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- 2021-05-13 发布
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高考物理知识点精要
版块一、力，物体的平衡
1.力是物体对物体的作用。
力是物体发生形变和改变物体的运动状态（即产生加速度）的原因. 力是矢量。
2.重力
（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的.
［注意］重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力。但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力
（2）重力的大小:地球表面G=mg，离地面高h处G=mg’，其中g’=[R/（R+h）]2g
（3）重力的方向:竖直向下（不一定指向地心,请回答为什么！）。
（4）重心:物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上.
3.弹力
（1）产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.
（2）产生条件:①直接接触;②有弹性形变.
（3）弹力的方向:与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下，垂直于面;
在两个曲面接触（相当于点接触）的情况下，垂直于过接触点的公切面.
①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等.
②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆.
（4）弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.
★胡克定律:在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx ，k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m.
4.摩擦力
（1）产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可.
（2）摩擦力的方向:沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反.
（3）判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.
（4）大小:先判明是何种摩擦力，然后再根据各自的规律去分析求解.
①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N 进行计算，其中FN 是
物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.
②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max 之间变化，一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.
5.物体的受力分析
（1）确定所研究的物体，分析周围物体对它产生的作用，不要分析该物体施于其他物体上的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.
（2）按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析，不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.
（3）如果有一个力的方向难以确定，可用假设法分析.先假设此力不存在，想像所研究的物体会发生怎样的运动，然后审查这个力应在什么方向，对象才能满足给定的运动状态.
6.力的合成与分解
（1）合力与分力:如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力.
（2）力合成与分解的根本方法:平行四边形定则.
（3）力的合成:求几个已知力的合力，叫做力的合成.
共点的两个力（F 1 和F 2 ）合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2 .
（4）力的分解:求一个已知力的分力，叫做力的分解（力的分解与力的合成互为逆运算）.
在实际问题中，通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究，在很多问题中都采用正交分解法.
7.共点力的平衡
（1）共点力:作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力.
（2）平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态，是加速度等于零的状态.
（3）★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零，即∑F=0，若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为:∑Fx =0，∑Fy =0.
（4）解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等
版块二、直线运动
1.机械运动
一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动，转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物（即假定为不动的物体），对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.质点
用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点，它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程
位移描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，是矢量.路程是物体运动轨迹的长度，是标量.
路程和位移是完全不同的概念，仅就大小而言，一般情况下位移的大小小于路程，只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程.
4.速度和速率
（1）速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量.
①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间（或位移）的平均速度v，即v=s/t，平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度:运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
（2）速率：
①速率只有大小，没有方向，是标量.
②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率，只有在单方向的直线运动，二者才相等.
5.加速度
（1）加速度是描述速度变化快慢的物理量，它是矢量.加速度又叫速度变化率.
（2）定义:在匀变速直线运动中，速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做匀变速直线运动的加速度，用a表示.
（3）方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
［注意］加速度与速度无关.只要速度在变化，无论速度大小，都有加速度;只要速度不变化（匀速），无论速度多大，加速度总是零;只要速度变化快，无论速度是大、是小或是零，物体加速度就大.
6.匀速直线运动
（1）定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
（2）特点:a=0，v=恒量. （3）位移公式:S=vt.
7.匀变速直线运动
（1）定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
（2）特点:a=恒量
（3）★公式： 速度公式：V=V0+at 位移公式：s=v0t+ at2/2
速度位移公式：v2-v02=2ax 平均速度V=x/t =
以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值.
8.重要结论
（1）匀变速直线运动的质点，在任意两个连续相等的时间间隔T内的位移差值是一个
恒量，即Δx=xn+l –xn=aT2 =恒量
（2）匀变速直线运动的质点，在某段时间内的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，即：
9.自由落体运动
（1）条件:初速度为零，只受重力作用.
（2）性质:是一种初速为零的匀加速直线运动，a=g.
（3）公式:
10.运动图像
（1）位移图像（x-t图像）:
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；
②图像是直线表示物体做匀速直线运动，图像是曲线则表示物体做变速运动；
③图像与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边.
（2）速度图像（v-t图像）:
①在速度图像中，可以读出物体在任何时刻的速度；
②在速度图像中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
③在速度图像中，物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
④图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
版块三、牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止.
（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持.
（2）定律说明了任何物体都有惯性.
（3）不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.
（4）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.
（1）惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.因此说，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.（
2）质量是物体惯性大小的量度.
★★★★3.牛顿第二定律:
物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F合 =ma
（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础.
（2）对牛顿第二定律的数学表达式F合 =ma，F合 是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力.
（3）牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.
（4）牛顿第二定律F合 =ma，F合是矢量，a也是矢量，且a与F合 的方向总是一致的. F合可以进行合成与分解，a也可以进行合成与分解.
