安培力的研究论文
安培力的研究论文
安培
【电流的国际单位】
安培是电流的国际单位,简称为安,符号为A,定义为:在真空中相距为1米的两根无限长平行直导线,通以相等的恒定电流,当每根导线上所受作用力为2×10-7N时,各导线上的电流为1安培。
比安培小的电流可以用毫安、微安等单位表示。
1安 = 1000毫安
1毫安 = 1000微安
在电池上常见的单位为 mAH (毫安•小时),例如500mAH 代表这颗电池能够提供 500mA×1hr = 1800库仑的电子,亦即提供一耗电量为 500mA 的电器使用一小时的电量。
【安培定则】
安培定则表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)直线电流的安培定则 用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
(2)环形电流的安培定则 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成许多小段直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
【安培滴定法】
利用电解池中电流的变化指示滴定终点的电滴定分析方法。分为一个极化电极的安培滴定法和两个极化电极的安培滴定法。用滴汞电极为极化电极的一个极化电极的安培滴定法称为极谱滴定法。两个极化电极的安培滴定法称为死停终点法或双安培滴定法。
【安培力(Ampere's force)】
磁场对电流的作用力。电流元Idl在外磁场B中受到的作用力为df=Idl×B安培力的方向由 dl 和 B按右手螺旋定则确定,安培力的大小为df=BIdlsina ,其中a是dl和B之间的夹角。磁场对任意载流导线的作用力是各电流元受力的矢量和。安培力公式是关于电流元之间相互作用力的安培定律的一部分。安培力是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现。
1、磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱。
2、决定安培力大小的因素有哪些?
(1)与电流的大小有关
垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小。
(2)与通电导线在磁场中的长度有关
垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小。
(3)与导线在磁场中的放置方向有关
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于0°和最大值之间.
3、磁感应强度
用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值,有B=F/IL .B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变。表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强。放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值B=F/IL 来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度。
定义:磁感应强度 B=F/IL
单位:特斯拉,符号为T
1T=1N/A.m
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布。
在非匀强磁场中,用B=F/IL 量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀强磁扬中。
4、安培力的大小和方向
根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:B=F/IL
【安培环路定律】
安培环路定律:磁感应场强度矢量沿任意闭合路径一周的线积分等于真空磁导率乘以穿过闭合路径所包围面积的电流代数和。
∮L B*dl =μ0*∑I (L为下标,B 与 dl 为矢量)
电流和回路绕行方向构成右手螺旋关系的取正值,否则取负值
【安培奖】
巴黎科学院授奖。法国电气公司于 1975年为纪念物理家安培(1775-1836)诞生200周年而设立,每年授奖一次,奖励一位或几位在纯粹数学、应用数学或物理学领域中研究成果突出的法国科学家。
【安培的简介】
安德烈·玛丽·安培(André-Marie Ampère,1775年—1836年),法国物理学家,在电磁作用方面的研究成就卓著,对数学和化学也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。
1775 年1月22日生于里昂一个富商家庭,1836 年6月10日卒于马赛。1802 年他在布尔让-布雷斯中央学校任物理学和化学教授 ;1808年被任命为法国帝国大学总学监,此后一直担任此职 ;1814 年被选为帝国学院数学部成员;1819年主持巴黎大学哲学讲座;1824年担任法兰西学院实验物理学教授。
安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究 。1820年7月 ,H.C.奥斯特发表关于电流磁效应的论文后,安培报告了他的实验结果 :通电的线圈与磁铁相似 ;9月25日,他报告了两根载流导线存在相互影响,相同方向的平行电流彼此相吸,相反方向的平行电流彼此相斥;对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。通过一系列经典的和简单的实验,他认识到磁是由运动的电产生的。他用这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。他提出分子电流假说:电流从分子的一端流出,通过分子周围空间由另一端注入;非磁化的分子的电流呈均匀对称分布,对外不显示磁性;当受外界磁体或电流影响时,对称性受到破坏,显示出宏观磁性,这时分子就被磁化了。在科学高度发展的今天,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为认识物质磁性的重要依据。为了进一步说明电流之间的相互作用,1821~1825年,安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并根据这四个实验导出两个电流元之间的相互作用力公式。1827年,安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中 ,这是电磁学史上一部重要的经典论著,对以后电磁学的发展起了深远的影响。为了纪念安培在电学上的杰出贡献,电流的单位安培是以他的姓氏命名的。
他曾研究过概率论和积分偏微分方程,显示出他在数学方面奇特的才能。他还做过化学研究,几乎与H.戴维同时认识到元素氯和碘 ;比 A.阿伏伽德罗晚3年导出阿伏伽德罗定律。
【英文简述】
André-Marie Ampère (January 20, 1775 – June 10, 1836), was a French physicist who is generally credited as one of the main discoverers of electromagnetism. The SI unit of measurement of electric current, the ampere, is named after him.
