2022年高二物理选修-知识点总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结电容 带电粒子在电场中的运动学问要点：1电荷电荷守恒定律点电荷自然界中只存在正、 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 e 16 1019C；带电体电荷量等于元电荷的整数倍（Q=ne）使物体带电也叫起电； 使物体带电的方法有三种： 摩擦起电 接触带电 感应起电；电荷既不能制造, 也不能被毁灭, 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；带电体的外形、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视不计时,

2、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（1）公式 F K Q Q 2 2（真空中静止的两个点电荷）r 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,数学表名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结达 式 为FNK Q Q 2 2r2, 其 中 比 例 常 数 K 叫 静 电 力 常 量 ,K9 09 10；（F:点电荷间的作用力 N, Q1、Q2:两点电荷m2C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

3、力与反作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引）（2）库仑定律的适用条件是1真空, 2点电荷；点电荷是物理中的抱负模型；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,否就不能使用；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： 1始于正电荷（或无穷远）,终止负电荷（或无穷远）；2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形和初速度共同打算；4电场强度

4、点电荷的电场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q ,它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F q 叫做这个位置上的电场强度, 定义式是EF q,E 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 E 的大小,方向是由电场本身打算的, 是客观存在的,与检验电荷无关；与放入检验电荷的正、负,及带电量的多少均无关,不能认为 E 与 F 成正比,也不能认为E 与 q 成反比；名师归纳总结 - - - - -

5、 - -第 2 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结点电荷场强的运算式EKQ 2（ r：源电荷到该位置的距离 （m）,rQ：源电荷的电量 C）EF q与点电荷场强的运算式EKQ 2,前者r要区分场强的定义式适用于任何电场,后者只适用于真空（或空气）中点电荷形成的电 场；5电势能电势等势面电势能由电荷在电场中的相对位置打算的能量叫电势能；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；而常常应 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

6、能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值, 这常是判定电荷电势能如何变化的依据；电场力对电荷做功的运算公式：WqU ,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打算；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q ,如它具有的电势能为,就比值q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样的）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：1等势面上各点的电势相等,在等势面上移动

7、电荷电场力不做 功；2等势面肯定跟电场线垂直,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；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结3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,知道了电势差的肯定值,要比较哪个点的电势高,需依据电 场力对电荷做功的正负判定,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 场强方向到处相

8、同,场强大小到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UEd ,公式中的 d 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 8带电粒子在匀强电场中的运动（1）带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的学问,分析 方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情形,再分析运动状 态和运动过程,然后选用恰当的规律解题；（2）在对带电粒子进行受力分析时,要留意两点：A1 要把握电场力的特点；如电场力的大小和方向不仅跟场强的 大小和方向有关, 仍与带电

9、粒子的电量和电性有关；在匀强电场中,带电粒子所受电场力到处是恒力；在非匀强电场中,同一带电粒子 在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同；A2 是否考虑重力要依据详细情形而定：基本粒子：如电子、质名师归纳总结 子、粒子、离子等除有要说明或明确的示意以外,一般都不考虑第 4 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结重力（但并不忽视质量）；带电颗粒： 如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的示意以外,一般都不能忽视重力；3带电粒子的加速（含偏转过程中速度大小的变化）过程是其他形式的能和功能之间的转化过程；也可以用能量守恒定

10、律；解决这类问题, 可以用动能定理,如选用动能定理, 就要分清哪些力做功？做正功仍是负功？是恒力功仍是变力功？如电场力是变力,就电场力的功必需表达成W abqUab ,仍要确定初态动能和末态动能（或初、末态间的动能增量）如选用能量守恒定律, 就要分清有哪些形式的能在变化？怎样变化（是增加仍是削减）？能量守恒的表达形式有：a 初态和末态的总能量（代数和）相等,即E初E末 ；b 某种形式的能量削减肯定等于其它形式能量的增加,即E减E增EE2 0；c 各种形式的能量的增量的代数和（4）、带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题；假如带电粒子以初速度 v0 垂直于场强方向射入匀强电场,不计 重力,电场力使

11、带电粒子产生加速度,作类平抛运动,分析时,仍 采纳力学中分析平抛运动的方法：把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动 匀速直线运动： vxv0, xvt0 ；另一个是平行于场强方向上的分运动 匀加速运动,vyat aqU,y1qUx ,md2mdv0粒子的偏转角为 tgvyqUx；v 02 mv d经肯定加速电压 （U1）加速后的带电粒子, 垂直于场强方向射入 确 定 的 平 行 板 偏 转 电 场 中 , 粒 子 对 入 射 方 向 的 偏 移y1qU L22 U L,它只跟加在偏转电极上的电压U2 有关；当偏转2mdv2 04dU1电压的大小极性发生变化时,粒子的偏移也随之变化；假如偏转电

