各部分功率和5、并聯(lián)特點:總電壓等于各支路電壓            總電流等于各支路電流和            總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和        

19、    總功率等于各支路功率和6、伏安法:(1)限流式;(2)分壓式。7、等效圖的接法:(1)節(jié)點搭橋法;(2)等電勢法(拉扯法)。8、電動勢:(1)定義:非靜電力對電荷所做的功與被移送的電荷量之比。          (2)物理意義:反映電源提供電能的本領。          (3)公式:E電動勢=W其/q      

20、0;   (4)電動勢只與電源性質(zhì)有關          (5)電動勢、內(nèi)阻是電源性質(zhì)的衡量指標。電動勢以大為好,內(nèi)阻以小為好。9、閉合電路歐姆定律:E=U外+U內(nèi)10、外阻與路端電壓成正比。11、測量電源電動勢與內(nèi)阻的方法:伏安法、伏箱法、安箱法。12、外接、內(nèi)接的原則:觀察分壓、分流效果哪個明顯。外接、內(nèi)接的口訣:小外偏小、大內(nèi)偏大。13、表頭改裝電壓表須串聯(lián)大電阻表頭改裝電流表須并聯(lián)小電阻14、多用電表閉合電路歐姆定律標歐姆表的刻度15、功率16、純電阻電路:電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的

21、電路。17、電源總功率:EI=IU外+IU內(nèi)18、與門電路、或門電路、非門電路(我只了解了解)19、電學黑箱問題(我也了解一下)20、I=Q/t=nqvSS指電荷通過的截面;V指電荷定向移動的速度10.歐姆表測電阻(1)電路組成 (2)測量原理兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被測電阻Rx后通過電表的電流為 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小(3)使用方法:機械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù)注意擋位(倍率)、撥off擋。(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換

22、擋要重新短接歐姆調(diào)零。11.伏安法測電阻電流表內(nèi)接法: 電壓表示數(shù):UUR+UA 電流表外接法: 電流表示數(shù):IIR+IVRx的測量值U/I(UA+UR)/IRRA+Rx>R真 Rx的測量值U/IUR/(IR+IV)RVRx/(RV+R)<R真選用電路條件Rx>>RA 或Rx>(RARV)1/2 選用電路條件Rx<<RV 或Rx<(RARV)1/212.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法 限流接法 電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡單,功耗小 便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp>Rx 電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復雜,功耗較大 便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp<R

23、x注1)單位換算:1A103mA106A;1kV103V106mA;1M103k106(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;(3)串聯(lián)總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個分電阻;(4)當電源有內(nèi)阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;(5)當外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);(6)其它相關內(nèi)容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用見第二冊P127。十三、電磁感應1.感應電動勢的大小計算公式1)En/t(普適公式)法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數(shù),/t:磁通量的變化

24、率2)EBLV垂(切割磁感線運動) L:有效長度(m)3)EmnBS(交流發(fā)電機最大的感應電動勢)Em:感應電動勢峰值4)EBL2/2(導體一端固定以旋轉(zhuǎn)切割) :角速度(rad/s),V:速度(m/s)2.磁通量BS :磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定電源內(nèi)部的電流方向:由負極流向正極*4.自感電動勢E自n/tLI/tL:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),I:變化電流,?t:所用時間,I/t:自感電流變化率(變化的快慢)注:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點見第二冊P17

25、3;(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算:1H103mH106H。(4)其它相關內(nèi)容:自感見第二冊P178/日光燈見第二冊P180。十四、交變電流(正弦式交變電流)1.電壓瞬時值eEmsint 電流瞬時值iImsint;(2f)2.電動勢峰值EmnBS2BLv 電流峰值(純電阻電路中)ImEm/R總3.正(余)弦式交變電流有效值:EEm/(2)1/2;UUm/(2)1/2 ;IIm/(2)1/24.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系U1/U2n1/n2; I1/I2n2/n2; P入P出5.在遠距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損(P/

26、U)2R;(P損:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)見第二冊P198;6.公式1、2、3、4中物理量及單位::角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。注:(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:電線,f電f線;(2)發(fā)電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應電動勢為零,過中性面電流方向就改變;(3)有效值是根據(jù)電流熱效應定義的,沒有特別說明的交流數(shù)值都指有效值;(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸

27、出電流決定,輸入功率等于輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大,即P出決定P入;(5)其它相關內(nèi)容:正弦交流電圖象見第二冊P190/電阻、電感和電容對交變電流的作用見第二冊P193。普適式) U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)82簡諧運動  簡諧運動的表達式和圖象1、機械振動:   物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)來回做往復運動,叫做機械振動。機械振動產(chǎn)生的條件是:(1)回復力不為零。(2)阻力很小。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復力,回復力屬于效果力,在具體問題中要注意分析什么力提供了回復力。2、簡諧振動: 