Contributions to physics and further studies
Jean Baptiste Joseph Delambre's recommendation obtained for him the Lyon appointment, and afterwards (1804) a subordinate position in the polytechnic school at Paris, where he was appointed professor of mathematics in 1809. Here he continued to pursue his scientific research and his diverse studies with unabated diligence. He was admitted as a member of the Institute in 1814.
Ampère's fame mainly rests on the service that he rendered to science in establishing the relations between electricity and magnetism, and in developing the science of electromagnetism, or, as he called it, electrodynamics. On September 11, 1820 he heard of H. C. Ørsted's discovery that a magnetic needle is acted on by a voltaic current. Only a week later, on September 18, he presented a paper to the Academy containing a far more complete exposition of that and kindred phenomena.
【安培的生平】
安培小时候记忆力极强,数学才能出众。他父亲受卢梭(1712-1778)的教育思想的影响很深,决定让安培自学,经常带他到图书馆看书。安培自学了《科学史》、《百科全书》等著作。他对数学最着迷,13岁就发表第一篇数学论文,论述了螺旋线。1799年安培在里昂的一所中学教数学。1802年二月安培离开里昂去布尔格学院讲授物理学和化学,四月他发表一篇论述赌博的数学理论,显露出极好的数学根底,引起了社会上的注意。后来应聘在拿破仑创建的法国公学任职。1808年安培任法国帝国大学总学监,1809年任巴黎工业大学数学教授。1814年当选为法国科学院院士。1824年任法兰西学院实验物理学教授。1827年当选为英国伦敦皇家学会会员。他还是柏林、斯德哥尔摩等科学院的院士。
安培在物理学方面的主要贡献是对电磁学中的基本原理有重要发现,如安培定律、安培定则和分子屯流等。1820年七月二十一日丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。法国物理学界长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条,这个重大发现使他们受到极大的震动,以阿拉果(1786-1853),安培等为代表的法国物理学家迅速作出反应。八月末阿拉果在瑞士听到奥斯特成功的消息,立即赶回法国,九月十一日就向法国科学院报告了奥斯特的实验细节.安搪听了报告之后,第二天就重复了奥斯特的实验,并于九月十八月向法国科学院报告了第一篇论文,提出了磁针转动方、向和电流方向的关系服从右手定则,以后这个定则被命名为安培定则。九月二十五日安培向科学院报告了第二篇论文,提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引,电流方向相反的两皋平行载流导线互相排斥。十月九日报告了第三篇论文,阐述丁各种形状的曲线载流导线之间的相互作用。后来,安培又做了许多实验,并运用高度的数学技巧于1826年总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这个定律称为安培定律。十二月四日安培向科学院报告了这个成果。安培并不满足于这些实验研究的成果。1821年一月,他提出了著名的分子电流的假设,认为每个分子的圆电流形成十个小磁体,这是形成物体宏观磁性的原因。安培还对比了静力学和动力学的名称,第一个把研究动电的理论称为“电动力学’,并于‘1822年出版了《电动力学的观察汇编》,1827年出版了螟电动力学理论》。此外,安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。
安培的研究还涉及哲学、化学等领域,甚至还研究过植物分类学上的复杂问题。
1836年,安培以大学学监的身份外出巡视工作,不幸途中染上急性肺炎,医治无效,于六月十日在马赛去世,终年61岁。后人为了纪念安培,用他的名字来命名电流强度的单位,简称“安”。
【科学成就】
安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究。
①发现了安培定则
奥斯特发现电流磁效应的实验,引起了安培注意,使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动,他全部精力集中研究,两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。
②发现电流的相互作用规律
接着他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引,电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。
③发明了电流计
安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。
④提出分子电流假说
他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在,每个磁分子成为小磁体,两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实,它带有相当大的臆测成分;在今天已经了解到物质由分子组成,而分子由原子组成,原子中有绕核运动的电子,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为认识物质磁性的重要依据。
⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律