12、名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间（T L）,就在粒子穿越电场的过程中,仍v0可当作匀强电场处理；应留意的问题：1、电场强度 E和电势 U 仅仅由场本身打算,与是否在场中放入电荷 检验电荷无关；而电场力 F 和电势能,以及放入什么样的两个量,不仅与电场有关,仍与放入场中的检验电荷有关；所以 E 和 U 属于电场,而 F电 和属于场和场中的电荷；2、一般情形下,带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重 合,运动轨迹上的一点的切线方向表示速度方向,电场线上一点的

13、切线方向反映正电荷的受力方向；物体的受力方向和运动方向是有 区分的；只有在电场线为直线的电场中,且电荷由静止开头或初速度方向和 电场方向一样并只受电场力作用下运动,在这种特别情形下粒子的 运动轨迹才是沿电力线的；如下列图：9电容器 电容（1）两个彼此绝缘,而又相互靠近的导体,就组成了一个电容 器；（2）电容：表示电容器容纳电荷的本事；a 定义式： CQQ ,即电容 C 等于 Q 与 U 的比值,不能理UU解为电容 C 与 Q 成正比,与 U 成反比；一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素打算的,与电容器是否带电及带电多少无关；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页精

14、选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结b 打算因素式：如平行板电容器C4S（不要求应用此式运算）4kd依据 CQQ 和C4S导出CkQkdSUU（3）对于平行板电容器有关的 种情形：Q、E、U、C 的争论时要留意两Ca 保持两板与电源相连,就电容器两极板间的电压U 不变b 充电后断开电源,就带电量Q 不变C 取决于：（4）电容的定义式：CQ（定义式）U（5）C 由电容器本身打算；对平行板电容器来说4S（打算式）Kd（6）电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本 情形：第一种情形： 如电容器充电后再将电源断开,就表示电容器的电 量 Q 为肯定,此时电容器两极

15、的电势差将随电容的变化而变化；其次种情形： 如电容器始终和电源接通, 就表示电容器两极板的 电压 V 为肯定,此时电容器的电量将随电容的变化而变化；10电流 电动势（1）形成电流的条件： 一是要有自由电荷, 二是导体内部存在电场,即导体两端存在电压；（2）电流强度： 通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间名师归纳总结 t 的比值,叫电流强度：Iq t；第 7 页,共 27 页（3）电动势：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本事的物理量；定义式为：W；要留意懂得： 1是由电源本身所打算q的,跟外电路的情形无关； 2的物理意义：电动势在数值上等于电- - - - - - -精选学习资

16、料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结路中通过 1 库仑电量时电源所供应的电能或懂得为在把 1 库仑正电 荷从负极（经电源内部）搬送到正极的过程中,非静电力所做的功；3留意区分电动势和电压的概念； 电动势是描述其他形式的能转化成 电能的物理量,是反映非静电力做功的特性；电压是描述电能转化 为其他形式的能的物理量,是反映电场力做功的特性；11欧姆定律 闭合电路欧姆定律1、欧姆定律：通过导体的电流强度,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,即IU R,要留意：a：公式中的 I、U、R 三个量必需是属于同一段电路的具有瞬时对应关系；b：适用范畴：适用于金属导体和电解质的溶液

17、,不适用于气体；在电动机中,导电的物质虽然也是金属,但由于电动机转动时产生了电磁感应现象,这时通过电动机的电流,也不能简洁地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来打算；2、闭合电路的欧姆定律：（1）意义：描述了包括电源在内的全电路中,电流强度与电动势及电路总电阻之间的关系；（2）公式： IRr；常用表达式仍有：IRIrUU；UIr；3、路端电压 U,内电压 U 随外电阻 R 变化的争论：名师归纳总结 外电阻 R总电流IRr内电压 UIrU路端电压U第 8 页,共 27 页增大减小IR减小增大（断路）OO等于减小减小增大增大O （短路）r（短路电流）O- - - - - - -精选学习资料