4. ★牛顿第三定律:
两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上.
（1）牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力总是成对出现的，它们总是同时产生，同时消失.
（2）作用力和反作用力总是同种性质的力.
（3）作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加.
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.
6.超重和失重
（1）超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F N （或对悬挂物的拉力）大于物体的重力mg，即F N =mg+ma.
（2）失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时F N =0，物体处于完全失重. （3）对超重和失重的理解应当注意的问题
①不管物体处于失重状态还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不等于物体本身的重力.
②超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.
③在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.
6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度，用隔离法求力。
版块四、曲线运动 万有引力
1.曲线运动
（1）物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直线
（2）曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动.
（3）曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.
2.运动的合成与分解
（1）合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.
（2）运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.
（3）分解原则:根据运动的实际效果分解，物体的实际运动为合运动.
3. ★★★平抛运动
（1）特点:①具有水平方向的初速度;
②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动.
（2）运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
①建立直角坐标系（一般以抛出点为坐标原点O，以初速度vo方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向）;
②由两个分运动规律来处理（如右图）.
4.圆周运动
（1）描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的快慢，大小v=s/t（s是t时间内通过弧长），方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向
②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢，大小ω=φ/t（单位rad/s），φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.
③周期T，频率f ---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率.
⑥向心力:总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小.大小
［注意］向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
（2）匀速圆周运动:
线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.
（3）变速圆周运动:
速度大小方向都发生变化，不仅存在着向心加速度（改变速度的方向），而且还存在着切向加速度（方向沿着轨道的切线方向，用来改变速度的大小）.一般而言，合加速度方向不指向圆心，合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力，产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度.
①如右图情景中，把杆子换成绳子，则小球恰能过最高点的条件是v≥v临，v临由重力提供向心力得v临=
②而杆子或者可以提供支撑的拱顶中，小球恰能过最高点的条件是v≥0。
5★.万有引力定律
（1）万有引力定律：宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.
公式:
（2）★★★应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向得：
应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.
②天体质量M、密度ρ的估算:
（3）三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s，它是卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最大环绕速度.
②第二宇宙速度（脱离速度）:v 2 =11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.
③第三宇宙速度（逃逸速度）:v 3 =16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
（4）地球同步卫星
所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度 同步卫星的轨道一定在赤道平面内，并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上，以大小相同的线速度，角速度和周期运行着.
（5）卫星的超重和失重
“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程，此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时，卫星上的物体完全“失重”（因为重力提供向心力），此时，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.
版块五、机械能
1.功
（1）功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量.
定义式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移（对地），θ是力与位移间的夹角.
（2）功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算，本公式只适用于恒力做功.②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.
（3）摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.
发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd（d是两物体间的相对路程），且W=Q（摩擦生热）
2.功率
（1）功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率.
（2）功率的计算
①平均功率:P=W/t（定义式） 表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用.
②瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分别表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角.
（3）额定功率与实际功率 ： 额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率.
（4）交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动， .
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2
（1）动能是描述物体运动状态的物理量.
4. ★★★★动能定理:
外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式
（1）动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况.
（2）功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解，故动能定理无分量式.
（3）应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
（4）当物体的运动是由几个物理过程所组成，又不需要研究过程的中间状态时，可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究，从而避开每个运动过程的具体细节，具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.
5.重力势能
（1）定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量，叫做重力势能，.
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的.
②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量，但有“+”、“-”之
（2）重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差，与物体的运动路径无关.WG =mgh.
（3）做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG =- .
6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量.
★★★ 7.机械能守恒定律
（1）动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，E=E k +E p .
（2）机械能守恒定律的内容:在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
（3）机械能守恒定律的表达式
（4）系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E 1 等于末态的总机械能E 2 ，即E1 =E2
②系统减少的总重力势能ΔE P减 等于系统增加的总动能ΔE K增 ，
即ΔE P减 =ΔE K增
③若系统只有A、B两物体，则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能，即ΔE A减 =ΔE B增
［注意］解题时究竟选取哪一种表达形式，应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时，必须规定零势能参考面，而选用②式和③式时，可以不规定零势能参考面，但必须分清能量的减少量和增加量.
（5）判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒.
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.
③对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.
8.功能关系
（1）当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒.
（2）重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2 .
（3）合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合 =E k2 -E k1 （动能定理）
（4）除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:
即 W F =E 2 -E 1 （F指的是非重力）
版块六、电场
1.两种电荷 -----（1）自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷. （2）电荷守恒定律:
2. ★库仑定律
（1）内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.
（2）公式:
（3）适用条件:真空中的点电荷.
点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.
