高中物理 筆記帶例題

.擺鐘走時準(zhǔn)確性的計(jì)算.①對于走時不準(zhǔn)確的擺鐘,鐘面顯示的時間只用于計(jì)算振動的次數(shù).一般情況下可認(rèn)為振動一次,鐘面就計(jì)時1秒.②計(jì)算振動的次數(shù)還可以用t真/T真③聯(lián)合①②兩式即可列方程.例15:有一擺鐘擺長為L1時,在某一標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)快了A分鐘;擺長為L2時,在此一標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)又慢了A分鐘,為使其計(jì)時準(zhǔn)確,擺長應(yīng)為多少?五.等效單擺A例16:如上圖所示,小球A在一段光滑圓弧槽內(nèi)做簡諧運(yùn)動,為使小球的周期變成原來的二倍.可采用的辦法有()A.將小球的質(zhì)量減半.B.將小球的半徑減半.C.將小球的振幅增大為以前的2倍.D.將槽的半徑增大為以前的2倍.E.將槽的半徑增大為以前的4倍.例17:在上題中,若在圓弧槽圓心處有另一小球B,AB同時釋放,它們能否相遇?為使它們能相遇,應(yīng)具備什么條件?例18:在光滑圓弧槽有兩小球AB,如圖所示,它們偏離豎直方向的夾角分別是3°和5°.同時釋放A和B,則▁▁▁▁▁到達(dá)平衡位置.例19:一光滑圓弧槽放在光滑桌面上,在其內(nèi)部某一高度釋放一小球.則()A.小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒.B.系統(tǒng)動量和機(jī)械能都守恒.C.小球運(yùn)動到另一側(cè)最高點(diǎn)時與出發(fā)點(diǎn)等高.D.圓弧槽會向同一方向一直運(yùn)動.第四節(jié)簡諧運(yùn)動的圖象作圖1.實(shí)驗(yàn)2.圖象特征:正弦(或余弦)函數(shù)圖象.橫軸表示時間,縱軸表示質(zhì)點(diǎn)(相對平衡位置)的位移.3.物理意義:表示(一個)振動質(zhì)點(diǎn)(相對平衡位置)的位移隨時間變化的規(guī)律.4.注意:振動圖象不是實(shí)際軌跡.圖象反映的信息.1.直接得到:①位移x大小的變化趨勢和方向②周期T③振幅A2.間接得到:①回復(fù)力,加速度的大小變化趨勢和方向.(利用位移大小的變化和方向)大小:越靠近平衡位置越大,平衡位置最大.②振動速度方向:沿時間的發(fā)展方向,上坡上,下坡下.③動能:利用振動速度的大小變化;Y(cm)勢能:利用位移的大小變化Y(cm)例20:右圖是簡諧運(yùn)動的圖象,則()A.振幅是-3cm.B.周期是16s.16T(s)C.4秒末質(zhì)點(diǎn)的加速度為0,速度為負(fù).T(s)D.14秒末質(zhì)點(diǎn)的加速度為正,速度最大.-3例21:在繪制簡諧運(yùn)動的圖象時,共畫了兩圖.若兩次拉動同一紙板的速度分別是V1和V2,且V2=2V1.兩次振動周期T1T2關(guān)系如何?第五節(jié)簡諧運(yùn)動的能量,阻尼振動,受迫振動,共振一.簡諧運(yùn)動的能量,阻尼振動,無阻尼振動簡諧振動都具有能量,能量的大小與振幅有關(guān).(同種情況下)振幅越大,振動能量越大.(動能由速度決定;勢能由位移決定.)振幅不變的振動稱為無阻尼振動.當(dāng)簡諧振動的能量逐漸減小時,振幅也隨之減小,這樣的振動稱為阻尼振動.若周期性的外力補(bǔ)充能量,振幅也可以保持不變.理想的彈簧振子,單擺機(jī)械能是守恒的.對于其他的振動,不論是阻尼振動還是無阻尼振動機(jī)械能都不一定守恒.二.受迫振動1.物體在周期性外力的作用下的運(yùn)動叫作受迫振動.2.受迫振動的周期(頻率)為外界驅(qū)動力的周期(頻率).但不一定是自己的固有周期(頻率).3.若外界驅(qū)動力的周期(頻率)剛好等于自己的固有周期(頻率).則物體的振幅達(dá)到最大,此時稱之為共振.4.共振曲線.(f驅(qū)與f固相差越大,振幅越小)Af固f驅(qū)共振的應(yīng)用和避免.第九章機(jī)械波第一節(jié)波的形成和傳播一.形成機(jī)械波的條件振源:機(jī)械振動的物體就是振源.2.媒介物質(zhì):這是機(jī)械波的載體.二.機(jī)械波的分類橫波:波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向垂直.2.縱波:波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向在一條直線上.3.縱波可以在固體,液體,及氣體中傳播;橫波只能在固體中傳播.注意:水波既不是橫波也不是縱波機(jī)械波的特征1.傳播的是振動的形式和能量,質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,只是在各自的平衡位置附近來回振動.2.后面的質(zhì)點(diǎn)總是滯后于前面的質(zhì)點(diǎn).3.雖然每個質(zhì)點(diǎn)也做簡諧運(yùn)動,但質(zhì)點(diǎn)的總能量不守恒.在最大位移處動能和勢能(相互作用勢能)同時為零；在平衡位置動能和勢能同時達(dá)到最大.第二節(jié)波的圖象,波長,頻率和波速一.波的圖象1.物理意義:描述(很多個)質(zhì)點(diǎn)(在同一時刻)相對平衡位置的位移.對比振動圖象:描述(一個)質(zhì)點(diǎn)(在一段時間內(nèi))相對平衡位置的位移.2.橫坐標(biāo):波長縱坐標(biāo):位移對比振動圖象:橫坐標(biāo):周期縱坐標(biāo):位移二.波長,頻率,波速1.波長:相鄰的兩個振動情況完全一樣的質(zhì)點(diǎn)間的距離就是一個波長.相鄰的兩個波峰間的距離就是一個波長.相鄰的兩個波谷間的距離就是一個波長.相鄰的兩個平衡位置間的距離是半個波長2.周期:后面的質(zhì)點(diǎn)都是受迫振動,它們的周期(頻率)都等于振源的周期(頻率).整個機(jī)械波的周期(頻率)也等于振源的周期(頻率).3.波速公式:V=λ/T=λf同一列波在任何情況下頻率f總不變.(波源)同一種性質(zhì)的波在同種介質(zhì)中波速都一樣.(例如聲波)同一種介質(zhì)中縱波的傳播速度比橫波的傳播速度大.(例如地震波)4.決定關(guān)系:頻率由波源決定.波速由介質(zhì)決定.波長由波源和介質(zhì)共同決定.三.圖象反映的信息.1.直接得到:①位移x大小的變化趨勢和方向②橫坐標(biāo):波長λ③縱坐標(biāo):振幅A2.間接得到:①回復(fù)力,加速度的大小變化趨勢和方向.(利用位移大小的變化和方向)大小:越靠近平衡位置越大,平衡位置最大.②振動速度方向:沿波速方向,上坡下,下坡上.③動能:利用振動速度的大小變化;(相互作用)勢能:和動能的變化相同.簡諧運(yùn)動圖象和波的圖象的聯(lián)系：質(zhì)點(diǎn)振動一個周期,波在介質(zhì)中傳播一個波長.例1:圖示是一列向右傳播的機(jī)械波某時刻的波形圖.Y(cm)1.波長是多大?質(zhì)點(diǎn)Q的振幅是多少?M2.PQ的振動方向如何?M,P點(diǎn)誰先回到平衡位置?20X(m)3.在此后的T/4內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P的位移,回復(fù)力,加速度,-5PQ速度如何變化?在此時間內(nèi)波的傳播距離是多少?例2:圖示是一列向右傳播的機(jī)械波某時刻的波形圖.波速yV=0.6m/s,P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=0.96m.從圖中開始計(jì)時,則:0.24PX(m)1.P剛開始振動時,方向如何?2.經(jīng)過多長時間P第一次到達(dá)波谷?3.經(jīng)過多長時間P第二次到達(dá)波峰?例3:一橫波在X軸上傳播,在t1=0(實(shí)線)和t2=0.005s(虛線)Y(cm)時的波形如圖.求:161.振幅和波長.X(m)2.求波速表達(dá)式.-53.設(shè)V=6000m/s,求波的傳播方向.第三節(jié)波的衍射,波的干涉一.波的衍射1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2.定義:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫波的衍射.光在同一均勻介質(zhì)里沿直線傳播.而不沿直線傳播即表現(xiàn)為衍射3.