18、- - - - - - - - - 高中物理学问点总结闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻打算,对肯定的电源,r 视为不变,因此,I、U、U 的变化总是由外电路的电阻变化引起的；依据 U,r1R画出 UR 图像,能清晰看出路端电压随外电阻变化的情形；仍可将路端电压表达为UIr ,以,r 为参量,画出 UI 图像；这是一条直线,纵坐标上的截距对应于电源电动势,横坐标上的截距为电源短路时的短路电流,直 线 的 斜 率 大 小 等 于 电 源 的 内 电 阻 , 即tgImaxrr；4、在电源负载为纯电阻时,电源的输出功率与外电路电阻的关系是：PIUI2RR22RRr24RrR；由此式可r2以看出：

19、当外电阻等于内电阻,即R = r 时,电源的输出功率最大,最大输出功率为P max2 4,电源输出功率与外电阻的关系可用 PR 图像表示；电源输出功率与电路总电流的关系是：名师归纳总结 PIUIIrI2 I r42r I2r2；明显,当 I2 r时,第 9 页,共 27 页r- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结电源输出功率最大, 且最大输出功率为：P max2 4；PI 图像如下列图；挑选路端电压为自变量, 电源输出功率与路端电压的关系是：2 2U 1 2 1P IU U U U Ur r r 4 r r 22明显,当 U 2时, P

20、max 4；PU 图像如下列图；综上所述,恒定电源输出最大功率的三个等效条件是：（1）外电阻等于内电阻,即 R r ；（2）路端电压等于电源电动势的一半,即U 2；（3）输出电流等于短路电流的一半,即 I I2 m2；除去最大输出功率外,同一个输出功率值对应着两种负载的情形；一种情况是负载电阻大于内电阻,另一种情形是负载电阻小于内电阻；显然,负载电阻小于内电阻时,电路中的能量主要消耗在内电阻上,输出的能量小于内电阻上消耗的能量,电源的电能利用效率低,电源因发热简洁烧坏,实际应用中应当防止；同种电池的串联：n 个相同的电池同向串联时,设每个电池的电动势为nr,内电阻为 r,就串联电池组的总电动势

21、总n ,总内电阻 r总,这样闭合电路欧姆定律可表示为IRnnr12电阻定律名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结导体的电阻反映了导体阻碍 电流的性质,定义式 R U I；在温度不变时,导体的电阻 与其长度成正比,与导体的 长度成正比,与导体的横截 面 S 成反比,跟导体的材料有关,即由导体本身的因素打算,打算 式R L S；公式中 L、S是导体的几何特点量,叫材料的电阻率,反映了材料的导电性能； 按电阻率的大小将材料分成导体和绝缘体；对于金属导体, 它们的电阻率一般都与温度有关,温度上升对电 阻率增

22、大,导体的电阻也随之增大,电阻定律是在温度不变的条件 下总结出的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能使用；将公式 R U I错误地认为 R 与 U 成正比或 R 与 I 成反比；对这一 错误推论,可以从两个方面来分析：第一,电阻是导体的自身结构 特性打算的,与导体两端是否加电压,加多大的电压,导体中是否有电流通过, 有多大电流通过没有直接关系；加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会上升,导体的电阻会有所变化,但 这只是间接影响,而没有直接关系；其次,伏安法测电阻是依据电阻的定义式RU I,用伏特表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流, 从而运算出电阻值, 这是测量电阻

23、的一种方法；13打算导线电阻的因素（试验、探究）电阻的测量：（1）伏安法：伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律RU I,测量电路有安培表内接或外接两种接法,如图甲、乙：两种接法都有系统误差, 测量值与真实值的关系为： 当采纳安培 表内接电路（甲）时,由于安培表内阻的分压作用,电阻的测量值名师归纳总结 - - - - - - -R 内UUxIUAR xRARx；当采纳安培表外接电路（乙）时,I由 于 伏 特 表 的 内 阻 有 分 流 作 用 , 电 阻 的 测 量 值第 11 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结R 外UUUUR R VR x,

24、可以看出：当 R xRA和 R VR x时,IRxR VRxR V电阻的测量值认为是真实值,即系统误差可以忽视不计；所以为了确定试验电路,一般有两种方法：一是比值法,如RxR V时,通常RAR x认为待测电阻的阻值较大,安培表的分压作用可忽视,应采纳安培表内接电路；如 R x R V 时,通常认为待测电阻的阻值较小,伏特表 R A R x的分流作用可忽视, 应采纳安培表外接电路； 如R 0 R V 时,两种电 R A R 0路可任意挑选,这种情形下的电阻 R0 叫临界电阻, R 0 RR A V,待测电阻 Rx 和 R0比较：如 Rx R0时,就待测电阻阻值较大； 如 Rx Q,应当是 W =