安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力学”,1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献,电流的单位“安培”以他的姓氏命名。
他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程;他几乎与H戴维同时认识元素氯和碘,导出过阿伏伽德罗定律,论证过恒温下体积和压强之间的关系,还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。
【趣闻轶事】
1.怀表变卵石
安培思考科学问题专心致志,据说有一次,安培正慢慢地向他任教的学校走去,边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候,他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿,又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后,他走进教室,习惯地掏怀表看时间,拿出来的却是一块鹅卵石。原来,怀表已被扔进了塞纳河。
2.马车车厢做“黑板”
还有一次,安培在街上行走,走着走着,想出了一个电学问题的算式,正为没有地方运算而发愁。突然,他见到面前有一块“黑板”,就拿出随身携带的粉笔,在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了,他也跟着走,边走边写;马车越来越快,他就跑了起来,一心一意要完成他的推导,直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动,使街上的人笑得前仰后合。
3.“电学中的牛顿”
安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一,还把安培誉为“电学中的牛顿”。
安培还是发展测电技术的第一人,他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器,以后经过改进称电流计。
安培在他的一生中,只有很短的时期从事物理工作,可是他却能以独特的、透彻的分析,论述带电导线的磁效应,因此我们称他是电动力学的先创者,他是当之无愧的。
【电流的国际单位】
安培是电流的国际单位,简称为安,符号为A,定义为:在真空中相距为1米的两根无限长平行直导线,通以相等的恒定电流,当每根导线上所受作用力为2×10-7N时,各导线上的电流为1安培。
比安培小的电流可以用毫安、微安等单位表示。
1安 = 1000毫安
1毫安 = 1000微安
在电池上常见的单位为 mAH (毫安•小时),例如500mAH 代表这颗电池能够提供 500mA×1hr = 1800库仑的电子,亦即提供一耗电量为 500mA 的电器使用一小时的电量。
【安培定则】
安培定则表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)直线电流的安培定则 用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
(2)环形电流的安培定则 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成许多小段直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
【安培滴定法】
利用电解池中电流的变化指示滴定终点的电滴定分析方法。分为一个极化电极的安培滴定法和两个极化电极的安培滴定法。用滴汞电极为极化电极的一个极化电极的安培滴定法称为极谱滴定法。两个极化电极的安培滴定法称为死停终点法或双安培滴定法。
【安培力(Ampere's force)】
磁场对电流的作用力。电流元Idl在外磁场B中受到的作用力为df=Idl×B安培力的方向由 dl 和 B按右手螺旋定则确定,安培力的大小为df=BIdlsina ,其中a是dl和B之间的夹角。磁场对任意载流导线的作用力是各电流元受力的矢量和。安培力公式是关于电流元之间相互作用力的安培定律的一部分。安培力是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现。
1、磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱。
2、决定安培力大小的因素有哪些?
(1)与电流的大小有关
垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小。
(2)与通电导线在磁场中的长度有关
垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小。
(3)与导线在磁场中的放置方向有关
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于0°和最大值之间.
3、磁感应强度
用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值,有B=F/IL .B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变。表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强。放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值B=F/IL 来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度。
定义:磁感应强度 B=F/IL
单位:特斯拉,符号为T
1T=1N/A.m
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布。
在非匀强磁场中,用B=F/IL 量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀强磁扬中。
4、安培力的大小和方向
根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:B=F/IL
【安培环路定律】
安培环路定律:磁感应场强度矢量沿任意闭合路径一周的线积分等于真空磁导率乘以穿过闭合路径所包围面积的电流代数和。
∮L B*dl =μ0*∑I (L为下标,B 与 dl 为矢量)
电流和回路绕行方向构成右手螺旋关系的取正值,否则取负值
【安培奖】
巴黎科学院授奖。法国电气公司于 1975年为纪念物理家安培(1775-1836)诞生200周年而设立,每年授奖一次,奖励一位或几位在纯粹数学、应用数学或物理学领域中研究成果突出的法国科学家。
洛仑兹力和安培力做功吗?