發(fā)生明顯衍射的條件:障礙物的尺寸和波長相差不大,或者比波長小.障礙物的尺寸越小越好,波長越大越好.二．波的干涉1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象波的疊加:相遇前相遇中相遇后3.定義:兩列波相遇,在某些區(qū)域振動加強(qiáng),在某些區(qū)域振動減弱,這稱之為波的干涉.(加強(qiáng)不一定是合位移增大,主要是指能量加強(qiáng))4.產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件:兩列波①頻率相同②相差恒定.5.特征:①某些區(qū)域振動加強(qiáng),在某些區(qū)域振動減弱②加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)是恒定不變的.③加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)間隔出現(xiàn).例4:兩列相干水波疊加如圖所示,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷.A振幅為5cm,波長為0.5m,波速為1m/s.C為BE連線的中點(diǎn).則D正確的有()BA.C,E都靜止不動.CB.圖示時刻,AB兩點(diǎn)的豎直高度差為20cm.C.圖示時刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動.ED.從圖示時刻起經(jīng)0.25s,B點(diǎn)通過的路程為20cm.第四節(jié)多普勒效應(yīng),次聲波,超聲波一.多普勒效應(yīng)1.聲音的音調(diào)取決于聲波的頻率.2.波的頻率只由波源自身決定.3.波源與接收者相對靜止時,接收到的頻率等于波源的頻率.4.波源與接收者間靠近時,單位時間內(nèi)接收到波的個數(shù)大于波源產(chǎn)生波的個數(shù),則接收者就感覺波的頻率增大;波源與接收者間遠(yuǎn)離時,單位時間內(nèi)接收到波的個數(shù)小于波源產(chǎn)生波的個數(shù),則接收者就感覺波的頻率減小.二.多普勒效應(yīng)的幾種情況1.波源不動,接收者以速度V人向波源運(yùn)動.設(shè)波速為u,頻率為f.則接收者感覺到的頻率為f＇=f(u+V人)/u若接收者遠(yuǎn)離波源,V人取負(fù)值.2.接收者不動,波源以速度V波向接收者運(yùn)動.設(shè)波速為u,頻率為f.則接收者感覺到的頻率為f＇=fu/(u–V波)若波源遠(yuǎn)離接收者,V波取負(fù)值.3.波源以速度V人,接收者以速度V波相互靠近.設(shè)波速為u,頻率為f.接收者感覺到的頻率為f＇=f(u+V人)/(u–V波)若是遠(yuǎn)離,均取負(fù)值.三.聲波,超聲波,次聲波1.各種振動著的發(fā)聲物體都是聲源。2.聲源的振動在介質(zhì)中的傳播形成聲波。3.空氣中的聲波是縱波.4.聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在同種介質(zhì)中傳播時速度隨溫度變化略有變化。5.聲波的反射，能夠把原聲和回聲區(qū)分開的最小時間間隔是0.1秒.6.聲波還能衍射和干涉。7.可聞聲波：能夠引起人耳感覺的聲波，其頻率范圍是20Hz到20000Hz.8.超聲波定義:頻率高于20000Hz的聲波.9.次聲波定義:頻率低于20Hz的聲波.四．次聲波和超聲波的應(yīng)用.1．次聲波的傳播距離較遠(yuǎn),地震,臺風(fēng),核爆炸,火箭起飛都能產(chǎn)生超聲波.2．超聲波的波長比可聞聲波短的多,基本上是沿直線傳播.(方向性好,回聲定位)超聲波的穿透能力很強(qiáng),能穿透幾米厚的金屬.(穿透性好,超聲波探傷)超聲波在液體中傳播時可使液體內(nèi)部產(chǎn)生相當(dāng)大的液壓沖擊.超聲波可以用來制造各種乳膠,顆粒極細(xì),而且均勻.(超聲波粉碎)超聲波在診斷,醫(yī)療和衛(wèi)生工作中,也有廣泛的應(yīng)用.第十章分子運(yùn)動論物體的內(nèi)能第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的一.物質(zhì)的組成:1.物質(zhì)是由大量分子組成的(也可以是原子),分子是保持化學(xué)性質(zhì)的最小微粒.(得謨克利特)2.分子的空間模型:在討論固體,液體分子的估算問題時,可把它們視為彈性小球,且分子間是緊密排列的.對于氣體,可以認(rèn)為每個氣體分子在一個正方體的空間內(nèi)活動.二.大量的體現(xiàn)1.分子的尺寸(分子的直徑):①必須用能放大幾千萬,幾億倍的(離子,電子,隧道掃描)顯微鏡才能觀察到分子.②油膜法測分子直徑.通過d=v/s計(jì)算分子直徑數(shù)量級一般在10-10m.(注意:由于氣體分子不是緊密排列的,所以此結(jié)論對氣體分子不適用)2.阿佛加得羅常數(shù):１mol的任何物質(zhì)所含的粒子數(shù)相同,這個數(shù)叫阿佛加得羅常數(shù).用字母NA表示.NA=6.02×1023mol-13.分子的質(zhì)量:通過m分子=Mmol/NA計(jì)算分子質(zhì)量數(shù)量級一般在10-26㎏.三.阿佛加得羅常數(shù)是宏觀物理量和微觀物理量間的橋梁.1.微觀物理量有:分子質(zhì)量m分子,分子體積v分子,分子直徑d(微觀狀態(tài)下不能用密度)2.宏觀物理量有:物體質(zhì)量m,摩爾質(zhì)量Mmol,物質(zhì)的體積V,摩爾體積Vmol,物質(zhì)的密度ρ3.它們間的關(guān)系:①分子質(zhì)量:m分子=Mmol/NA=ρVmol/NA②分子體積:v分子=Vmol/NA=Mmol/NAρ③分子直徑:球體模型v分子=лd3/6立方體模型v分子=d3④物質(zhì)所含分子的個數(shù):n=NAm/Mmol=NAV/Vmol例1:已知水的密度ρ=1.0×103㎏/m3,水的摩爾質(zhì)量Mmol=18g/mol,求①1cm3的水中有多少個水分子?②估算一個水分子的線度有多大?③若阿佛加得羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,求水分子的質(zhì)量?例2:用油膜法測分子直徑時,把一滴0.04ml的油酸注入1000ml無水酒精,調(diào)勻后取出一滴0.04ml的油酸酒精溶液滴入水中.油膜展開后測得其面積為100cm2,估算油酸分子的直徑?第二節(jié)分子永不停息得作無規(guī)則的熱運(yùn)動一.擴(kuò)散現(xiàn)象:1.概念:不同的物質(zhì)互相接觸時彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象,叫擴(kuò)散現(xiàn)象.2.發(fā)生范圍:在固,液,氣三種狀態(tài)中均可進(jìn)行.3.物理意義:證明分子在運(yùn)動;還可說明分子間有間隙.4.影響因素:溫度越高,擴(kuò)散越快.二.布朗運(yùn)動:1.概念:懸浮在液(氣)體中的固體顆粒(在光學(xué)顯微鏡下才能觀察到)不停地?zé)o規(guī)則的動稱為布朗運(yùn)動.2.發(fā)生范圍:在液,氣狀態(tài)中可進(jìn)行.3.物理意義:布朗運(yùn)動是我們(通過光學(xué)顯微鏡)觀察到的固體顆粒(很多分子的集團(tuán))的運(yùn)動,但間接證明了液(氣)體分子的運(yùn)動.4.固體顆粒的運(yùn)動是無規(guī)則的,實(shí)驗(yàn)中描述的線并不是固體顆粒的運(yùn)動軌跡,而是每隔30s位置的連線.5.形成原因:布朗運(yùn)動是大量液(氣)體分子對固體顆粒在各個方向撞擊作用的不均勻性造成的.6.影響因素:溫度越高,布朗運(yùn)動越劇烈;固體顆粒(質(zhì)量,體積)越小,布朗運(yùn)動越劇烈.三.熱運(yùn)動1.概念:分子的永不停息的無規(guī)則的運(yùn)動叫熱運(yùn)動.2.熱運(yùn)動是物質(zhì)運(yùn)動的一種基本形式.例3:關(guān)于布朗運(yùn)動以下說法中正確的是()A.布朗運(yùn)動是固體小顆粒的運(yùn)動.B.布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動.C.布朗運(yùn)動是固體分子的運(yùn)動.D.陽光下看到灰塵顆粒的運(yùn)動是布朗運(yùn)動.E.