25、 E其他 + Q,电功只能用 W = UIt ,电热只能用 Q = I 2Rt 运算；17简洁的规律电路 与门、或门、非门三种基本规律电路：符号：真值表：18磁场磁感应强度磁感线磁通量（1）、磁场 磁场是存在于磁体、 电流和运动电荷四周空间的一种特别外形的 物质；（1）磁场的基本特性 磁场对处于其中的磁体、电流和运动 电荷有磁场力的作用；（2）磁现象的电本质 磁体、电流和运动电荷的磁场都产生名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结于电荷的运动,并通过磁场而相互作用；（3）最早揭示磁现象的电本质的假说和

26、试验安培分子环流假说和罗兰试验；（2）、磁感应强度为了定量描述磁场的大小和方向,引入磁感应强度的概念, 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到磁场力 F 跟电流强度 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,叫通电导线所在处的磁感应强度；用公式表示是BF IL磁感应强度是矢量；它的方向就是小磁针 力的方向；N 极在该点所受磁场公式是定义式,磁场中某点的磁感应强度与产生磁场的磁极或电 流有关,和该点在磁场中的位置有关；与该点是否存在通电导线无 关；（3）、磁感线 磁感线是为了形象描画磁场中各点磁感应强度情形而假想出来 的曲线,在磁场中画出一组有方向的曲线；在这些曲线上每一点的 切线方向,都和该点

27、的磁场方向相同,这组曲线就叫磁感线；磁感 线的特点是：名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结磁感线上每点的切线方向,都表示该点磁感应强度的方向；磁感线密的地方磁场强,疏的地方磁场弱；在磁体外部,磁感线由N 极到 S 极,在磁体内部磁感线从S 极到 N 极,形成闭合曲线；磁感线不能相交；对于条形、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感 线画法必需把握；（4）、磁通量（和磁通密度（ B）1磁通量（）穿过某一面积（ S）的磁感线的条数；2磁通密度 垂直穿过单位面积的磁感线条数,也即磁感应强 度的大

28、小；3与 B 的关系BS= BScos 式中 Scos 为面积 S在中性面上投影的大小；4公式 = BScos 及其应用磁通量的定义式= BScos ,是一个重要的公式； 它不仅定义了的物理意义,而且仍说明转变磁通量有三种基本方法,即转变 B、S或 ；在使用此公式时,应留意以下几点：（1）公式的适用条件 匀强磁场中的磁通量；一般只适用于运算平面在（2） 角的物理意义 表示平面法线（ n）方向与 磁场（B）的夹角或平面（ S）与磁场中性面（ OO ）的夹名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结角（图 1

29、）,而不是平面（ S）与磁场（ B）的夹角（）；由于 + = 90 ,所以磁通量公式仍可表示为 = BSsin（3）是双向标量,其正负表示与规定的正方向（如平面法线的方向）是相同仍是相反,当磁感线沿相反向穿过同一平面时,磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数= 12 磁通量的代数和,即19通电直导线和通电线圈四周磁场的方向 用安培定就判定 通电直导线四周： 右手握住导线, 让伸直的拇指所指的方向与电 流方向一样,弯曲的四指所指的方向就是磁感线围绕的方向；通电线圈四周磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一样,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向20安培力 安培力的方向 磁场对电流的作

30、用力,叫做安培力；安培力的方向用左手定就判定：伸开左手,使拇指与其余四个 手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向；21匀强磁场中的安培力名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学问点总结如下列图,一根长为L 的直导线,处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且与 B 的夹角为；当通以电流 I 时,安培力的大小可以表示为 F = BIl sin 式中 F 的单位为牛顿（ N）,I 的单位为安培（ A）,B 的单位为特斯拉

31、（ T）,L 的单位为米（ m）夹角为 B 与 I（或 l）的当 =90o时,即电流与磁场垂直时,安培力最大,为 F=BIL ；当 =0o时,即电流与磁场平行时,安培力最小,为 F=0；应用安培力公式应留意的问题第一、安培力的方向,总是垂直B、I 所打算的平面,即肯定垂直 B 和 I,但 B 与 I 不肯定垂直（图 3）；其次、弯曲导线的有效长度 图 4 所示）相应的电流方向,沿L,等于两端点连接直线的长度（如 L 由始端流向末端；所以,任何外形的闭合平面线圈, 通电后在匀强磁场受到的安培 力的矢量和肯定为零,由于有效长度 L = 0；公式的适用条件 一般只运用于匀强磁场；名师归纳总结 22洛仑兹力洛仑兹力的方向第 21 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -