电荷相互作用研究论文

一.能量、机械能1.能量：①定义：一个物体能够做功，这个物体就具有能量。 ②提示：第一，一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量越大。第二，物体能够做功，是指有做功的本领，可以是正在做功，也可以是不在做功。第三，能量包括机械能、内能、电能等各种形式的能量。能量的单位都是焦耳。2.动能：①定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 ②提示：物体的质量和速度决定其动能的大小，运动物体的质量越大，速度越大，动能就越大。一切运动的物体都具有动能。3.势能：重力势能：①定义：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。 ②提示：物体的质量和高度决定其重力势能的大小，物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。 弹性势能：①定义：：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 ②提示：物体的弹性势能跟物体的弹性形变的大小有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。4.机械能：①定义：动能和势能统称为机械能。 ②提示：物体的动能和势能的和等于它的机械能，动能和势能可以相互转化，如果能量只在动能和势能之间相互转化，则机械能的总量保持不变，自然界可供人类利用的机械能源有水能和风能。二.分子运动论 内能及内能的利用1.分子运动论：①内容：物质是由分子组成的，一切物体的分子都在不停地做无规则的运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力。 ②提示：第一，分子是很微小的，分子直径以10－10米来量度。物体的分子可以互相进入对方，表明分子间有间隙。第二，不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体和固体的分子扩散现象表明了：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。第三，分子间的引力和斥力是同时存在的。紧压在一起的两块铅块不易拉开，表明分子间有相互作用的引力。液体和固体不易压缩，表明分子之间有斥力。2.内能：①定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。 ②提示：一切物体都有内能。物体的内能跟物体的温度有关，温度升高，物体内部分子的无规则运动加剧，它的内能增加。反之它的内能减小，物体内能还和分子间的相互作用情况有关。改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，外界对物体做功，物体的内能增加（常见的有克服摩擦做功和压缩气体做功）；物体对外界做，本身的内能会减小（如气体膨胀做功）。热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体。温度高的物体放热，温度降低，内能减小，低温物体吸热，温度升高，内能增加。内能的利用有两种：利用内能来加热和利用内能来做功。3.热量、比热、燃烧值：①定义：在热传递过程中传递能量的多少叫热量。单位：焦耳；单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。单位：焦/(千克·℃)；1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值。单位：焦/千克。 ②提示：热量表示在热传递过程中，物体的能量转移了多少，它与物理过程( 升、降温等)相联系，不能说物体具有多少热量；比热是物质的一种特性，每种物质有一定的比热，不同的物质比热不同，物质的比热跟物质的质量、体积、温度等因素无关；某种燃料的燃烧值跟这种燃料的质量多少无关。4.热量公式：Q吸=cm(t－t0)或Q吸=cm△t；Q放=cm(t－t0)或Q放=cm△t；Q燃=qm。5.能量守恒定律：①内容：能量既不会消失，也不会创出，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 ②提示：能量守恒定律，是自然界最普遍，最重要的基本定律之一，任何一种形式的能量在转化和转移过程中，都遵守能量守恒定律，是人们认识和利用自然有力的武器。三.电路：1.两种电荷：①两种电荷规定：人们把绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷；把毛皮摩擦过的电荷叫做负电荷。②电荷间的相互作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。③提示：检验物体是否带电可以利用带电体的性质(吸引轻小物体)，电荷间的相互作用(同电相斥)及验电器。用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，摩擦起电并不是创造了电，只是电荷发生了转移。2.导体和绝缘体：①定义：容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。 ②提示：导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷。金属靠自由电子导电，酸、碱、盐水溶液靠正、负离子导电。绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有自由电荷。常见的导体有金属、大地、人体、碳(石墨)以及酸、碱、盐的水溶液等。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等。3.电流：①电流定义：电荷的定向移动形成电流。②电流的方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向。③持续电流存在的条件：有电源和闭合电路(通路)。④电源：把其它形式能转化为电能的装置。⑤提示：电流的方向除了规定以外，还要知道金属导体中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反及在电源外部，电流方向是从电源的正极流向负极。常见的电源有干电池、蓄电池等化学电池及发电机。电源的作用是在电源内部不断使正级聚集正电荷，负极聚集负电荷以持续对外供电，绝对不允许用导线直接把电源两极连接起来，否则会因电流过大而损坏电源。4.电路：①电路的组成：把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径。②电路的基本连接方法：串联电路和并联电路。③电路状态分为通路、开路和短路。④提示：第一，要求会画各种电路元件规定的符号。画电路图的基本要求：导线是直线，弯折处一般成直角；各元件连接紧密，分布合理，无断离；导线交叉连接处要注意打上黑圆点。第二，按照电路图连接实物图时要求：把导线的两端接在相应的元件的接线柱上，避免导线交叉；认真检查，电路图和实物图表示电路的连接情况要一致，连实物时，可采用“先干路后支路法”或“先通一路后补充法”均可。四.电流强度 电压 电阻1.电流强度：①定义：1秒钟内通过导体横截面的电量。②单位：安培。1A=1C/s。其它单位有毫安和微安。③大小：。④测量仪器：电流表。实验室里常用的电流表有两个量程：3A和0.6A，最小刻度分别是0.1A和0.02A。用电流表测电流时，要把电流表串联在被测电路中，必须使电流从“+”接线柱流入，从“－”接线柱线出。被测电流不要超过电流表的量程。绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。⑤实验及结论：串联电路中I=I1=I2；并联电路中，I=I1+I2。2.电压：①定义：电压使电路中形成了电流。②单位：伏特。其它单位有千伏、毫伏和微伏。③常见电压值：1节干电池电压1.5伏，家庭电路电压220伏，安全电压为不高于36伏。④测量仪器：电压表。实验室里常用的电压表有两个量程：15伏和3伏。它们的最小刻度分别是0.5伏和0.1伏。使用电压表时必须把电压表并联在被测电路两端，必须使电流从“+”接线柱流入，从“－”接线柱流出。被测电压不要超过电压表量程，电压表可以直接接到电源的两极上，测出电源的电压值。⑤实验及结论：串联电路中U=U1+U2，并联电路中U=U1=U2。3.电阻：①定义：导体对电流的阻碍作用。②单位：欧姆。1Ω=1V/1A。其它单位有千欧和兆欧。③大小：电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的长度、横截面积和材料，电阻的大小和温度有关。④电阻的测量：伏——安法测电阻。⑤滑动变阻器的原理是利用改变电阻线在电路中的长度来改变电阻，从而改变电流。使用滑动变阻器时要注意阻值范围及最大电流两个重要参数。使用前应将滑片调到电阻最大的位置。有四个接线柱的滑动变阻器，在金属棒的两端和电阻线圈两端各选取一个接线柱接在电路中，才能起到改变电路电阻大小的作用。