固體顆粒越大,布朗運(yùn)動越明顯.F.溫度越高,布朗運(yùn)動越明顯.G.布朗運(yùn)動是由于固體顆粒分子的運(yùn)動造成的.第三節(jié)分子間的作用力一.分子間作用力的表現(xiàn)1.(固體,液體)很難被壓縮,說明分子間存在著斥力.2.物體很難被拉長,說明分子間存在引力.3.分子間引力和斥力總是同時存在的,表現(xiàn)出來的是兩者的合力.4.(固體,液體)正常情況下,分子間距r=r0,f引=f斥,所以F合=0.二.分子間引力和斥力的變化規(guī)律.1.．f引和f斥都隨分子間距離的增大而減小,隨分子間距離的減小而增大.(類似萬有引力)2．變化中(無論是減小還是增大),f斥總比f引變化快.3．從r=r0起,r若減小,f引和f斥都增大,但f斥增大得更多,所以f斥＇＞f引＇，分子間作用力表現(xiàn)為斥力．４．從r=r0起,r若增大,f引和f斥都減小,但f斥減小得更多,所以f引＇＞f斥＇，分子間作用力表現(xiàn)為引力．５．當(dāng)r≥10r0時,f引=f斥都幾乎減為0,分子間作用力也為0．6．r由0增大到r0的過程中,分子間作用力(表現(xiàn)為斥力)逐漸減小.7．r由r0增大到∞的過程中,分子間作用力(表現(xiàn)為引力)先增大后減小.三.分子力解釋物體的固態(tài),液態(tài),氣態(tài).1.固體：分子間距離非常小,分子間作用力很大,絕大多數(shù)分子被束縛在平衡位置附近作微小的振動,因而有固定的體積和形狀.2.液體：液體分子可以在平衡位置附近作范圍較大的無規(guī)則振動,而且液體分子的平衡位置是不固定的,在不斷地移動,所以液體雖有一定的體積,卻沒有固定的形狀.3.氣體：分子間距離很大,彼此之間作用力很小,其分子除了和其他分子或器壁碰撞外,不受其他作用,因而氣體分子總是做勻速直線運(yùn)動,直到碰撞時才改變方向,所以氣體沒有固定的體積,也沒有固定的形狀,總是充滿整個容器.例4:兩個分子從相距很遠(yuǎn)逐漸壓縮到不能再靠近為止的過程中,正確的有()A.分子間引力變大,斥力減小.B.分子間引力減小,斥力變大.C.分子力先減小后增大.D.分子力先增大后減小.E.分子力總做正功.F.分子力總做負(fù)功.G.分子力先做正功后做負(fù)功.H.分子力先做負(fù)功后做正功.第四節(jié)物體的內(nèi)能一.分子動能.1.定義:物體內(nèi)的分子由于運(yùn)動而具有的能.2.分子平均動能:研究單個分子的動能不具有任何意義,我們關(guān)心的是所有分子的平均動能.平均動能是對大量分子的統(tǒng)計(jì)平均值.(研究的是一個,表現(xiàn)的是整體)3.公式:Ek=mV2/24.影響分子平均動能的(唯一)因素:溫度T.(即使是不同的物質(zhì),只要溫度相同,分子的平均動能就相同)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的集體表現(xiàn),含有統(tǒng)計(jì)意義,對于個別分子沒有意義.5.分子平均動能和分子總動能.:Ek總=nEk例5:100g氫氣和100g氧氣都處于100℃,則分子動能情況是Ek氫▁▁▁▁Ek氧.(填大于,等于,小于)二.分子勢能EP.1.定義:分子間存在著作用力,分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,這就是分子勢能.(分子勢能也是針對整體的,對個別分子沒有意義.)2.分子勢能的影響因素:從微觀上看由分子間距離決定(從宏觀上表現(xiàn)為體積).3.變化規(guī)律:①r=r0時,分子勢能EP最小(但并不等于零),EP＜0是負(fù)數(shù).②r＜r0時,分子勢能EP隨分子間距離r的減小而增大.③r＞r0時,分子勢能EP隨分子間距離r的增大而增大.④r增大到∞時,分子勢能EP增大至零.(無窮遠(yuǎn)處為零勢面)4.變化曲線.EPr0r三.內(nèi)能1.定義:物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和,稱為內(nèi)能.2.定義式:U=Ek總+EP=nEk+EP3.決定因素:(微觀上)分子的個數(shù),運(yùn)動情況,分子間的位置.(宏觀上)物質(zhì)的量,溫度,體積.改變內(nèi)能的兩種方式1.做功可以改變物體的內(nèi)能.這是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化.2.熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.這是兩個物體間或一個物體的兩部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.3.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的.(熱功當(dāng)量1cal=4.2J)例6:將物體A與B接觸,發(fā)現(xiàn)A釋放熱量,B吸收了熱量.則可以肯定的是()A.物體A的熱量比B多.B.A的內(nèi)能比B大.C.A的溫度比B高.D.A的比熱容比B大.第五節(jié)熱力學(xué)三定律,能量守恒定律一.熱力學(xué)第一定律.1.內(nèi)容:外界對物體做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加量△U.2.表達(dá)式:△U=W+Q3.符號含義:△U正號表示物體內(nèi)能增加,負(fù)號表示物體內(nèi)能減少.W正號表示外界對物體做功,負(fù)號表示物體對外界做功.Q正號表示物體從外界吸熱,負(fù)號表示物體向外界放熱.例7:AB兩小球完全相同,分別沒入水和水銀當(dāng)中同一深度,升高相同的溫度后,兩球膨脹的體積也相同.且兩球的高度不上升.則()A.A球吸收熱量多.B.B球吸收熱量多.C.AB球吸收熱量一樣多.水水銀D.無法確定.AB二.能量守恒定律.1.內(nèi)容:能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,能量字轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變.這就是能量守恒定律.2.意義:第一類永動機(jī)無法制成.三.熱力學(xué)第二定律.1.內(nèi)容:(熱傳導(dǎo)是有方向性的),在沒有外界的影響和幫助下,熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,卻不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體(而不引起其他的變化).2.另一種表達(dá)方式:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他的變化.3.意義:第二類永動機(jī)無法制成.四.能量的耗散:人類無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用.五.熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)絕對零度只能無限接近,而不可能真正達(dá)到.第十一章電場第一節(jié)電荷,庫侖定律一.物體的帶電1.摩擦帶電:實(shí)質(zhì)是物體間的得失電子,是電荷的轉(zhuǎn)移.例1:絲綢和玻璃棒摩擦,玻璃棒帶▁▁電,毛皮和橡膠棒摩擦,毛皮帶▁▁電.2.感應(yīng)帶電:強(qiáng)調(diào)不接觸.例2:有不帶電的金屬導(dǎo)體A和B靠在一起,另一小球C帶正電的.C+AB如圖所示,若先把C撤去,再把AB分開,則A________電;若先把AB分開,再把C撤去,則A帶▁▁電.3.接觸帶電:是電荷分布的再分配.例3:有三個完全一樣的小球ABC.A帶電量7Q,B帶電量–Q,C不帶電.若將A先后與B,C接觸一下,則最后A帶電情況如何?若A先與C再與B接觸,最后A帶電情況又如何?二.基本電荷:一個質(zhì)子或電子帶電量的絕對值e=1.6×10-19庫是最小值,任何其他帶電體所帶電量均是它的整數(shù)倍,故稱e=1.6×10-19庫為基本電荷(基元電荷).三.庫侖定律1.公式:F=kq1q2/r22.適用范圍:真空中點(diǎn)電荷.(不是點(diǎn)電荷時r取電荷中心間的距離)3.k是靜電力常量.(通過庫侖扭稱計(jì)算)例4:兩個半徑均為R的小球帶電量分別為+Q和-Q,它們之間的距離為L.此時兩者間的庫侖力大小為F.