28、0; 在機械振動中最簡單的一種理想化的振動。對簡諧振動可以從兩個方面進行定義或理解:(1)物體在跟位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復力作用下的振動,叫做簡諧振動。(2)物體的振動參量,隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動,叫做簡諧振動,在高中物理教材中是以彈簧振子和單擺這兩個特例來認識和掌握簡諧振動規(guī)律的。 3、描述振動的物理量,研究振動除了要用到位移、速度、加速度、動能、勢能等物理量以外,為適應振動特點還要引入一些新的物理量。(1)位移x:由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。(2)振幅A:做機械振動的物體離開平衡位置的 最大距離叫做振幅,振幅是

29、標量,表示振動的強弱。振幅越大表示振動的機械能越大,做簡揩振動物體的振幅大小不影響簡揩振動的周期和頻率。(3)周期T:振動物體完成一次余振動所經(jīng)歷的時間叫做周期。所謂全振動是指物體從某一位置開始計時,物體第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振動。(4)頻率f:振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。(5)角頻率:角頻率也叫角速度,即圓周運動物體單位時間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質(zhì)點做勻速圓周運動的射影的運動規(guī)律時,發(fā)現(xiàn)質(zhì)點射影做的是簡諧振動。因此處理復雜的簡諧振動問題時,可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運動的射影進行處理,這種方法高考大綱不要求掌握。周期、頻率、角

30、頻率的關系是:。(6)相位:表示振動步調(diào)的物理量。現(xiàn)行中學教材中只要求知道同相和反相兩種情況。4、研究簡諧振動規(guī)律的幾個思路:(1)用動力學方法研究,受力特征:回復力F = Kx;加速度,簡諧振動是一種變加速運動。在平衡位置時速度最大,加速度為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大。(2)用運動學方法研究:簡諧振動的速度、加速度、位移都隨時間作正弦或余弦規(guī)律的變化,這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學生掌握。(3)用圖象法研究:熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關特征是本章學習的重點之一。(4)從能量角度進行研究:簡諧振動過程,系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,總機械能守恒,振動能量和振幅

31、有關。5、簡諧運動的表達式  振幅A,周期T,相位,初相6、簡諧運動圖象描述振動的物理量1直接描述量:振幅A;周期T;任意時刻的位移t。2間接描述量:x-t圖線上一點的切線的斜率等于V。3從振動圖象中的x分析有關物理量(v,a,F(xiàn))簡諧運動的特點是周期性。在回復力的作用下,物體的運動在空間上有往復性,即在平衡位置附近做往復的變加速(或變減速)運動;在時間上有周期性,即每經(jīng)過一定時間,運動就要重復一次。我們能否利用振動圖象來判斷質(zhì)點x,F(xiàn),v,a的變化,它們變化的周期雖相等,但變化步調(diào)不同,只有真正理解振動圖象的物理意義,才能進一步判斷質(zhì)點的運動情況。小結(jié): 1.簡諧運動的圖象是正弦或

32、余弦曲線,與運動軌跡不同。2簡諧運動圖象反應了物體位移隨時間變化的關系。3根據(jù)簡諧運動圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時刻的位移。83單擺的周期與擺長的關系(實驗、探究)單擺周期公式上述公式是高考要考查的重點內(nèi)容之一。對周期公式的理解和應用注意以下幾個問題:簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。單擺周期公式中的L是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離,一般也叫等效擺長。例如圖1中 ,三根等長的繩L1、L2、L3共同系住一個密度均勻的小球m,球直徑為d,L2、L3與天花板的夾角 < 30。若擺球在紙面內(nèi)作小角度的左右擺動,則擺的圓弧的圓心在O1外,故等效擺長為 ,周期T1=2

33、;若擺球做垂直紙面的小角度擺動,叫擺動圓弧的圓心在O處,故等效擺長為,周期T2=.單擺周期公式中的g,由單擺所在的空間位置決定,還由單擺系統(tǒng)的運動狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知,地球表面不同位置、不同高度,不同星球表面g值都不相同,因此應求出單擺所在地的等效g值代入公式,即g不一定等于9.8m/s2。單擺系統(tǒng)運動狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機內(nèi),設加速度為a,此時擺球處于超重狀態(tài),沿圓弧切線的回復力變大,擺球質(zhì)量不變,則重力加速度等效值g = g + a。再比如在軌道上運行的航天飛機內(nèi)的單擺、擺球完全失重,回復力為零,則重力加速度等效值g = 0,周期無窮大