电子受的洛仑兹力有两个分量
一是使电子延导线运动 ,即感应电流的起因 做正功
二是使整个导体受安培力 做负功
两者相抵消 表现为不做功
怎样解决圆周运动学的论文
一、力学
1、 胡克定律: F = kx (x为伸长量或压缩量;k为劲度系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关)
2、 重力: G = mg (g随离地面高度、纬度、地质结构而变化;重力约等于地面上物体受到的地球引力)
3 、求F 、 的合力:利用平行四边形定则。
注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2) 两个力的合力范围: ú F1-F2 ú £ F£ F1 + F2
(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、两个平衡条件:
(1) 共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。
F合=0 或 : Fx合=0 Fy合=0
推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。
[2]三个共点力作用于物体而平衡,其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反向
(2* )有固定转动轴物体的平衡条件:力矩代数和为零。(只要求了解)
力矩:M=FL (L为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离)
5、摩擦力的公式:
(1) 滑动摩擦力: f= m FN
说明 : ① FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
② m为滑动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。
(2) 静摩擦力:其大小与其他力有关, 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比。
大小范围: O£ f静£ fm (fm为最大静摩擦力,与正压力有关)
说明:
a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
b、摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、 浮力: F= rgV (注意单位)
7、 万有引力: F=G
(1) 适用条件:两质点间的引力(或可以看作质点,如两个均匀球体)。
(2) G为万有引力恒量,由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。
(3) 在天体上的应用:(M——天体质量 ,m-卫星质量, R——天体半径 ,g——天体表面重力加速度,h-卫星到天体表面的高度)
a 、万有引力=向心力
G
b、在地球表面附近,重力=万有引力
mg = G g = G
c、 第一宇宙速度
mg = m V=
8、 库仑力:F=K (适用条件:真空中,两点电荷之间的作用力)
9、 电场力:F=Eq (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反)
10、磁场力:
(1) 洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力。
公式:f=qVB (B^V) 方向——左手定则
(2) 安培力 : 磁场对电流的作用力。
公式:F= BIL (B^I) 方向——左手定则
11、牛顿第二定律: F合 = ma 或者 ?Fx = m ax ?Fy = m ay
适用范围:宏观、低速物体
理解:(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性
(4) 同体性 (5)同系性 (6)同单位制
12、匀变速直线运动:
基本规律: Vt = V0 + a t S = vo t + a t2
几个重要推论:
(1) Vt2 - V02 = 2as (匀加速直线运动:a为正值 匀减速直线运动:a为正值)
(2) A B段中间时刻的瞬时速度:
Vt/ 2 = = (3) AB段位移中点的即时速度:
Vs/2 =
匀速:Vt/2 =Vs/2 ; 匀加速或匀减速直线运动:Vt/2 <Vs/2
(4) 初速为零的匀加速直线运动,在1s 、2s、3s……ns内的位移之比为12:22:32……n2; 在第1s 内、第 2s内、第3s内……第ns内的位移之比为1:3:5…… (2n-1); 在第1米内、第2米内、第3米内……第n米内的时间之比为1: : ……(
(5) 初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数:Ds = aT2 (a——匀变速直线运动的加速度 T——每个时间间隔的时间)
13、 竖直上抛运动: 上升过程是匀减速直线运动,下落过程是匀加速直线运动。全过程是初速度为VO、加速度为-g的匀减速直线运动。
(1) 上升最大高度: H =
(2) 上升的时间: t=
(3) 上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向
(4) 上升、下落经过同一段位移的时间相等。 从抛出到落回原位置的时间:t =
(5)适用全过程的公式: S = Vo t —— g t2 Vt = Vo-g t
Vt2 -Vo2 = - 2 gS ( S、Vt的正、负号的理解)
14、匀速圆周运动公式
线速度: V= Rw =2 f R=
角速度:w=
向心加速度:a = 2 f2 R
向心力: F= ma = m 2 R= m m4 n2 R
注意:(1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆心。
(2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
(3) 氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供
15、平抛运动公式:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动
水平分运动: 水平位移: x= vo t 水平分速度:vx = vo
竖直分运动: 竖直位移: y = g t2 竖直分速度:vy= g t
tgq = Vy = Votgq Vo =Vyctgq
V = Vo = Vcosq Vy = Vsinq