若它們帶同種電荷,它們之間的庫侖力▁▁▁F.(填大于,等于或小于)四.應(yīng)用1.電荷間的平衡(兩個已被固定,引入第三個使之平衡)例5:兩個點(diǎn)電荷,電量分別為q1=4×10-6庫和q2=-9×10-6庫.兩者固定于相距20cm的AB兩點(diǎn).另一點(diǎn)電荷放在AB連線上并能靜止不動,則該電荷的位置是()A.距A點(diǎn)內(nèi)側(cè)8cm處.C.距B點(diǎn)內(nèi)側(cè)8cm處.B.距A點(diǎn)外側(cè)40cm處.D.距B點(diǎn)外側(cè)20cm處.2.三個電荷的平衡(三個均不固定且三個均要求平衡)例6:上題中若q1和q2在AB兩點(diǎn)不固定,另一點(diǎn)電荷Q仍放在AB連線上,三個電荷都能處于靜止?fàn)顟B(tài),則對Q的電量,電性,位置有何要求?通過分析,它們的電性和位置符合以下規(guī)律:①兩同夾異②兩大夾小第二節(jié)電場電場強(qiáng)度一.電場1.靜止的電荷周圍都存在著一種特殊的媒介物質(zhì)電場.2.電場是一種物質(zhì),是客觀存在的.3.電荷間的作用是通過電場進(jìn)行的.4.電場的基本特性:①對放入其中的電荷有力(電場力)的作用.②對放入其中的電荷有能(電勢能)的作用.二.電場強(qiáng)度1.字母:E2.定義:比值定義法,受到的電場力與電荷電量(絕對值)之比.3.定義式:E=F/q(若是點(diǎn)電荷E=F/q=kQ/r2)Q:場源電荷q:檢驗(yàn)電荷4.注意:E雖然可用F/q來計(jì)算,但它和F,q無關(guān),只由電場自身決定.(對于點(diǎn)電荷就取決于Q和r)5.性質(zhì):矢量,有大小(通過定義式計(jì)算)也有方向,規(guī)定放在該點(diǎn)正檢驗(yàn)電荷所受電場力F的方向即為該點(diǎn)場強(qiáng)E的方向．(負(fù)電荷所受電場力F與E反向).6.物理意義:它的方向就表明電場的方向,它的大小說明電場的強(qiáng)弱.例7:以下說法中不正確的是()A.同一場源電荷形成的電場內(nèi)所有點(diǎn)的電場強(qiáng)度E都一樣.B.若改變檢驗(yàn)電荷的電性,則該點(diǎn)場強(qiáng)方向會改變.C.若增大檢驗(yàn)電荷的電量,則該點(diǎn)場強(qiáng)也隨之增大.D.把檢驗(yàn)電荷撤走,則該點(diǎn)場強(qiáng)為零.三．場強(qiáng)的疊加:遵從平行四邊形定則．例8:在X軸上有兩個點(diǎn)電荷Q1和Q2,用E1E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小,則下列說法中可能有的是()A.E1=E2之點(diǎn)只有一處,該處合場強(qiáng)為零.B.E1=E2之點(diǎn)只有一處,該處合場強(qiáng)為2E1.C.E1=E2之點(diǎn)有兩處,一處合場強(qiáng)為零;另一處合場強(qiáng)為2E1.D.E1=E2之點(diǎn)有三處,兩處合場強(qiáng)為零;另一處合場強(qiáng)為2E1.第三節(jié)電場線一．電場線１．概念：為了形象地描述抽象的電場而引入的線．２．畫法：把各點(diǎn)的電場方向用線連結(jié)起來．３．作用：描述電場的強(qiáng)弱（通過電場線的疏密程度來表示）和方向（電場線的方向或其切線方向）．４．電場線的特點(diǎn):①實(shí)際上并不存在.②不閉合,不相交,不相切.③從正電荷出發(fā)指向負(fù)電荷,并終止于負(fù)電荷．④電場線并不表示電荷在電場中運(yùn)動的軌跡.電場線和軌跡重合的條件:①電場線是直線②電荷初速度為零或初速度與電場線共線二.幾種常見的電場．１．正點(diǎn)電荷２．負(fù)點(diǎn)電荷３．等量同種電荷４．等量異種電荷0O中垂線上從O點(diǎn)向兩側(cè)場強(qiáng)大小中垂線上從O點(diǎn)向兩側(cè)場強(qiáng)大小變化趨勢是_____________.變化趨勢是_____________.５．勻強(qiáng)電場E例9:AB是某電場中一條電場線,在P點(diǎn)自由釋放一負(fù)試探電荷q,它沿直線向B運(yùn)動,不計(jì)電荷重力,則()A.電荷所受電場力指向B.ABB.電場線從A指向B.PC.電荷向B做勻加速直線運(yùn)動.D.電荷向B做加速運(yùn)動,加速度變化情況不確定.例:在兩個等量正點(diǎn)電荷形成的電場中放入一個負(fù)電荷,它可能的運(yùn)動情況是()A.勻速直線運(yùn)動.B.勻變速直線運(yùn)動.C.勻變速曲線運(yùn)動.D.勻速圓周運(yùn)動.例10:長木板AB下表面光滑而上表面粗糙,一質(zhì)量為mVE電量為q的小物體C從A端以一定的初速度向右滑行.AB當(dāng)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場時,C恰能滑到B點(diǎn).當(dāng)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場時,C只能滑到AB的中點(diǎn).求此電場的場強(qiáng)和小物體的電性.第四節(jié)靜電感應(yīng)和靜電屏蔽一．金屬內(nèi)部導(dǎo)電實(shí)質(zhì).1．金屬組成：熱振動的正離子，無規(guī)則熱運(yùn)動的自由電子．2．可定向移動的是自由電子．二．靜電感應(yīng)1.實(shí)驗(yàn)過程.問題：①為什么負(fù)電荷要向左運(yùn)動?②右側(cè)還剩余負(fù)電荷嗎？③為什么負(fù)電荷的定向移動最終要停止？2.定義：導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力的作用下重新分布,導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的正負(fù)電荷的現(xiàn)象.遠(yuǎn)端近端遠(yuǎn)端①關(guān)于兩端:近端和遠(yuǎn)端.遠(yuǎn)端近端遠(yuǎn)端近端近端內(nèi)表面是近端內(nèi)表面是近端外表面是遠(yuǎn)端外表面是遠(yuǎn)端②關(guān)于接地:物體是近端,大地是遠(yuǎn)端.地是遠(yuǎn)端地是遠(yuǎn)端整個物體都是近端整個物體都是近端③遠(yuǎn)近都是相對場源電荷而言.三.靜電感應(yīng)平衡后導(dǎo)體的特征.1.導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)(場源電荷和感應(yīng)電荷形成的合場強(qiáng))為零.關(guān)于內(nèi)部:兩端之間都是內(nèi)部(無論是實(shí)心還是空心).2.凈電荷只分布在外表面.3.導(dǎo)體表面處的電場線跟該表面垂直.4.整個導(dǎo)體是等勢體,等勢表面是等勢面.例11:水平放置的光滑金屬板正上方有一固定的點(diǎn)電荷Q一表面絕緣的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響外電場)以初速度V滑上金屬板,則()A.小球的電勢能保持不變.B.小球先加速后減速.C.小球始終勻速.D.電場力對小球始終不做功.例12:如圖,A為一點(diǎn)電荷,電量變?yōu)镼．BC是一金屬導(dǎo)體棒,ＡＢＣ長為L．A離B端的距離為S．P是金屬導(dǎo)體棒的中點(diǎn)．Ｐ靜電感應(yīng)平衡后,P點(diǎn)場強(qiáng)為________.A在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為________.方向_______,BC棒上感應(yīng)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為________.方向__________.例13：一硬橡膠圓環(huán)半徑為Ｒ，所帶電兩為＋Ｑ，且電荷均勻分布現(xiàn)截去頂部長為ｓ的一小段則剩余部分在圓心產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿．四.靜電屏蔽.1.靜電外屏蔽:2.