高中物理汇总交变电流知识点详解Word文件下载.docx
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P1=P2。
4.远距离输电
①远距离输电要解决的关键问题是减少输电线上电能的热损耗。
②减少远距离输电过程中电能损失的方法:
若输电功率为P,输电电压为U,输电线电阻为R,则输电线上热损耗P损=I2R
小ρ和增大S的办法减小R,但作用有限:
另一是减小输电电流I,在输电功率P一定的
输电功率。
高中物理知识点:
匀变速直线运动概念及公式
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。
也可定义为:
沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
【概念及公式】
沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动。
如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。
s(t)=1/2·
at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t
v(t)=v(0)+at
其中a为加速度,v(0)为初速度,v(t)为t秒时的速度s(t)为t秒时的位移速度公式:
v=v0+at
位移公式:
x=v0t+1/2at&
sup2;
位移---速度公式:
2ax=v2;
-v02;
条件:
物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:
⑴受恒外力作用⑵合外力与初速度在同一直线上。
【规律】
瞬时速度与时间的关系:
V1=V0+at
位移与时间的关系:
s=V0t+1/2·
at^2
瞬时速度与加速度、位移的关系:
V^2-V0^2=2as
位移公式X=Vot+1/2·
at^2=Vo·
t(匀速直线运动)
位移公式推导:
⑴由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
而匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故s=[(v0+v)/2]·
t
利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]·
t=[v0+at/2]·
t=v0·
t+1/2·
⑵利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是ds/dt=v,dv/dt=a,d2s/dt2=a
于是v=∫adt=at+v0,v0就是初速度,可以是任意的常数
进而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0·
t+C,(对于匀变速直线运动),显然t=0时,s=0,故这个任意常数C=0,于是有
s=1/2·
at^2+v0·
这就是位移公式。
推论V^2-Vo^2=2ax
平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
△X=aT^2(△X代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)
X为位移。
V为末速度
Vo为初速度
【初速度为零的匀变速直线运动的比例关系】
⑴重要比例关系
由Vt=at,得Vt∝t。
由s=(at^2)/2,得s∝t^2,或t∝2√s。
由Vt^2=2as,得s∝Vt^2,或Vt∝√s。
⑵基本比例
①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比
V1:
V2:
V3……:
Vn=1:
2:
3:
……:
n。
推导:
aT1:
aT2:
aT3:
.....:
aTn
②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比
s1:
s2:
s3:
……sn=1:
4:
9……:
n^2。
1/2·
a(T1)^2:
1/2·
a(T2)^2:
a(T3)^2:
......:
a(Tn)^2
③第1个t内、第2个t内、……、第n个t内(相同时间内)的位移之比
xⅠ:
xⅡ:
xⅢ……:
xn=1:
5:
(2n-1)。
a(t)^2:
a(2t)^2-1/2·
a(3t)^2-1/2·
a(2t)^2
④通过前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需时间之比
t1:
t2:
tn=1:
√2:
√3……:
√n。
由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a
⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、……、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比
tⅠ:
tⅡ:
tⅢ……tN=1:
(√2-1):
(√3-√2)……:
(√n-√n-1)
t1=√(2s/a)t2=√(2×
2s/a)-√(2s/a)=√(2s/a)×
(√2-1)t3=√(2×
3s/a)-√(2×
2s/a)=√(2s/a)×
(√3-√2)……注⑵2=4⑶2=9
【分类】
在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;
若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;
若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动
速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;
若速度为0,则运动状态为静止。
高中物理:
关于物质的分类和常见误区解析
一、物质的分类:
二.几种分散系的比较:
分散系
溶液
浊液
胶体
分散质粒子的直径
<1nm
>100nm
1nm~100nm
分散质粒子
单个小分子或离子
巨大数目的分子集合体
高分子或多分子集合体
实例
蔗糖溶液、NaCl溶液
油水、石灰乳
淀粉溶胶、AgI胶体
外观
均一、透明
不均一、不透明
稳定性
稳定
不稳定
介稳定
能否透过滤纸
能
不能
能否透过半透膜
鉴别
无丁达尔效应
静置分层或沉淀
丁达尔效应
电场知识归纳及例题讲解
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。
电场的力的性质表现为:
电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。
电场的能的性质表现为:
当电荷在电场中移动时,电场力对电荷作功(这说明电场具有能量)。
[考点方向]
1、有关场强E(电场线)、电势(等势面)、W=qU、动能与电势能的比较。
2、带电粒子在电场中运动情况(加速、偏转类平抛)的比较,运动轨迹和方向(一直向前?