在Vo、Vy、V、X、y、t、q七个物理量中,如果 已知其中任意两个,可根据以上公式求出其它五个物理量。
16、 动量和冲量: 动量: P = mV 冲量:I = F t
(要注意矢量性)
17 、动量定理: 物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
公式: F合t = mv' - mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)
18、动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。 (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)
公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1'+ m2v2'或Dp1 =- Dp2 或Dp1 +Dp2=O
适用条件:
(1)系统不受外力作用。 (2)系统受外力作用,但合外力为零。
(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。
(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。
19、 功 : W = Fs cosq (适用于恒力的功的计算)
(1) 理解正功、零功、负功
(2) 功是能量转化的量度
重力的功——量度——重力势能的变化
电场力的功——量度——电势能的变化
分子力的功——量度——分子势能的变化
合外力的功——量度——动能的变化
20、 动能和势能: 动能: Ek =
重力势能:Ep = mgh (与零势能面的选择有关)
21、动能定理:外力所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
公式: W合= DEk = Ek2 - Ek1 = 22、机械能守恒定律:机械能 = 动能+重力势能+弹性势能
条件:系统只有内部的重力或弹力做功。
公式: mgh1 + 或者 DEp减 = DEk增
23、能量守恒(做功与能量转化的关系):有相互摩擦力的系统,减少的机械能等于摩擦力所做的功。
DE = Q = f S相
24、功率: P = (在t时间内力对物体做功的平均功率)
P = FV (F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率; P一定时,F与V成正比)
25、 简谐振动: 回复力: F = -KX 加速度:a = -
单摆周期公式: T= 2 (与摆球质量、振幅无关)
(了解*)弹簧振子周期公式:T= 2 (与振子质量、弹簧劲度系数有关,与振幅无关)
26、 波长、波速、频率的关系: V = =l f (适用于一切波)
二、热学
1、热力学第一定律:DU = Q + W
符号法则:外界对物体做功,W为“+”。物体对外做功,W为“-”;
物体从外界吸热,Q为“+”;物体对外界放热,Q为“-”。
物体内能增量DU是取“+”;物体内能减少,DU取“-”。
2 、热力学第二定律:
表述一:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。
表述二:不可能从单一的热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他变化。
表述三:第二类永动机是不可能制成的。
3、理想气体状态方程:
(1)适用条件:一定质量的理想气体,三个状态参量同时发生变化。
(2) 公式: 恒量
4、热力学温度:T = t + 273 单位:开(K)
(绝对零度是低温的极限,不可能达到)
三、电磁学
(一)直流电路
1、电流的定义: I = (微观表示: I=nesv,n为单位体积内的电荷数)
2、电阻定律: R=ρ (电阻率ρ只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度无关)
3、电阻串联、并联:
串联:R=R1+R2+R3 +……+Rn
并联: 两个电阻并联: R=
4、欧姆定律: (1)部分电路欧姆定律: U=IR
(2)闭合电路欧姆定律:I =
路端电压: U = e -I r= IR
电源输出功率: = Iε-I r =
电源热功率:
电源效率: = =RR+r
(3)电功和电功率:
电功:W=IUt 电热:Q= 电功率 :P=IU
对于纯电阻电路: W=IUt= P=IU =
对于非纯电阻电路: W=Iut > P=IU>
(4)电池组的串联:每节电池电动势为 `内阻为 ,n节电池串联时:
电动势:ε=n 内阻:r=n
(二)电场
1、电场的力的性质:
电场强度:(定义式) E = (q 为试探电荷,场强的大小与q无关)
点电荷电场的场强: E = (注意场强的矢量性)
2、电场的能的性质:
电势差: U = (或 W = U q )
UAB = φA - φB
电场力做功与电势能变化的关系:DU = - W
3、匀强电场中场强跟电势差的关系: E = (d 为沿场强方向的距离)
4、带电粒子在电场中的运动:
① 加速: Uq = mv2
②偏转:运动分解: x= vo t ; vx = vo ; y = a t2 ; vy= a t
a =
(三)磁场
1、 几种典型的磁场:通电直导线、通电螺线管、环形电流、地磁场的磁场分布。
2、 磁场对通电导线的作用(安培力):F = BIL (要求 B⊥I, 力的方向由左手定则判定;若B‖I,则力的大小为零)
3、 磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力): F = qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定则判定,但四指必须指向正电荷的运动方向;若B‖v,则力的大小为零)
4、 带电粒子在磁场中运动:当带电粒子垂直射入匀强磁场时,洛仑兹力提供向心力,带电粒子做匀速圆周运动。即: qvB =
可得: r = , T = (确定圆心和半径是关键)
(四)电磁感应
1、感应电流的方向判定:①导体切割磁感应线:右手定则;②磁通量发生变化:楞次定律。
2、感应电动势的大小:① E = BLV (要求L垂直于B、V,否则要分解到垂直的方向上 ) ② E = (①式常用于计算瞬时值,②式常用于计算平均值)
(五)交变电流
1、交变电流的产生:线圈在磁场中匀速转动,若线圈从中性面(线圈平面与磁场方向垂直)开始转动,其感应电动势瞬时值为:e = Em sinωt ,其中 感应电动势最大值:Em = nBSω .
2 、正弦式交流的有效值:E = ;U = ; I =
(有效值用于计算电流做功,导体产生的热量等;而计算通过导体的电荷量要用交流的平均值)
3 、电感和电容对交流的影响:
① 电感:通直流,阻交流;通低频,阻高频
② 电容:通交流,隔直流;通高频,阻低频
③ 电阻:交、直流都能通过,且都有阻碍
4、变压器原理(理想变压器):
①电压: ② 功率:P1 = P2
③ 电流:如果只有一个副线圈 : ;
若有多个副线圈:n1I1= n2I2 + n3I3
5、 电磁振荡(LC回路)的周期:T = 2π
四、光学
1、光的折射定律:n =
介质的折射率:n =
2、全反射的条件:①光由光密介质射入光疏介质;②入射角大于或等于临界角。 临界角C: sin C =
3、双缝干涉的规律:
①路程差ΔS = (n=0,1,2,3——) 明条纹
(2n+1) (n=0,1,2,3——) 暗条纹
② 相邻的两条明条纹(或暗条纹)间的距离:ΔX =
4、光子的能量: E = hυ = h ( 其中h 为普朗克常量,等于6.63×10-34Js, υ为光的频率) (光子的能量也可写成: E = m c2 )
(爱因斯坦)光电效应方程: Ek = hυ - W (其中Ek为光电子的最大初动能,W为金属的逸出功,与金属的种类有关)
5、物质波的波长: = (其中h 为普朗克常量,p 为物体的动量)
五、原子和原子核
1、 氢原子的能级结构。
原子在两个能级间跃迁时发射(或吸收光子):
hυ = E m - E n
2、 核能:核反应过程中放出的能量。
质能方程: E = m C2 核反应释放核能:ΔE = Δm C2
复习建议:
1、高中物理的主干知识为力学和电磁学,两部分内容各占高考的38℅,这些内容主要出现在计算题和实验题中。
力学的重点是:①力与物体运动的关系;②万有引力定律在天文学上的应用;③动量守恒和能量守恒定律的应用;④振动和波等等。⑤⑥
解决力学问题首要任务是明确研究的对象和过程,分析物理情景,建立正确的模型。解题常有三种途径:①如果是匀变速过程,通常可以利用运动学公式和牛顿定律来求解;②如果涉及力与时间问题,通常可以用动量的观点来求解,代表规律是动量定理和动量守恒定律;③如果涉及力与位移问题,通常可以用能量的观点来求解,代表规律是动能定理和机械能守恒定律(或能量守恒定律)。后两种方法由于只要考虑初、末状态,尤其适用过程复杂的变加速运动,但要注意两大守恒定律都是有条件的。
电磁学的重点是:①电场的性质;②电路的分析、设计与计算;③带电粒子在电场、磁场中的运动;④电磁感应现象中的力的问题、能量问题等等。
2、热学、光学、原子和原子核,这三部分内容在高考中各占约8℅,由于高考要求知识覆盖面广,而这些内容的分数相对较少,所以多以选择、实验的形式出现。但绝对不能认为这部分内容分数少而不重视,正因为内容少、规律少,这部分的得分率应该是很高的。
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