靜電全屏蔽:接地靜電感應(yīng)平衡時靜電感應(yīng)平衡時金屬殼內(nèi)外表面會產(chǎn)生等量的異種電荷金屬殼內(nèi)表面為近端金屬殼內(nèi)表面為近端大地(無窮遠(yuǎn)處)為遠(yuǎn)端外表面為遠(yuǎn)端金屬殼內(nèi)外表面之間屬于內(nèi)部陰影部分為內(nèi)部即金屬殼內(nèi)表面之外都屬于內(nèi)部內(nèi)部合場強(qiáng)為零內(nèi)部合場強(qiáng)為零即認(rèn)為外界對內(nèi)部的影響被抵消電場只存在于場源電荷至內(nèi)表面之間但金屬殼外表面的感應(yīng)電荷可以對外產(chǎn)生影響內(nèi) 外兩個電荷之間無相互影響稱為靜電外屏蔽稱為靜電全屏蔽第五節(jié)電勢差電勢一.電勢差1.電場力做功的特點(diǎn):和路徑無關(guān),只和起終點(diǎn)間的電勢差有關(guān).(類似重力)W=FS=qEdsd2.用字母U表示3.定義式:U=W/q(通式)或U=Ed(只適用于勻強(qiáng)電場)4.單位:J/c即伏特(v)5.注意:電勢差是標(biāo)量,除非特殊要求,一般以絕對值的形式出現(xiàn).6.電勢差常常是以絕對值的形式出現(xiàn).二.電勢1.定義:電場中某點(diǎn)電勢等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電勢差.2.用字母φ表示3.性質(zhì):標(biāo)量,有正負(fù).4.電勢是相對的.5.零勢點(diǎn)(面):一般取無窮遠(yuǎn)(或大地)為零勢面6.電場線與電勢的關(guān)系:沿電場線方向電勢逐漸降低.例14:試分析以下幾種位置電場強(qiáng)度和電勢的情況.A.正(場源)電荷形成電場中的點(diǎn)a和b.B.負(fù)(場源)電荷形成電場中的點(diǎn)a和b.abbaC.等量同種電荷中垂線上的點(diǎn)a和b.bbaaD.等量異種電荷中垂線上的點(diǎn)a和b.ba例15:平行金屬板AB之間的電壓是500V,距離是5cm,兩板間有一金屬空腔厚度為2cm,它的中心點(diǎn)C離A板2cm.A①若A板接地,C點(diǎn)電勢是多少?C②若B板接地,C點(diǎn)電勢是多少?B③若B板接地,撤去金屬空腔,C點(diǎn)電勢又是多少?三.電勢能ε1.定義式:ε=qφ△ε=qU(通式)△ε=qEd(適用于勻強(qiáng)電場)2.性質(zhì):ε是標(biāo)量,無方向,有正負(fù),由q和φ的正負(fù)共同決定.3.電場力做功和電勢能變化的關(guān)系:(類比重力做功和重力勢能變化的關(guān)系)電場力做正功,電勢能減小；電場力做負(fù)功,電勢能增大.數(shù)值上W電=△ε例16:如圖所示平行直線表示勻強(qiáng)電場,方向未知.帶電Q=+10-2C的粒子只受電場力作用,由A點(diǎn)移B動到B點(diǎn),動能損失0.1J.若A點(diǎn)電勢為-10V,則()A.B點(diǎn)電勢為10V.1B.電場線從左向右.2C.粒子的運(yùn)動軌跡可能是軌跡1.AD.粒子的運(yùn)動軌跡可能是軌跡2.例17:如圖所示,水平固定的小圓盤A帶電量為Q,電勢為零.從盤心o點(diǎn)c釋放一質(zhì)量為m.帶電量為+q的小球.由于電場力的作用,小球豎直上升b的最大高度可達(dá)c點(diǎn),oc=h.又已知過b點(diǎn)是速度最大,則可算出()A.b點(diǎn)的場強(qiáng).B.c點(diǎn)的場強(qiáng).C.b點(diǎn)的電勢.D.c點(diǎn)的電勢.o第六節(jié)等勢面一.等勢面1.定義:電場中電勢相同的點(diǎn)連接起來構(gòu)成的面.2.等勢面的形狀:①正負(fù)點(diǎn)電荷②等量同種點(diǎn)荷③等量異種點(diǎn)荷④勻強(qiáng)電場二.等勢面的特點(diǎn):1.等勢面和電場線垂直。2.不相交,不相切。3.等差等勢面越密的地方場強(qiáng)E越大.4.沿同一等勢面運(yùn)動,F電一直不做功.(F電始終和速度方向垂直)；在兩個等勢面間移動電荷，電場力做功總一樣.5.靜電感應(yīng)平衡后,整個導(dǎo)體是一個等勢體,外表面是一個等勢面.例18:一帶電粒子射入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中,軌跡如圖.同心圓表示等勢面,ac在同一等勢面上,不計(jì)粒子重力,則()A.帶電粒子受到的是靜電斥力.aB.粒子在b點(diǎn)的電勢能一定大于在a點(diǎn)的電勢能.bOC.粒子在b點(diǎn)的速度一定大于在a點(diǎn)的速度.D.粒子在c點(diǎn)的加速度和在a點(diǎn)的加速度一樣.c例19:在點(diǎn)電荷Q的電場中,已知ab在同一等勢面上,cd在同一等勢面上.甲乙兩個帶電粒子的運(yùn)動軌跡如圖,兩個帶電粒子在a點(diǎn)的動能相同.由此可知()A.甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)和乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)有相同的動能.B.兩粒子帶異種電荷.甲cC.若取無窮遠(yuǎn)處為零勢面,則甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)aQ時的電勢能小于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)的電勢能.乙dD.兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時有相同的動能.b第七節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系一．電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系１．電勢差和電場強(qiáng)度都是描述電場的物理量，只是側(cè)重點(diǎn)不同．電場強(qiáng)度側(cè)重于從力的角度，電勢差側(cè)重于從能的角度．２．?dāng)?shù)值上的關(guān)系：Ｕ＝Ｅd(可根據(jù)W=qＵ＝qＥd導(dǎo)出)二.注意事項(xiàng)1.只適用于勻強(qiáng)電場.2.d是指沿電場線方向的距離.3.場強(qiáng)的單位有兩種:V/m(根據(jù)E=U/d)N/c(根據(jù)E=F/q)三.電場強(qiáng)度的三個公式的區(qū)別對比物理含義引入過程適用范圍E=F/q是電場強(qiáng)度大小的定義式F∝q，F(xiàn)/q與F和q無關(guān)，是反映某點(diǎn)電場的性質(zhì)。適用于一切電場E=kQ/r2是真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的決定式由E=F/q和庫侖定律導(dǎo)出真空中，點(diǎn)電荷Q是場源電荷E=U/d是勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的決定式由F=qE和W=qＵ導(dǎo)出勻強(qiáng)電場第八節(jié)電容器,電容一.電容器1.定義:任何兩個彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體,都可以看成一個電容器.最簡單的就是平行板電容器.2.電容器的帶電量:電容器帶電時,電容器的兩板帶等量異種電荷,每一個板所到電量的值(絕對值)即為電容器帶的電.二.電容1.物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)的大小.2.用字母C表示.3.公式:量度式C=Q/U(適用于各種電容)還可導(dǎo)出C=△Q/△U決定式C=εS/4лKd(只適用平行板電容器)ε為電介質(zhì)常數(shù),真空或空氣中ε=1是最小的.4.電容是電容器的固有屬性,只由電容器自身決定,和它是否帶電,帶電多少無關(guān).5.單位:1c/V=1F(法拉)mFuFnFpF例20:平行板電容器兩端和電源相連,在不斷開K的情況下,KA①使A板向上平移;②使A板向右平移.③在平行板兩板之間插入云母片.B討論兩板電勢差U,電量Q,板間場強(qiáng)E的變化情況.例21:上題中若電容器充電后斷開K,①使A板向上平移;②使A板向右平移.③在平行板兩板之間插入云母片,討論兩板電勢差U,電量Q,板間場強(qiáng)E的變化情況.1、如果電容器充電后脫離電源，插入電介質(zhì)，電介質(zhì)在電場中發(fā)生極化現(xiàn)象，靠近正極板的電介質(zhì)出現(xiàn)負(fù)電荷，靠近負(fù)極板的電介質(zhì)出現(xiàn)正電荷，正負(fù)電荷在電介質(zhì)內(nèi)形成反方向電場，削弱了原來的電場，由U=Ed可知，電壓降低，由于C=Q/U,電壓U降低而電荷Q不變，電容變大。