物理选修1-1知识点(假期专用).doc

1物理选修 1-1——电场（高一）（一）电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷2、元电荷：一个元电荷的电量为 1.6×10-19C，是一个电子所带的电量说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，摩擦的两个物体带上等量异种电荷②接触起电，电荷重新分配，与带电体表面形状有关，尖细部位电荷集中，平缓部位电荷稀疏③感应起电，不带电的物体靠近（不接触）带电的物体，不带电的物体上出现电荷移动，遵守电荷守恒定律4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分二）库仑定律1． 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上2． 公式： k＝ 9． 0×109N·m2／ C221rqkF3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．点电荷很相似于我们力学中的质点．（三）电场1．实际存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。

2．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用3．电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生四）电场强度 E1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电量 q 的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱2．表达式：E＝F/q（定义式） 单位是：N/C 或 V/m；E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中 Q 是产生该电场的电荷）21rk3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变．5．电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则． （平行四边形法则和三角形法则）（五）电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．4．匀强电场的电场线平行且距离相等．5．电场线永不相交也不闭合，6．电场线不是电荷运动的轨迹．二、磁场 （一）磁场 磁感线1.磁场的产生（1）磁极周围有磁场.（2）电流周围有磁场（奥斯特发现电流的磁效应）.2.磁场的基本性质对处于磁场中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用，有强弱和方向.(对磁体一定有力的作用；对电流、运动电荷可能有力的作用).3.磁感线 2（1）用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.（2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时 N 极的指向.（3）磁感线的疏密表示磁场的强弱.（4）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）.（5）要熟记常见的几种磁场的磁感线.（二）电流的磁场、安培定则（右手螺旋定则）1. 电流的磁效应：不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称之为电流的磁效应.1820 年，丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系，说明了电与磁之间存在着相互作用，揭示了电流的磁效应，这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义，也预示了电力应用的可能性.2.安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指向磁感线方向；对环行电流，大拇指指向中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向.（1）判断 直线电流 的磁场具体做法是右手握住_导线_，让伸直的拇指的方向与_电流方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是 磁感线 的环绕方向.（2）判断 通电螺线管 的磁场具体做法是右手握住_螺线管_，让弯曲的四指所指的方向 跟电流的方向 _一致，拇指所指的方向就是螺线管_内部磁感线_的方向.三、地磁场地磁场：地球本身就是一个大磁体， 地磁场的北极（N）在地理的南极附近，南极（S）在地理的北极附近. 地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做磁偏角.四、磁感应强度、安培力、左手定则1.磁感应强度（1）磁感应强度是反映磁场_强弱_的物理量.（2）公式： B=_F/IL_单位：_特斯拉（T）_;磁感应强度是矢量.2.安培力（1）在磁场中，通电导线要受到安培力的作用，我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.（2）通电导体放在磁场里，当导线方向与磁场垂直时，所受的安培力__最大__;当导线方向与磁场一致时，所受的安培力_为 0_;当导线方向与磁场斜交时，所受的安培力_介于最大值和 0 之间_.（3）导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小 F＝_BIL_.3.安培力的方向——左手定则伸开左手，使拇指跟其余四指_垂直_ ，并且都跟手掌在同一个平面内，让_磁感线_穿入手心，并使四指指向_电流_的方向，则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.五、洛仑兹力 洛仑兹力的方向1.磁场对_运动电荷_有力的作用，这种力叫做洛伦兹力.2.左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指_垂直_,并且都跟手掌在同一个平面内，让_磁感线_穿入手心，并使四指指向_正电荷运动_的方向，则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向.（若是负电荷，则四指指向负电荷运动方向的反方向）3.洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向三、电磁感应（一）电磁感应现象及其应用、电磁感应定律1.英国物理学家_法拉第_经过 10 年的艰苦探索，终于在 1831 年发现了_电磁感应_现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲.2.闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，_导体_中就产生电流，这类现象就叫做_电磁感应_.由电磁感应产生的电流叫做_感应电流_.3.电磁感应的产生条件（1）磁通量：穿过一个_闭合电路_的磁感线的多少.（2）条件：只要穿过_闭合电路_的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.4.感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势.5.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式： ，多匝线圈的电动势： .tEtnE 3二、交变电流 变压器 高压输电1.交变电流（简称交流（AC） ，俗称交流电）：大小和方向都随时间做周期变化的电流.2.交流发电机：由定子和转子组成，转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化，圈中激发出感应电动势.3.交流的变化规律：日常使用的电是由电网送来的，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫做正弦式电流.（1）表达式： tEemsintIimsin（2）图象：（3）描述物理量：周期（T） 、频率（f） 、有效值（E 、 U、 I） 、峰值（E m、 Um、 Im）其中， .2,,/1mIUf另外，家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值.4. 变压器（1）构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成.（2）工作原理：变压器利用的是电磁感应现象的互感现象.P=UI，P 1=P2， 1221nI,U5.减小输电线路上电能损失的方法：（1）减小输电线电阻 （从 ρ、L 、S 三个角度考虑，但效果不佳）.R（2）减小输电电流 I（因为 ，所以采用高压输电既有效又经济）.P三、自感现象 涡流 电感器1.导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.2.通电自感和断电自感（阻碍电流的变化）（1） A1、 A2是规格完全一样的灯泡。

闭合 S，观察到灯泡 A2立刻正常发光，跟线圈 L 串联的灯泡 A1逐渐亮起来.原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈 L 的磁通量逐渐增加， L 中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍 L 中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间.（2）断开电路，观察到 S 断开时， A 灯突然闪亮一下才熄灭.原因：当 S 断开时， L 中的电流突然减弱，穿过 L 的磁通量逐渐减少， L 中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小. L 相当于一个电源，此时 L 与 A 构成闭合回路，故 A 中还有一段持续电流.灯 A 闪亮一下，说明流过 A 的电流比原电流大.3.自感的应用——电感器：特点：通直流、阻交流.日光灯镇流器.4.涡流现象：把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫涡流，简称涡流.由于整块金属的电阻（率）很小，涡流通常很强，发热消耗大量电能.（1）涡流的减少：电机和变压器通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片（电阻率大）叠压制成的铁芯.（2）涡流的应用：①真空冶炼炉（高频感应炉） （冶炼特种合金和特种钢）②金属探测器（用于安检、探雷、探矿等）.③电磁炉四、电磁波及信息处理1.麦克斯韦电磁场理论基本内容：（1）变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.（2）均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场.（3）振荡的（周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场.2.频率、波速、波长, ,或 .fT1cf3. 电磁波谱（1）定义：按波长或频率大小的顺序排列成谱.（2）按波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线） 、X 射线、γ 射 4线.（3）主要作用红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；γ 射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用 γ 刀进行手术．4.电磁波的发射和接收（1）载波：携带声音、图象等信息的电磁波.（2）调制：把信息加到载波上，使载波随信号而变叫调制.（3）调幅（频）波：使振幅（频率）随信号而变叫调幅（频）波.（4）调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐.（5）解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调.【巩固练习】1.把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为 .信号的调制方式有调幅信号和 两种方式.其中 信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式.解析：调制；调频；调频2.转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为 ( D )(A)调幅 (B)调频 (C)调制 (D)调谐3.下列应用没有利用电磁波技术的是（ D ）(A)无线电广播 (B)移动 (C)雷达 (D)白炽灯5.传感器（1）定义：传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用.一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如下表所示：（2）几种传感器：双金属温度传感器（主要应用在日光灯启动器、电熨斗、电冰箱温控器上） ；光敏电阻传感器（一般用于光的测量、光的控制和光电转换） ；压力传感器（电容式压力传感器 、电容式话筒）。