五.欧姆定律：1.电流与电压、电阻关系的实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。2.欧姆定律：①文字叙述：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。②公式：。使用公式时注意公式中的I、U、R必须是同一导体(或同一电路)和同一时间的电流、电压、电阻。3.串联是路的规律：①I=I1=I2，②U=U1+U2③R=R1+R2，④几个R串联时R串=nR，⑤串联分压分式。4.并联是路的规律：①I=I1+I2，②U=U1+U2，③，④n个R并联⑤两个电阻R1、R2并联：，⑥并联分流公式：。5.利用欧姆定律可转化为，并由此做为测定电阻的方法。六.电动和电功率：1.电功：①定义：电流通过用电器所做的功。②单位：J和kWh，1kWh=3.6×106J.③计算式：。前二式为普遍适用公式，后二式适用于纯电阻电路。④测量：电能表。电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用户用电的度数。2.电功率：①定义：电流在单位时内所做的功。电功率表示电流做功快慢。②单位：W和KW。1KW=1000W。③公式：。前二式为普遍适用公式，后二式适用于纯电阻电路。④测量：用V—A法可测定用电器的电功率，P=UI。⑤额定功率：用电器铭牌上标出的功率值，是用电器在额定电压下的电功率值。⑥实际功率：用电器在实际电压下的功率值。一个用电器的额定功率只有一个，而实际功率有无数个。3.焦耳定律：①文字叙述，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。②公式：焦耳定律数学表达式：Q=I2Rt，导出公式有Q=UIt和。③注意问题：电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，这时有Q=W。电热器和白炽电灯属于上述情况。④电热器利用电流的热效应来加热的设备。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。【解题点要】例1.人造卫星沿椭圆轨道运行的过程中，发生动能和势能的相互转化，下面说法正确的是（ ） A.卫星从近地点向远地点运动时，动能增大，势能减小。 B.卫星从远地点向近地点运动时，动能增大，势能减小。 C.卫星从远地点向近地点运动时，动能增大，势能增大。 D.卫星从远地点向近地点运动时，动能减小，势能减小。 解析：人造卫星沿椭圆轨道运行过程中，没有受到阻力，各位置的机械能总量保持不变。卫星运行到近地点时，离地面的高度最小，势能最小，动能最大；卫星运行到远地点时，离地面的高度最大，势能最大，则动能最小。也就是说卫星的势能增大时，动能必定减小。或势能减小，动能必定增大。正确答案选B。例2.下列关于内能的说法中，正确的是（ ） A.两杯水中，温度高的杯中水的内能一定大 B.物体的比热越大，内能也越大 C.0℃的物体内能为零 D.做功和热传递都可以改变物体的内能解析：根据内能的有关概念，内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能，C项错误。同一物体的温度越高，它的内能就越大。在A项中两杯水的多少没有明确给出，就无法比较哪杯水的内能大小。物体的内能跟比热没有关系，改变物体的内能的方法有做功和热传递。答案应选D项。例3.如图1所示“用电流表测电流”的实验中，当开关S闭合时，灯L1、L2均不亮，某同学用一根导线去查找电路的故障，他将导线先并接在灯L1两端时，发现灯L2亮，灯L1不亮，然后并接在灯L2两端时，发现两灯均不亮，由此可判断：（ ）A.灯L1断路 B.灯L2断路C.灯L1短路 D.灯L2短路 解析：电路的故障归纳起来一般有断路和短路两种情况，当电路断路时，电路无电流通过，串联在电路中的电流表无读数，用电器不工作（如电灯不亮，电铃不响），但电压表可能会有读数。发生短路或局部短路时，电流直接从导线或开关通过，不经过用电器。本题某同学有一根导线去查找电路的故障，把导线并接于灯L1两端时，发现灯L2亮，灯L1不亮，说灯L2不断路也不短路，故障出在灯L1，灯L1是断路还是短路呢？当导线并接于灯L2两端时，发现两灯均不亮；假若灯L1是短路，则题目一开始给出的开关S闭合时，灯L2就该亮了，由此可以判断电路的故障是L1断路。答案应选A项。例4.图2所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合后，若滑动变阻器的滑片P向A端移动，则（ ） A.