往返?
)的分析判别。
[联系实际与综合]①直线加速器②示波器原理③静电除尘与选矿④滚筒式静电分选器⑤复印机与喷墨打印机⑥静电屏蔽⑦带电体的力学分析(综合平衡、牛顿第二定律、功能、单摆等)⑧带电体在电场和磁场中运动⑨氢原子的核外电子运行
[电场知识点归纳]
1.电荷
电荷守恒定律
点电荷
⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne)
⑵使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种:
①摩擦起电②接触带电③感应起电。
⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。
2.库仑定律
在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,数学表达式为,其中比例常数叫静电力常量,。
(F:
点电荷间的作用力(N),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)
库仑定律的适用条件是(a)真空,(b)点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。
3.静电场
电场线
为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点:
(a)始于正电荷(或无穷远),终止负电荷(或无穷远);
(b)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4.电场强度
点电荷的电场Ⅱ
⑴电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场的这种性质用电场强度来描述。
在电场中放入一个检验电荷,它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度,定义式是,场强是矢量,规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向,负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。
(E:
电场强度(N/C),是矢量,q:
检验电荷的电量(C))
电场强度的大小,方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与放不放检验电荷,以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关,既不能认为与成正比,也不能认为与成反比。
点电荷场强的计算式(r:
源电荷到该位置的距离(m),Q:
源电荷的电量(C))
5.电势能
电势
等势面
电势能由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。
电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能和零点。
由于电势能具有相对性,所以实际的应用意义并不大。
而经常应用的是电势能的变化。
电场力对电荷做功,电荷的电势能减速少,电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值,这常是判断电荷电势能如何变化的依据。
电场力对电荷做功的计算公式:
,此公式适用于任何电场。
电场力做功与路径无关,由起始和终了位置的电势差决定。
电势是描述电场的能的性质的物理量
在电场中某位置放一个检验电荷,若它具有的电势能为,则比值叫做该位置的电势。
电势也具有相对性,通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势(对同一电场,电势能及电势的零点选取是一致的)这样选取零电势点之后,可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值,负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。
电势相等的点组成的面叫等势面。
等势面的特点:
(a)等势面上各点的电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。
(b)等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(c)规定:
画等势面(或线)时,相邻的两等势面(或线)间的电势差相等。
这样,在等势面(线)密处场强较大,等势面(线)疏处场强小。
6.电势差
电场中两点的电势之差叫电势差,依教材要求,电势差都取绝对值,知道了电势差的绝对值,要比较哪个点的电势高,需根据电场力对电荷做功的正负判断,或者是由这两点在电场线上的位置判断。
7.匀强电场中电势差和电场强度的关系
场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域称为匀强电场,匀强电场中的电场线是等距的平行线,平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在两极之间除边缘外就是匀强电场。
在匀强电场中电势差与场强之间的关系是,公式中的是沿场强方向上的距离(m)。
在匀强电场中平行线段上的电势差与线段长度成正比
“动量守恒”的“条件表述”
所谓“动量守恒”,意指“动量保持恒定”。
考虑到“动量改变”的原因是“合外力的冲”所致,所以“动量守恒条件”的直接表述似乎应该是“合外力的冲量为O“。
但在动量守恒定律的实际表述中,其”动量守恒条件“却是”合外力为。
“。
究其原因,实际上可以从如下两个方面予以解释。
(1)“条件表述”应该针对过程
考虑到“冲量”是“力”对“时间”的累积,而“合外力的冲量为O“的相应条件可以有三种不同的情况与之对应:
第一,合外力为O而时间不为O;
第二,合外力不为0而时间为。
;
第三,合外力与时间均为。
.显然,对应于后两种情况下的相应表述没有任何实际意义,因为在”时间为。
“的相应条件下讨论动量守恒,实际上就相当于做出了一个毫无价值的无效判断―“此时的动量等于此时的动量”.这就是说:
既然动量守恒定律针对的是系统经历某一过程而在特定条件下动量保持恒定,那么相应的条件就应该针对过程进行表述,就应该回避“合外力的冲量为O“的相应表述中所包含的那两种使”过程“退缩为”状态“的无价值状况
(2)“条件表述”须精细到状态
考虑到“冲量”是“过程量”,而作为“过程量”的“合外力的冲量”即使为。
,也不能保证系统的动量在某一过程中始终保持恒定.因为完全可能出现如下状况,即:
在某一过程中的前一阶段,系统的动量发生了变化;
而在该过程中的后一阶段,系统的动量又发生了相应于前一阶段变化的逆变化而恰好恢复到初状态下的动量.对应于这样的过程,系统在相应过程中“合外力的冲量”确实为O,但却不能保证系统动量在过程中保持恒定,充其量也只是保证了系统在过程的始末状态下的动量相同而已,这就是说:
既然动量守恒定律针对的是系统经历某一过程而在特定条件下动量保持恒定,那么相应的条件就应该在针对过程进行表述的同时精细到过程的每一个状态,就应该回避“合外力的冲量为。
”的相应表述只能够控制“过程”而无法约束“状态
‘弹性正碰”的“定量研究”
“弹性正碰”的“碰撞结果”
质量为跳,和m:
的小球分别以vl。
和跳。
的速度发生弹性正碰,设碰后两球的速度分别为二,和二2,则根据碰撞过程中动量守恒和弹性碰撞过程中系统始末动能相等的相应规律依次可得。
“碰撞结果”的“表述结构”
作为“碰撞结果”,碰后两个小球的速度表达式在结构上具备了如下特征,即:
若把任意一个小球的碰后速度表达式中的下标作“1“与”2“之间的代换,则必将得到另一个小球的碰后速度表达式.”碰撞结构“在”表述结构“上所具备的上述特征,其缘由当追溯到”弹性正碰“所遵循的规律表达的结构特征:
在碰撞过程动量守恒和碰撞始末动能相等的两个方程中,若针对下标作”1“与”2“之间的代换,则方程不变。
“动量”与“动能”的切入点
“动量”和“动能”都是从动力学角度描述机械运动状态的参量,若在其间作细致的比对和深人的剖析,则区别是显然的:
动量决定着物体克服相同阻力还能够运动多久,动能决定着物体克服相同阻力还能够运动多远;
动量是以机械运动量化机械运动,动能则是以机械运动与其他运动的关系量化机械运动。
万有引力公式
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×
10-11N&
#8226;
m2/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=2π(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}
注:
(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(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
高中物理知识总结:
力的合成与分解公式
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)
(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。
摩擦力内容归纳
1、摩擦力定义:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时,受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力,叫摩擦力,可分为静摩擦力和滑动摩擦力。
2、摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。
说明:
三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
3、摩擦力的方向:
①静摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
②滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。
(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。
滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
(2)滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
4、摩擦力的大小:
(1)静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。
具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
③效果:
阻碍物体的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,可以是动力,也可以是阻力。
(2)滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。
公式:
F=μFN(F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定。
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
5、摩擦力的效果:
总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关,只由动摩擦因数和正压力两个因素决定,而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关。
高考复习:
高考物理必考点之复合场
复合场是指重力场、电场、磁场并存,或其中两场并存。
分布方式或同一区域同时存在,或分区域存在。
复合场是高中物理中力学、电磁学综合问题的高度集中。
既体现了运动情况反映受力情况、受力情况决定运动情况的思想,又能考查电磁学中的重点知识,因此,近年来这类题备受青睐。
通过上表可以看出,由于复合场的综合性强,覆盖考点较多,预计在2012年高考(微博)中仍是一个热点。
复合场的出题方式:
复合场可以图文形式直接出题,也可以与各种仪器(质谱仪,回旋加速器,速度选择器等)相结合考查。
一、重力场、电场、磁场分区域存在(例如质谱仪,回旋加速器)
此种出题方式要求熟练掌握平抛运动、类平抛运动、圆周运动的基本公式及解决方式。
重力场:
平抛运动
电场:
1.加速场:
动能定理2.偏转场:
类平抛运动或动能定理
磁场:
圆周运动
二、重力场、电场、磁场同区域存在(例如速度选择器)
带电粒子在复合场做什么运动取决于带电粒子所受合力及初速度,因此,把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来分析是解决此类问题的关键。
(一)若带电粒子在复合场中做匀速直线运动时应根据平衡条件解题,例如速度选择器。
则有Eq=qVB
(二)当带电粒子在复合场中做圆周运动时,
则有Eq=mgqVB=mv2/R
(2009年天津10题)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。
一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ。
不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3)A点到x轴的高度h。
解析:
本题考查平抛运动和带电
小球在复合场中的运动。
小球先做平抛再做圆周运动
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有Eq=mg得E=mg/q
重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。
(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,O′为M点速度垂线与MN中垂线的交点。
设半径为R,由几何关系知L/2R=sinθ
小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供向心力,设小球做圆周运动的速率为v,有qVB=mV2/R由速度的合成与分解知
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