2、如果電容器充電后不脫離電源，電壓不變，但是，電介質(zhì)的極化電荷會導(dǎo)致電容器電壓減小，引起電源對電容器繼續(xù)充電，電量Q變大，由C=Q/U可知，電容變大。3、如果插入非電介質(zhì)，因?yàn)闆]插云母片前兩極板之間的電介質(zhì)是空氣，相對介電常數(shù)約等于1，插入云母片后電介質(zhì)可看做為云母，其相對介電常數(shù)差不多是4點(diǎn)幾，電容C=（相對介電常數(shù)*極板正對面積）/板間距；三.幾種常見的電容器固定電容半可變電容可變電容紙介電容鋁電解電容鉭電解電容瓷片電容CBBMKP第九節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動一.加速電場:帶電粒子(不計(jì)重力)以初速度V0(也可為零)平行電場方向進(jìn)入電壓為U的電場,當(dāng)受電場力方向與運(yùn)動方向一致時,電場力做正功,則有△Ek=qU=mVt2/2－mV02/2(加速電場可以是勻強(qiáng)電場,也可以是非勻強(qiáng)電場.)二.偏轉(zhuǎn)電場:帶電粒子(不計(jì)重力)以初速度V0(不能為零)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,粒子將做勻變速曲線運(yùn)動(類平拋運(yùn)動),可將合運(yùn)動分解到兩個方向.沿初速度方向:勻速直線運(yùn)動,速度：V水=V0位移：S水=V0t在電場力方向:初速為零的勻加速直線運(yùn)動,速度：V電=at位移：S電=at2/2當(dāng)粒子飛出電場時,還可以得到(L是板長,U是板間電壓,d是指板間距離)飛行時間:t=L/V0側(cè)向速度:V電=at=qUL/mdV0速度偏向角:tanθ=V電/V0=qUL/mdV02側(cè)向位移:S電=at2/2=qUL2/2mdV02注意:①平拋運(yùn)動決定時間的是(豎直方向的)高度,而在偏轉(zhuǎn)電場里決定時間的既可以是初速度方向(帶電粒子飛出電場),也可以是電場方向(帶電粒子打在板上).②在受力分析中,質(zhì)子、電子、α粒子等沒有特殊說明一般不計(jì)重力;帶電小液滴、灰塵、固體小顆粒等沒有特殊說明一般要計(jì)重力.例22:真空中兩水平放置的平行板相距為d,板間電壓可以調(diào)節(jié).一質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子(不計(jì)重力)從下板以速度V0豎直向上進(jìn)入電場,粒子經(jīng)d/4后返回,若要使粒子經(jīng)過d/2才返回,則()NA.將速度V0增大一倍.MB.調(diào)節(jié)變阻器使N板電勢減半.C.速度V0和N板電勢同時減半.D.速度V0增大一倍,同時將N板下移d/2.例23:帶電粒子A所帶電量是B所帶電量的3倍,它們以相同的速度從同一地點(diǎn)出發(fā),垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場.分別打在下極板上的MN點(diǎn),若OM=MN,則AB質(zhì)量之比是多少?(不計(jì)重力)OMN第十二章恒定電流第一節(jié)電流強(qiáng)度,部分電路歐姆定律一.電流1.電流的定義:電荷的定向移動形成電流.2.形成電流的條件:①要有能自由移動的電荷(自由電荷).②要存在電勢差(電壓).3.各種物質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì):金屬自由電子電解液正,負(fù)離子氣體正,負(fù)離子和自由電子通常情況下，氣體幾乎完全是由中性的原子或分子組成的，沒有自由移動的電荷，因此它不能導(dǎo)電。而空氣在火花的作用下，或者用紫外線，X射線或放射性元素發(fā)出的射線照射等，能使氣體電離。它能分解成正離子，電子，還有一部分負(fù)離子。既有像金屬中那樣的電子導(dǎo)電，也有像電解液中那樣的離子導(dǎo)電。所以空氣在一定條件下也可以導(dǎo)電。二.電流強(qiáng)度I.1.定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q(取絕對值)與通過這些電量所用時間之比.2.定義式:I=q/t①同種電荷同向通過同一橫截面時，電荷量q=q1+q2②同種電荷反向通過同一橫截面時，電荷量q=q1—q2③異種電荷同向通過同一橫截面時，電荷量q=q1—q2④異種電荷反向通過同一橫截面時，電荷量q=q1+q2例1:在電解液中,5秒鐘內(nèi)通過中間橫截面的陰陽離子均為5c,則電解液中電流強(qiáng)度為_______A;若在5秒鐘內(nèi)到達(dá)的正負(fù)極板的陰陽離子也均為5c,則電解液中電流強(qiáng)度為_______A.例2:電子繞核高速旋轉(zhuǎn)可等效為一環(huán)形電流,氫原子中的電子以速率V在半徑為R的軌道上運(yùn)動,則等效電流的電流強(qiáng)度為___________(電子的電量為e).3.微觀表達(dá)式:導(dǎo)體橫截面積為s,單位體積內(nèi)有n個自由電子(電子的電量為e),它們以速度v定向移動.(設(shè)導(dǎo)體長度為L)體積V=sL電子個數(shù)N=nV=nsL總電量q=Ne=nsLe所用時間t=L/v所以I=q/t=nsLe/(L/v)=nsev※區(qū)分:電場的傳播速率,(光速)形成電流的速率,(光速)熱振動的速率,(105m/s)自由電子定向移動的速率.(非常小10-5m/s)4.單位:c/s或A5.性質(zhì):標(biāo)量,有方向,但方向是人為規(guī)定的(規(guī)定正電荷的運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞯姆较?,只能表明電勢的高低(在外電路電流的方向是從高電勢指向低電勢).6.分類:交流電(交變電流):方向變化.直流電:方向不變.恒定電流:是直流電的一種,方向、大小都不變.三.部分電路的歐姆定律.1.電阻:比值定義法R=U/I(量度式)還可推出R=△U/△I注意:①R由自身決定,與U、I無關(guān).②U、I、R對應(yīng)于同一段電路,同一時刻.2.電阻描述了導(dǎo)體對電流的阻礙作用,這種阻礙是由于自由電荷在做定向移動時跟導(dǎo)體中的金屬正離子或原子碰撞而產(chǎn)生的.3.歐姆定律的適用范圍:①適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(不適用于氣體導(dǎo)電).②只適用于純電阻電路，而不適用于非純電阻電路。③符合歐姆定律的導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電子元件叫做線性元件；某些導(dǎo)體不適用于歐姆定律，電流電壓不成比例，作出的伏安特性曲線不是直線，叫做非線性元件。但如果只是由于溫度變化而引起的電阻變化，盡管作出的伏安特性曲線不是直線，歐姆定律仍然適用。例3:有ABC三個電阻,它們的I—U圖象如右所示,I(安)其中電阻最小的是__________.AB例4:加在某段導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)橐郧暗?倍時,導(dǎo)體中的C電流強(qiáng)度就增加0.9A;如果所加電壓是以前1/2,導(dǎo)體中的U(伏)電流強(qiáng)度就變?yōu)開_________A.第二節(jié)電阻定律一.電阻定律1.內(nèi)容:在溫度不變時,導(dǎo)體的電阻與它的長度成正比,與它的橫截面積成反比.2.公式:R=ρL/s(決定式)例5:判斷以下說法對錯.R與ρ成正比.()R與L成正比.()R與S成反比.()注意:對于某一導(dǎo)體而言,L變化時S也要變化,但L和S的乘積V體積不變.例6:一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線電阻為16Ω,將其對折后阻值變?yōu)開______.3.適用條件:①粗細(xì)均勻的導(dǎo)線.②濃度均勻的電解液.C例7:在一粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)上有A,B,C,D四個點(diǎn)AB將圓環(huán)等分.把AB兩點(diǎn)連入電路中時,導(dǎo)線中的D電流為6A,圓環(huán)上消耗的功率為108W.若保持電路中的電流不變,把AC兩點(diǎn)接入電路時圓環(huán)上消耗的功率為____W.若保持電路中的電壓不變,結(jié)果將是_____W.例8:厚薄均勻的矩形金屬薄片,邊長ab=10cm,ac=5cm.aCb當(dāng)將AB接入電壓為U的電路中時電流為1A.AB若將CD接入此電路時,電流應(yīng)為______A.cdD例9:電阻均為R的半圓形金屬薄片,如左圖方式連入電路中時總電阻為_____.如右圖方式連入電路中時總電阻為_____.二.電阻率.1.物理意義:上式中的ρ叫做材料的電阻率,是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量.在數(shù)值上等于在常溫下（20℃）用該種材料制成的長度為1m,橫截面積為1m2的導(dǎo)體的阻值.ρ越大,導(dǎo)電性能越差;ρ越小,導(dǎo)電性能越好.(超導(dǎo)體ρ為0)2.電阻率的計(jì)算式:ρ=Rs/L(量度式)注意:ρ與R、s、L等都無關(guān).例10:判斷以下說法對錯.ρ與R成正比.()ρ與S成正比.()ρ與L成反比.()3.單位:歐姆?米(Ω?m)4.影響(同種)材料電阻率的因素:溫度金屬:隨溫度的升高ρ越來越大,隨溫度的降低ρ越來越小.(低溫制造超導(dǎo)體)半導(dǎo)體和絕緣體:隨溫度的升高ρ越來越小,隨溫度的降低ρ越來越大.合金:溫度變化,ρ幾乎不變.5.應(yīng)用①熱敏特性：有的半導(dǎo)體在溫度升高時電阻減小得非常迅速，這就是半導(dǎo)體的熱敏特性。利用這種特性可以制成熱敏電阻，它能將溫度信號轉(zhuǎn)成電信號。②光敏特性：有的半導(dǎo)體在光照下電阻大大減小，這就是半導(dǎo)體的光敏特性。利用這種特性可以制成光敏電阻，它能在電路中起到開關(guān)作用。③摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)，會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能大大增強(qiáng)。利用摻雜特性再加上特殊工藝，可以制作成晶體二極管晶體三極管，進(jìn)而制成集成電路。開辟了微電子時代。三.超導(dǎo)現(xiàn)象1.定義:大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時,都會出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象.2.轉(zhuǎn)變溫度：導(dǎo)體由普通狀態(tài)向超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，或臨界溫度。3.高溫超導(dǎo)。①高溫超導(dǎo)體：氧化物超導(dǎo)體具有較高的轉(zhuǎn)變溫度，稱為高溫超導(dǎo)體。②現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度對于我們實(shí)際應(yīng)用來說還是太低了，所以超導(dǎo)的理論研究遠(yuǎn)不夠成熟。3.超導(dǎo)體的特性：①零電阻效應(yīng)：在轉(zhuǎn)變溫度以下電阻等于零，一旦超導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，將毫無衰減的保持電流大小不變。②抗磁性：磁感線不能進(jìn)入超導(dǎo)體中，在一塊鉛板上放一小磁鐵，當(dāng)鉛板進(jìn)入超導(dǎo)體后，小磁鐵就會懸浮起來，磁鐵的磁感線被壓縮在磁鐵和鉛板之間。4.超導(dǎo)應(yīng)用的前景：超導(dǎo)在電子學(xué)，電力工業(yè)，能源，交通運(yùn)輸，地質(zhì)勘探等方面都有著美好的應(yīng)用前景。四.電阻定律和歐姆定律的對比.1.兩個定律都是實(shí)驗(yàn)定律.2.兩個定律都涉及電阻,都可以用來計(jì)算電阻.3.研究的對象不同.歐姆定律研究的是電路中電流與電壓、電阻的關(guān)系;電阻定律研究的是導(dǎo)體的電阻與材料、長度、橫截面積的關(guān)系.第三節(jié)電功和電熱一.功(率)和電熱(功率)公式比較.通式導(dǎo)出公式(純電阻才適用)電功W=qU=UItW=U2t/R=I2Rt電功率P=W/t=qU/t=UIP=U2/R=I2R電熱Q=I2RtQ=W=qU=UIt=U2t/R熱功率P熱=Q/t=I2RP熱=UI=U2/R二.電功和電熱的關(guān)系.1.電功和電熱都是電能向其他能轉(zhuǎn)化的量度.電功是(電流通過一段電路將)電能轉(zhuǎn)化成為(電場能,機(jī)械能,內(nèi)能,化學(xué)能等)其他形式能的量度.電熱只是(電流通過一段電路將)電能轉(zhuǎn)化成為(內(nèi)能)的量度.2.當(dāng)電流流過一段純電阻電路時,電功就等于電熱.(W=Q)當(dāng)電流流過一段非純電阻電路時,電功就大于電熱.(W=Q+E其他能)例13:如圖,定值電阻的阻值為10Ω,電動機(jī)M線圈的阻值為2Ω.U當(dāng)給它們加上44V的電壓后理想電壓表的讀數(shù)為24V.由此可知()RMA.通過電動機(jī)的電流為12A.B.電動機(jī)消耗的功率為48W.C.電動機(jī)在一分鐘內(nèi)產(chǎn)生480J的熱量.D.電動機(jī)的輸出功率為8W.V例14:有一直流電動機(jī),把它接入0.2V的電路中,電機(jī)不轉(zhuǎn),測得流過電機(jī)的電流是0.4A.若把它接入2.0V的電路中,電機(jī)正常工作,此時電流是1A.求正常工作時電動機(jī)的輸出功率?若正常工作時電動機(jī)突然被卡住,則電動機(jī)的發(fā)熱功率是多少?第四節(jié)串并聯(lián)電路及電路簡化一.串聯(lián)電路.1.串聯(lián)電路的特點(diǎn):①電路中各處電流相等.②電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和.2.串聯(lián)電路的性質(zhì):①串聯(lián)電路的電阻:R總=R1+R2+R3+……Rn②串聯(lián)電路的電壓分配:U1/R1=U2/R2=U3/R3=……Un/Rn=I即串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比.由于串聯(lián)電路中每個電阻均分擔(dān)了一部分電壓,所以常把這些電阻稱為分壓電阻.③串聯(lián)電路的功率分配:P1/R1=P2/R2=P3/R3=……Pn/Rn=I2即串聯(lián)電路中各個電阻上消耗的功率跟它們的阻值成正比.二.并聯(lián)電路.1.并聯(lián)電路的特點(diǎn):①電路中各支路兩端的電壓相等.②電路中的總電流等于各支路的電流之和.2.并聯(lián)電路的性質(zhì):①并聯(lián)電路的總電阻與各支路電阻的關(guān)系:1/R總=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn②并聯(lián)電路的電流分配:I1R1=I2R2=I3R3=……InRn=U即并聯(lián)電路中通過各支路的電流跟它們的阻值成反比.由于并聯(lián)電路中每個電阻均分擔(dān)了一部分電流,所以常把這些電阻稱為分流電阻.③并聯(lián)電路的功率分配:P1R1=P2R2=P3R3=……PnRn=U2即并聯(lián)電路中各個電阻上消耗的功率跟它們的阻值成反比.R1例15:四個電阻如圖方式連接.其中R1=R3＜R2=R4.R3R4在AB兩端接上恒定電壓U.它們消耗的功率分別是UP1,P2,P3,P4.則它們的大小關(guān)系是_____________.R2三.電路簡化步驟.1.若無電源,可假定電源正負(fù)極.2.首先簡化電路中的伏特表(斷路),安培表(短路),電容器(充電結(jié)束相當(dāng)于斷路).3.在每一個分支點(diǎn)標(biāo)上序號.4.按電勢高低排列這些點(diǎn).(電勢相等的點(diǎn)先短接).5.分析每一個用電器,看它位于哪兩點(diǎn)之間,并用短線相連.(注意線不要相交)6.整理.例16:五個阻值均為R的電阻連接成如圖形狀,導(dǎo)線電阻可以忽視.則RAB=_________.AB第五節(jié)閉合電路歐姆定律一.電源電動勢.1.電源的供電原理：在電源內(nèi)部非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。在電源的外部電路，電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2.電源的作用:把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的大小用電動勢的數(shù)值來表示.3.電動勢用字母ε來表示.4.電動勢數(shù)值的計(jì)算方法:電路中通過1C電量時電源所提供的能量.ε=w/q(對于同一個電源來說電動勢的值是不變的)5.單位:1J/C=1V6.性質(zhì):標(biāo)量,但有方向.規(guī)定其方向是(在電源內(nèi)部)從負(fù)極指向正極.和電源內(nèi)部的電流方向一致.二.電源內(nèi)阻.電流通過電源內(nèi)部也受阻礙作用,用字母r表示.(一般認(rèn)為是不變的)三.電路組成.電阻電壓電流功率閉合電路總電阻R總電動勢ε由于內(nèi)外電路是串聯(lián)所以總電流內(nèi)外電流均相等I總=I內(nèi)=I外總功率P總內(nèi)電路內(nèi)電阻r內(nèi)電壓U內(nèi)內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)外電路外電阻R外路端(兩極間)電壓U外外電阻消耗的功率P外相互關(guān)系R總=r+R外ε=U內(nèi)+U外P總=P內(nèi)+P外注意：電動勢和路端(兩極間)電壓雖然有相同的單位且有時數(shù)值也相同，但兩者有本質(zhì)的不同。電動勢反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，路端(兩極間)電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大小。例17:關(guān)于電源的電動勢正確的是()A.電源的電動勢就是路端電壓.B.把電壓表直接和電源相連,理論上其讀數(shù)總小于電動勢值.C.在閉合電路中,電源電動勢的方向與內(nèi)電路電流的方向相同.D.電源的電動勢反映電源提供電能的多少,電源把其他的能轉(zhuǎn)化成電能越多,電動勢就越大.四.閉合電路歐姆定律1.公式內(nèi)容:I=ε/(R外+r)2.適用范圍:外電路是純電阻.第六節(jié)電流,電壓,功率,效率隨外電阻的變化一.電流隨外電阻的變化1.根據(jù)公式I=ε/(R外+r)可知R外越大,I就越小.當(dāng)外電路斷路時,R外∞,所以I=0此時為最小值.2.根據(jù)公式I=ε/(R外+r)可知R外越小,I就越大.當(dāng)外電路短路時,R外=0,所以I=ε/r此時達(dá)到最大值.二.內(nèi)電壓隨外電阻的變化1.根據(jù)公式U內(nèi)=Ir可知U內(nèi)和r成正比,所以R外越大,I就越小,U內(nèi)也越小.當(dāng)外電路斷路時,R外∞,I=0,U內(nèi)=0此時為最小值.2.根據(jù)公式U內(nèi)=Ir可知U內(nèi)和r成正比,所以R外越小,I就越大,U內(nèi)也越大.當(dāng)外電路短路時,R外=0,I=ε/r此時達(dá)到最大值,所以U內(nèi)=ε此時為最大值.三.路端電壓隨外電阻的變化1.已知R外越大,I就越小,U內(nèi)也越小.再根據(jù)公式U外=ε-U內(nèi)知U內(nèi)越小U外就越大,所以R外越大U外就越大.當(dāng)外電路斷路時,R外∞,U內(nèi)=0,而U外=ε此時為最大值.2.已知R外越小,I就越大,U內(nèi)也越大.再根據(jù)公式U外=ε-U內(nèi)知U內(nèi)越大U外就越小,所以R外越小U外就越小.當(dāng)外電路短路時,R外=0,U內(nèi)=ε,而U外=0此時為最小值.為何不用公式U外=IR外來分析U外?例18:如圖R=0.8Ω,當(dāng)電鍵K斷開時,伏特表讀數(shù)為1.5V.R當(dāng)K閉合時,伏特表讀數(shù)為1.2V.則該電源的電動勢V為_______;內(nèi)電阻為_______.例19:已知電源電動勢E=6.3V,內(nèi)阻r=0.5Ω,固定電阻R1=2Ω,R2=3Ω.R3是阻值為5Ω的滑動變阻器.R1R2閉合電鍵K,調(diào)節(jié)滑動變阻器,求通過電源的電流范圍.R3例20:發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻r=0.1Ω,每根連接導(dǎo)線的電阻也為0.1Ω.負(fù)載電阻R=22Ω.電路中的電流強(qiáng)度為10A.求:①負(fù)載兩端的電壓.②路端電壓.③發(fā)電機(jī)的電動勢.④負(fù)載消耗的功率.⑤外電路消耗的功率.GR⑥發(fā)電機(jī)內(nèi)部消耗的功率.⑦發(fā)電機(jī)的功率.四.電源的效率.η=P外/P總=I2R外/I2R總=R外/(R外+r)由上式看出R外越大電源的效率就越高.(但不會等于或大于1)五.輸出功率.P外=I2R外I=ε/(R外+r)P外=R外ε2/(R外+r)2=R外ε2/(R外2+r2+2R外r)=ε2/(R外+r2/R外+2r)當(dāng)R外=r2/R外(即R外=r)時R外+r2/R外有最小值,而此時P外有最大值.輸出功率隨外電阻變化曲線:PrR外例21:下列說法正確的是()A.閉合電路中,電流總是從高電勢流向低電勢.B.閉合電路中,電流強(qiáng)度越大,電源輸出功率越大.C.閉合電路中,輸出功率越大,電源效率越高.D.閉合電路中,路端電壓越高,電源效率越高.例22:如圖所示,當(dāng)滑片P向右滑動時電源的輸出效率_____,輸出功率_____.A.一直增大.B.一直減小.ε,rC.先增大后減小.D.先減小后增大.RP拓展與提高:若r=1Ω,R=2Ω,滑動變阻器總阻值為5Ω.滑動滑片P,則何時R上消耗的功率最大?何時滑動變阻器上消耗的功率最大?結(jié)論:①對于定值電阻,當(dāng)I最大時(即總電阻盡可能小)它消耗的功率最大.②對于可變電阻,當(dāng)它自身電阻值和其他所有電阻之和相等(或最接近時),它消耗的功率最大.第七節(jié)應(yīng)用一.直流電路的動態(tài)分析:串反并同原則.××例23:R1是可變電阻.當(dāng)AB間加一恒定電壓U后L1和L2L2L1均發(fā)光.調(diào)節(jié)R1使其阻值變大則可能會出現(xiàn)的是()A.L1變亮,L2不變.B.L1變暗,L2變亮.RR1C.L1變亮,L2變暗.D.L1和L2都變暗.AB例24:如圖,電源的電動勢為E,內(nèi)電阻為r.當(dāng)可變電阻的滑片P向右滑動時,兩個電表的讀數(shù)分別是如何變化的?V1V2例25:如圖,電源的電動勢為E,內(nèi)電阻為r.若閉合電鍵,兩個電表的讀數(shù)分別是如何變化的?V1V2例26:如圖,電路兩端的電壓U一定,三只電表均為理想電表.當(dāng)滑片P向右滑動時,試分析三只電表讀數(shù)的變化情況.A1A2A3U二.含有電容器的電路.例27:水平放置的平行板電容器兩板間有一質(zhì)量為M的帶電液滴,恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).若要使該帶電液滴向上運(yùn)動,可采用()R2R1A.增大R1B.增大R3R3C.增大R2D.減小R2例28:如圖S1S2S3S4均閉合,水平放置的平行板電容器S1S2兩板間有一質(zhì)量為M的帶電液滴,恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使帶電液滴會向下運(yùn)動.需斷開電鍵_____.S3S4例29:如圖電容器C1=6μF,C2=3μF,電阻R1=6Ω,R2=3Ω.C1AR2當(dāng)電鍵K斷開時,AB間電壓為多少?當(dāng)電鍵K閉合時,電容器C1和C2的電量改變了多少?(U=18V)R1BC2U例30:電源電動勢為E=18V,內(nèi)阻不計(jì).R1=1Ω,R2=R3=2Ω,R1AR2R4=6Ω,取電源正極為零電勢點(diǎn),則A點(diǎn)電勢為______;B點(diǎn)電勢為______.若在AB間接入一電容器C=10μF,R3BR4則電容器帶電量為_____.上板帶_____電.三.電路故障分析.例31:電源電動勢為6V,開關(guān)K接通后燈泡L1和L2都不亮.a×d用電壓表測得Uab=6V,Uad=0,Ucb=6V,由此可知()L1×L2A.L1和L2都被燒斷.B.L1被燒斷.C.L2被燒斷.D.R被燒斷.bR