34、,即單擺不擺動了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強電場中,回復力應是重力和豎直的電場合力在圓弧切向方向的分力,所以也有g的問題。一般情況下g值等于擺球靜止在平衡位置時,擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。84受迫振動和共振物體在周期性外力作用下的振動叫受迫振動。受迫振動的規(guī)律是:物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率,而跟物體固有頻率無關。當策動力的頻率跟物體固有頻率相等時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。85機械波 橫波和縱波 橫波的圖象機械波:機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機械波,機械波產(chǎn)生的條件有兩個:   一是要

35、有做機械振動的物體作為波源,二是要有能夠傳播機械振動的介質(zhì)。橫波和縱波:   質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體和液體不能傳播橫波,聲波在空氣中是縱波,聲波的頻率從20到2萬赫茲。機械波的特點:(1)每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡振振動;后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動。(2)波只是傳播運動形式(振動)和振動能量,介質(zhì)并不隨波遷移。橫波的圖象用橫坐標x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置,縱坐標y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。簡諧波的圖象是正弦曲線,也叫正

36、弦波簡諧波的波形曲線與質(zhì)點的振動圖象都是正弦曲線,但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移,振動圖象則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點”在“各個時刻”的位移。86波長、波速和頻率(周期)的關系描述機械波的物理量(1)波長:兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。(2)頻率f:波的頻率由波源決定,在任何介質(zhì)中頻率保持不變。(3)波速v:單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。波速與波長和頻率的關系:, 87波的反射和折射 波的干涉和衍射1.惠更斯原理:介質(zhì)中任一波面上的各點,都可以看作發(fā)射

37、子波的波源,而后任意時刻,這些子波在波前進方向的包絡面便是新的波面。2.根據(jù)惠更斯原理,只要知道某一時刻的波陣面,就可以確定下一時刻的波陣面。波的反射 1.波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的反射 2.反射規(guī)律?反射定律:入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi),入射線與反射線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角。?入射角(i)和反射角(i):入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角反射波的波線與平面法線的夾角i 叫做反射角?反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同?波遇到兩種介質(zhì)界面時,總存在反射波的折射 1.波的折射:波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射2.折射

38、規(guī)律:(1).折射角(r):折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角r叫做折射角(2).折射定律:入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi),入射線與折射線分居法線兩側(cè)入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比:?當入射速度大于折射速度時,折射角折向法線.?當入射速度小于折射速度時,折射角折離法線.?當垂直界面入射時,傳播方向不改變,屬折射中的特例?在波的折射中,波的頻率不改變,波速和波長都發(fā)生改變 ?波發(fā)生折射的原因:是波在不同介質(zhì)中的速度不同波的干涉和衍射衍射:波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。干涉:頻

39、率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,使某些區(qū)域振動減弱,并且振動加強和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是:兩列波的頻率相同,相差恒定。穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中,振動加強區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的,加強區(qū)的振幅等于兩列波振幅之和,減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。判斷加強與減弱區(qū)域的方法一般有兩種:一是畫峰谷波形圖,峰峰或谷谷相遇增強,峰谷相遇減弱。二是相干波源振動相同時,某點到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強,是半波長奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。88多普勒效應1.多普勒效應:由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應。他是奧地利物

40、理學家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。2.多普勒效應的成因:聲源完成一次全振動,向外發(fā)出一個波長的波,頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù),因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù),而觀察者聽到的聲音的音調(diào),是由觀察者接受到的頻率,即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。3.多普勒效應是波動過程共有的特征,不僅機械波,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應。4.多普勒效應的應用: 現(xiàn)代醫(yī)學上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢,以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。紅移現(xiàn)象:在20世紀初,科學家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅衣現(xiàn)象”,所謂“紅衣現(xiàn)

41、象”,就是整個光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移,這種現(xiàn)象可以用多普勒效應加以解釋:由于星系遠離我們運動,接收到的星光的頻率變小,譜線就向頻率變?。床ㄩL變大)的紅端移動。科學家從紅移的大小還可以算出這種遠離運動的速度。這種現(xiàn)象,是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù)。89電磁波 電磁波的傳播一、麥克斯韋電磁場理論1、電磁場理論的核心之一:變化的磁場產(chǎn)生電場在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的  (渦旋電場)理解: (1) 均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場        (2) 非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化電場2、電磁場理論的核心之

42、二:變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋假設:變化的電場就像導線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場理解: (1) 均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場        (2) 非均勻變化的電場產(chǎn)生變化磁場規(guī)律總結(jié)1、麥克斯韋電磁場理論的理解:恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2、電場和磁場的變化關系二、電磁波1、電磁場:如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場,那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生

43、周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場這個過程可以用下圖表達。2、電磁波:電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波.3、電磁波的特點:(1) 電磁波是橫波,電場強度E 和磁感應強度 B按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂直(2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同.   v=f(3) 電磁波具有波的特性三、赫茲的電火花赫茲觀察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等現(xiàn)象.,他還測量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實了麥克斯韋關于光的電磁理論,赫茲在人類

44、歷史上首先捕捉到了電磁波。90電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收LC回路振蕩電流的產(chǎn)生先給電容器充電,把能以電場能的形式儲存在電容器中。(1)閉合電路,電容器C通過電感線圈L開始放電。由于線圈中產(chǎn)生的自感電動勢的阻礙作用。放電開始瞬時電路中電流為零,磁場能為零,極板上電荷量最大。隨后,電路中電流加大,磁場能加大,電場能減少,直到電容器C兩端電壓為零。放電結(jié)束,電流達到最大、磁場能最多。(2)由于電感線圈L中自感電動勢的阻礙作用電流不會立即消失,保持原來電流方向,對電容器反方向充電,磁場能減少,電場能增多。充電流由大到小,充電結(jié)束時,電流為零。接著電容器又開始放電,重復(1)、(2)過程,但電流方向與

45、(1)時的電流方向相反。電磁波的發(fā)射和接收有效的向外發(fā)射電磁波的條件:  (1)要有足夠高的振蕩頻率,因為頻率越高,發(fā)射電磁波的本領越大。  (2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,才有可能有效的將電磁場的能量傳播出去。采用什么手段可以有效的向外界發(fā)射電磁波?改造 振蕩電路由閉合電路成開放電路電磁波的接收條件電諧振:當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強,這種現(xiàn)象叫做電諧振。調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。通過改變電容器電容來改變調(diào)諧電路的頻率。檢波:從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。91電磁波譜及其應用光的電磁

46、說(1)麥克斯韋計算出電磁波傳播速度與光速相同,說明光具有電磁本質(zhì)(2)電磁波譜電磁波譜 無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 射線產(chǎn)生機理 在振蕩電路中,自由電子作周期性運動產(chǎn)生 原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的 原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的(3)光譜 觀察光譜的儀器,分光鏡     光譜的分類,產(chǎn)生和特征 發(fā)射光譜 連續(xù)光譜 產(chǎn)生 特征  由熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的 由連續(xù)分布的,一切波長的光組成明線光譜 由稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的 由不連續(xù)的一些亮線組成吸收光譜 高溫物體發(fā)出的白光,通過物質(zhì)后某些波長的光被吸

47、收而產(chǎn)生的 在連續(xù)光譜的背景上,由一些不連續(xù)的暗線組成的光譜 光譜分析:一種元素,在高溫下發(fā)出一些特點波長的光,在低溫下,也吸收這些波長的光,所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特征譜線,用來進行光譜分析。電磁波的應用:1、電視簡單地說:電視信號是電視臺先把影像信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號 ,發(fā)射出去后被接收的電信號通過還原,被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點的明暗情況,逐點變?yōu)閺娙醪煌男盘栯娏?,通過天線把帶有圖象信號的電磁波發(fā)射出去。2、雷達工作原理利用發(fā)射與接收之間的時間差,計算出物體的距離。3、手機在待機狀態(tài)下,手機不斷的發(fā)射電磁波,與周圍環(huán)境交換信

48、息。手機在建立連接的過程中發(fā)射的電磁波特別強。電磁波與機械波的比較:共同點:都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象;它們波動的頻率都取決于波源的頻率;在不同介質(zhì)中傳播,頻率都不變    不同點: 機械波的傳播一定需要介質(zhì),其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關,與波的頻率無關而電磁波本身就是一種物質(zhì),它可以在真空中傳播,也可以在介質(zhì)中傳播電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108ms,在介質(zhì)中傳播時,波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關,還與頻率有關不同電磁波產(chǎn)生的機理  無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運動產(chǎn)生的  紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的&

49、#160; 倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的  射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的頻率(波長)不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同  紅外線主要作用是熱作用,可以利用紅外線來加熱物體和進行紅外線遙感;  紫外線主要作用是化學作用,可用來殺菌和消毒;  倫琴射線有較強的穿透本領,利用其穿透本領與物質(zhì)的密度有關,進行對人體的透視和檢查部件的缺陷;  射線的穿透本領更大,在工業(yè)和醫(yī)學等領域有廣泛的應用,如探傷,測厚或用刀進行手術92光的折射定律 折射率光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比如果用n來表示這個比例常數(shù),就有折射率:光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時,雖然入射角的正弦跟折射角

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