电压表的示数和电流表的示数都增大 B.电压表的示数和电流表的示数都减小 C.电流表的示数减小，电压表的示数增大 D.电流表的示数增大，电压表的示数减小 解析：图中的电阻R和滑动变阻器R¢是串联在电路中，电流表是测量电路中的电流，电压表是测量滑动变阻器R¢两端的电压，不要误认为是测量R两端的电压，也不是测量电源电压。电路中的电流和电压之所以会发生变化，是滑动变阻器的滑片移动引起，一般从电源——滑片开始分析：滑片向A端移动时，滑动变阻器R¢接入电路的电阻变小，电路的总电阻R总=R+R¢变小，欧姆定律，电源电压U不变，R总变小，电路中的电流变大，即电流表的示数增大。UR=IR，I增大，R不变，电阻R两端的电压UR增大，根据串联电路的特点，滑动变阻器两端的电压U¢=U－UR，得知U¢减小，即电压表的示数减小。答案选D。例5.如图3所示电路中，灯L1的电阻R1是灯L2电阻的（不考虑灯丝电阻随温度的变化），电源电压为10伏并保持不变，S1、S2为开关，闭合S1，断开S2时，灯L1正常发光，电阻R3消耗的电功率为2瓦，电压表示数为U1；当闭合S2，断开S1时，电阻R4消耗的电功率为瓦，电压表示数为U1。求：(1)灯L1的额定功率。(2)电阻R4的阻值。 解：当闭合S1，断开S2时，R1与R3串联，。当闭合S2，断开S1时，R1、R2、R4串联，I¢因而 I1∶I¢=2∶1，I3∶I4=2∶1，所以两次串联的电流之比I∶I¢=2∶1，即 ①又当闭合S1，断开S2时，电阻R3消耗功率为2瓦，即I2R3=2W。当闭合S2，断开S1时，电阻R4消耗功率为瓦，即I¢2R4=W。，即= ②由题目中，将其代入①中，得到，即2R3=R1+R4将②式代入得又因W=3WV=4V【同步练习】1.质量是0.5千克的铝壶里装了2千克的水，初温度为20℃，如果它们吸收了265.2×103焦耳的热量，温度升高到多少摄氏度[铝的比热为0.88×103焦/(千克·℃)]？2.甲、乙两物体的质量和温度都相同，把甲放入一杯热水中，搅拌后，当甲与水温相等时测得水温降低了了7℃，将甲取出，把乙放进去，搅拌后当乙与水温相等时测得水的温度也降低了7℃，(水的质量和热量损失不计)由此可知（ ） A.甲物体的比热大 B.乙物体比热大 C.甲、乙两物体比热一样大 D.条件不足无法判断3.甲、乙、丙、丁都是带电体，已知甲吸引乙，甲排斥丙，丙吸引丁，则甲、乙和丁的相互作用是（ ） A.甲吸引丁，乙排斥丁 B.甲排斥丁，乙吸引丁 C.甲、乙都吸引丁 D.甲、乙都排斥丁4.两个电阻R1=20欧，R2=30欧，串联后接入6伏电路中，它们消耗的电功率之比P1∶P2= ；它们并联后接入6伏电路中，它们消耗的电功率之比P1¢∶P2¢= ；串联时消耗的总功率与并联时消耗的总功率之比P串∶P并= 。5.两个定值电阻R1和R2(R1＞R2)串联后接入一个电压为U的电源上，R1和R2消耗的功率分别为P1和P2；并联后仍接入在这个电源上，R1和R2消耗的功率分别为P1¢和P2¢（电源电压不变），那么（ ） A.P1＞P2 P1¢＞P2¢ B.P1＜P2 P1¢＞P2¢ C.P1¢＜P1 P2¢＜P2 D.P1¢＞P1 P2¢＞P26.如图4所示，电源电压保持不变，S闭合时灯L的功率为100瓦，S断开时，电阻R的功率为9瓦，且RL＞R。求：(1)S断开或S闭合时，通过灯L的电流强度之比。(2)S断开时灯L的实际功率。【同步练习答案】1.50℃ 2.B 3.A 4. 3∶2；2∶3；6∶25 5.D 6. 9∶10； 81W

电磁，物理概念之一，是物质所表现的电性和磁性的统称。如电磁感应、电磁波等等。电磁是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动，形成磁场，因此所有的电磁现象都离不开磁场。电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象，及其规律和应用的物理学分支学科。麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。电磁是能量的反应是物质所表现的电性和磁性的统称，如电磁感应、电磁波、电磁场等等。所有的电磁现象都离不开磁场；而磁场是由运动电荷产生的。运动电荷可以产生波动。其波动机理为：运动电荷e运动时，必然受到其毗邻e地阻碍，表现为运动电荷带动其毗邻1向上运动，即毗邻随同运动电荷e一起向上运动；当毗邻1向上运动时，必然受到其自身毗邻1地阻碍，表现为毗邻1带动其自身毗邻向上运动，即毗邻2随同毗邻1一起向上运动。这样以此向前传播，形成波动。显然，真空中这种波动的传播速度为光速。