高二上期物理期末复习.docx
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高二上期物理期末复习
高二上期物理期末复习
一、电荷库仑定律
精要知识归纳.
1、库仑定律即F(其中k=9.0×109N·m2/C2)
重点难点突破
(一)带电体的电荷分布
两个完全相同的带电导体接触时必先中和然后等分电荷.
(二)如何解决涉及到库仑力的有关力学问题
库仑力可以和其他力平衡,也可以和其他力一起使带电体产生加速度.因此这类问题的实质仍是力学问题,要按照处理力学问题的基本思路来解题,只不过我们多了一种新的性质的力而已.典例精析
【例1】如图所示,带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2,可采用以下哪些方法()
A.将小球B的质量增加到原来的2倍
B.将小球B的质量增加到原来的8倍
C.将小球B的电荷量减小到原来的一半
D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍
二、电场强度电场线
精要知识归纳
1.电场强度E
(1)定义:
E=,单位:
V/m或N/C.
(2)场强的方向:
E是矢量,规定在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.
2.真空中,点电荷产生的电场的场强
E=,其中Q为场源电荷,r:
源电荷到该位置的距离(m)
3.电场的叠加
4.电场线
(1)电场线的表示场强的,电场线上每一点的方向表示该点的场强方向.
(2)顺着电场线电势,而且降落最快,电场线与等势面处处.
5.匀强电场
匀强电场的场强E= {UAB:
AB两点间的电压(V),d:
AB两点在场强方向的距离(m)}
6.几种典型的电场线
重点难点突破
(一)怎样理解场强的三个表达式?
掌握用比值定义的物理量的特点
1.定义式E=:
适用于一切电场,
2.决定式E=:
只适用于在真空中点电荷产生的电场,
3.关系式E=:
只适用于匀强电场,d指这两点沿电场线方向的距离.
典例精析
1.理解场强的矢量性,唯一性和叠加性
【例题2】空间中A、B、C三点的连线恰构成一直角三角形,且∠C=30°,∠B=90°,AB=L,在B、C两点分别放置一点电荷,它们的电荷量分别是+Q和-Q.(静电力常量为k)求:
(1)斜边AC的中点D处的电场强度;
(2)为使D处的电场强度方向与AB平行,则应在A处再放一个什么样的电荷.
3.与电场力有关的力学问题
【例3】如图所示,带等量异种电荷的平行金属板,其间距为d,两板间电势差为U,极板与水平方向成37°角放置,有一质量为m的带电微粒,恰好
平方向穿过板间匀强电场区域.求:
(1)微粒带何种电荷?
微粒所带电荷量是多少?
(2)微粒的加速度多大?
三、电势能、电势、等势面、电势差的概念
精要知识归纳
(1)电势能:
电荷在电场中某点具有的电势能等于它的电荷量与该点电势的乘积,Ep=.它是电荷与电场共同具有的.
(2)电势:
φ=,即电场中某点的电势等于电荷在该点具有的电势能与它的电荷量的比值,是标量.描述电场能的性质,由电场本身决定,与试探电荷无关.
(3)电势差:
电荷在电场中两点间移动时,电场力所做的功跟它的电荷量的比值叫这两点间的电势差.UAB=,是标量,由电场本身决定.
UAB=UBA,UAB+UBC=
2.电场力对电荷做正功,电势能;场力对电荷做负功,电势能.且电势能的改变量与电场力做功的关系是W电=-ΔE.
3.两点间的电势差等于场强和这两点间沿匀强电场方向的距离的乘积,即U=Ed.
4.常见电场等势面分布图
重点难点突破
(一)电场力做功的特点及计算方法
电场力做功与无关,只与有关.
(二)计算方法:
1.由求功公式计算W=Fscosθ,此式只适用于匀强电场.
2.由电场力做功与电势能的改变关系计算W=-ΔEp=qU,对任何电场都适用.
3.由动能定理计算W电+W非电=ΔEk.
(三)等势面与电场线的关系
1.电场线总是与等势面,且从高等势面指向低等势面,沿电场线方向电势降低最快;
2.电场线越密的地方,等势面;
3.沿等势面移动电荷,电场力,沿电场线移动电荷,电场力一定做功;
(四)解决电场线、等势面、运动轨迹综合问题应注意
1.运动轨迹不一定与电场线重合,轨迹的切线方向为该点的速度方向;
2.带电粒子所受合力应指向轨迹弯曲的凹侧。
典例精析
1.电场力做功与电势能改变的关系
【例4】如图甲所示,A、B是电场中的一条直线形的电场线,若将一个带正电的点电荷从A由静止释放,它只在电场力作用下沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图乙所示.比较A、B两点的电势和场强E,下列说法正确的是()
A.φA<φB,EA
C.φA>φB,EA>EBD.φA>φB,EA C解析: 由速度图像可知粒子速度在增大,电场力方向有A到B,所以电场方向为A到B,顺着电场方向电势降低,而加速度在减小,所以A处场强大于B处,答案CZ正确 易错门诊 4.电场线、等势面、运动轨迹的综合问题 【例5】如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知() A.P点的电势高于Q点的电势 B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大 分析: 由于质点只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场的场强大. 解答: 解: A、电荷仅受电场力,故加速度的方向为电场力的方向.正电荷在Q点受电场力的方向与该处电场线方向相切,而电场线与等势线是互相垂直的,所以在Q点的加速度的方向为垂直于等势面向下,故A错误. B、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最高,故B错误. C、根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故C错误,D正确. 故选D. 四、电容器电容 (1)电容: 表示电容器容纳电荷的本领。 定义式: 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)} 决定因素式: 如平行板电容器CS/4kd (2)对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况: a保持两板与电源相连,则电容器两极板间的电压U不变 b充电后断开电源,则带电量Q不变 【例6】.如图所示,电源两端电压恒定为U,则接通S的瞬间,通过R的电流方向是从___________到___________;平行板电容器充电稳定后,增大两板距离的过程,通过R的电流方向是从___________到___________.如果电容器充电平衡后,先断开S,再将电容器两极板间距离增大,电阻R___________电流通过.(填“有”或“无”) 答案: A,B,B,A,无 【例7】.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如图所示,用E表示两极板间场强,U表示电容器的电压,EP表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则() A.U变小,E不变B.E变大,EP不变 C.U变小,EP不变D.U不变,EP不变 试题分析: 电容器充电后与电源断开,所以电容器的所带电荷量Q是一个定值,根据公式 ,公式 公式 可得 与极板间的距离无关,所以极板间的电场强度不变,正极板下移过程中,正电荷仍旧静止,所以电场力不做功,电势能不变,下移过程中d减小,所以C增大,又因为Q不变,所以U减小,负极板接地,所以电势为零,P点到负极板的电势差为 为P到负极板的距离,保持不变,所以电势不变,故AD正确 五、带电粒子在匀强电场中的运动 (1)在对带电粒子进行受力分析时,要注意两点: 1)要掌握电场力的特点。 如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还与带电粒子的电量和电性有关; 2)是否考虑重力要依据具体情况而定: 基本粒子: 如电子、质子、粒子、离子等带电颗粒: 如液滴、油滴、尘埃、小球等. (2)带电粒子的加速. (3)带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题。 如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场,不计重力,电场力使带电粒子偏转。 第九章 恒定电流 一、电流: 电荷的定向移动行成电流。 1、产生电流的条件: (1)自由电荷; (2)电场; 2、电流是标量,但有方向: 我们规定: 正电荷定向移动的方向是电流的方向;(注: 在电源 外部,电流从电源的正极流向负极;在电源的内部,电流从负极流向正极); 3、电流的大小: 通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示; (1)数学表达式: I=Q/t; (2)电流的国际单位: 安培A(3)常用单位: 毫安mA、微安uA;(4)1A=103mA=106uA 二、欧姆定律: 导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比; 1、定义式: I=U/R; 2、推论: R=U/I; 3、电阻的国际单位时欧姆,用Ω表示; 1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω; 4、伏安特性曲线: 三、闭合电路: 由电源、导线、用电器、电键组成; 1、电动势: 电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压;用E表示; 2、外电路: 电源外部的电路叫外电路;外电路的电阻叫外电阻;用R表示;其两端电压叫外电压; 3、内电路: 电源内部的电路叫内电阻,内点路的电阻叫内电阻;用r表示;其两端电压叫内电压;如: 发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路,其电阻是内电阻; 4、电源的电动势等于内、外电压之和; E=U内+U外;U外=RI;E=(R+r)I 四、闭合电路的欧姆定律: 闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比; 1、数学表达式: I=E/(R+r) 2、当外电路断开时,外电阻无穷大,电源电动势等于路端电压;就是电源电动势的定义; 3、当外电阻为零(短路)时,因内阻很小,电流很大,会烧坏电路; 五、半导体: 导电能力在导体和绝缘体之间;半导体的电阻随温升越高而减小; 六、导体的电阻: 随温度的升高而升高,当温度降低到某一值时电阻消失,成为超导; 第十章 磁场 一、磁场: 1、磁场的基本性质: 磁场对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用; 2、磁铁、电流都能能产生磁场; 3、磁极和磁极之间,磁极和电流之间,电流和电流之间都通过磁场发生相互作用; 4、磁场的方向: 磁场中小磁针北极的指向就是该点磁场的方向; 二、磁感线: 在磁场中画一条有向的曲线,在这些曲线中每点的切线方向就是该点的磁场方向; 1、磁感线是人们为了描述磁场而人为假设的线; 2、磁铁的磁感线,在外部从北极到南极,内部从南极到北极;3、磁感线是封闭曲线; 三、安培定则: 1、通电直导线的磁感线: 用右手握住通电导线,让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向; 2、环形电流的磁感线: 让右手弯曲的四指和环形电流方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上磁感线的方向; 3、通电螺旋管的磁场: 用右手握住螺旋管,让弯曲的四指方向和电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向; 四、地磁场: 地球本身产生的磁场;从地磁北极(地理南极)到地磁南极(地理北极); 五、磁感应强度: 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。 1、磁感应强度的大小: 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值,叫磁感应强度。 B=F/IL 2、磁感应强度的方向就是该点磁场的方向(放在该点的小磁针北极的指向) 3、磁感应强度的国际单位: 特斯拉 T, 1T=1N/A。 M 六、安培力: 磁场对电流的作用力; 1、大小: 在匀强磁场中,当通电导线与磁场垂直时,电流所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积。 2、定义式F=BIL(适用于匀强电场、导线很短时) 3、安培力的方向: 左手定则: 伸开左手,使大拇指根其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。 七、磁铁和电流都可产生磁场; 八、磁场对电流有力的作用; 九、电流和电流之间亦有力的作用; (1)同向电流产生引力; (2)异向电流产生斥力; 十、分子电流假说: 所有磁场都是由电流产生的; 十一、磁性材料: 能够被强烈磁化的物质叫磁性材料: (1)软磁材料: 磁化后容易去磁的材料;例: 软铁;硅钢;应用: 制造电磁铁、变压器、 (2)硬磁材料: 磁化后不容易去磁的材料;例: 碳钢、钨钢、制造: 永久磁铁; 十二、磁场对运动电荷的作用力,叫做洛伦兹力 1、洛仑兹力的方向由左手定则判断: 伸开左手让大拇指和其余四指共面且垂直,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指为正电荷运动方向(与负电荷运动方向相反)大拇指所指方向就是洛仑兹力的方向; (1)洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。 (2)洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小 (3)洛伦兹力永远不做功。 2、洛伦兹力的大小 (1)当v平行于B时: F=0 (2)当v垂直于B时: F=qvB
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