3.电场强度、电场线
（1）电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.
（2）电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:
E=F/q 方向:正电荷在该点受力方向.
（3）电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.
电场线的性质:
① 电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）;
② 电场线的疏密反映电场的强弱;
③ 电场线不相交;
④ 电场线不是真实存在的;
⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.
（4）匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.
（5）电场强度的叠加
电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.
4.电势差U:
电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功W AB 与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:U AB =W AB /q 电势差有正负:U AB =-U BA ，一般常取绝对值，写成U.
5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.
（1）电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关（通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势）.因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.
（2）沿着电场线的方向，电势越来越低.
6.电势能:
电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处（电势为零处）电场力所做的功 ε=qφ
7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.
（1）等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.
（2）等势面一定跟电场线垂直，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.
（3）画等势面（线）时，一般相邻两等势面（或线）间的电势差相等.这样，在等势面
（线）密处场强大，等势面（线）疏处场强小.
8.电场中的功能关系
（1）电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.
计算方法有:由公式W=qEcosθ计算（此公式只适合于匀强电场中），或由动能定理计算.
（2）只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.
（3）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.
9.静电屏蔽:
处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.
10. ★★★★带电粒子在电场中的运动
（1）带电粒子在电场中加速
带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.
（2）带电粒子在电场中的偏转
带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0 ，
L=V0 t.平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动:
（3）是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:
①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）.
②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.
（4）带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动
由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理: ①正交分解法;②等效“重力”法.
11.示波管的原理:
示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.
12.电容
（1）定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值
（2）定义式:
［注意］电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
（3）单位:法拉（F），1F=10 6 μF，1μF=10 6 pF.
（4）平行板电容器的电容:.在分析平行板电容器有关物理量变化情况时，往往需将结合在一起加以考虑，其中C=反映了电容器本身的属性，是定义式，适用于各种电容器;
，表明了平行板电容器的电容决定于哪些因素，仅适用于平行板电容器;若电容器始终连接在电池上，两极板的电压不变.若电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的带电荷量不变.
版块七、恒定电流
1.电流
（1）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的方向为电流的方向.
在外电路中电流由高电势点流向低电势点，在电源的内部电流由低电势点流向高电势点（由负极流向正极）.
2.电流强度
（1）定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值，I=q/t
（2）在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A，1μA=10-6A
（3）电流强度的定义式中，如果是正、负离子同时定向移动，q应为正负离子的电荷量和.
3..电阻
（1）定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻.
（2）定义式:R=U/I，单位:Ω
（3）电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压及通过电流无关.
4★★.电阻定律
（1）内容:在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比.
（2）公式:R=ρL/S. （3）适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液.
5.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用.
（1）有些材料的电阻率随温度升高而增大（如金属）;有些材料的电阻率随温度升高而减小（如半导体和绝缘体）;有些材料的电阻率几乎不受温度影响（如锰铜和康铜）.
（2）半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小，这种材料称为半导体，半导体有热敏特性，光敏特性，掺入微量杂质特性.
（3）超导现象:当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的物体叫超导体.
6.电功和电热
（1）电功和电功率:
电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt，这是计算电功普遍适用的公式.
单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI，这是计算电功率普遍适用的公式.
（2）★焦耳定律:Q=I 2 Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的.
（3）电功和电热的关系
①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能，电功和电热是相等的.所以有W=Q，UIt=I 2 Rt，U=IR（欧姆定律成立），
②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能.所以有W>Q，UIt>I 2 Rt，U>IR（欧姆定律不成立）.
★ 7.串并联电路
串联电路(P、U与R成正比)
并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系
R串=R1+R2+R3+
1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系
I总=I1=I2=I3
I并=I1+I2+I3+
电压关系
U总=U1+U2+U3+
U总=U1=U2=U3=
功率分配
P总=P1+P2+P3+
P总=P1+P2+P3+
8.电动势
（1）物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势E=15V，物理意义是指:电路闭合后，电流通过电源，每通过1C的电荷，干电池就把15J的化学能转化为电能.
（2）大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U 外 +U 内 .
★★ 9.闭合电路欧姆定律
（1）内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟闭合电路总电阻成反比.
（2）表达式:I=E/（R+r）
（3）总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律
当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）.
当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路）.
10.路端电压随电流变化关系图像
U 端 =E-Ir.上式的函数图像是一条向下倾斜的直线.纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线的斜率值等于电源内阻的大小.
11.闭合电路中的三个功率
（1）电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI.
（2）电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率.
P 出 =I 2 R=[E/（R+r）] 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r
（3）电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r
（4）电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，
即 η=P 出 /P总 =IU /IE =U /E .
12.电阻的测量
原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/ I 即可得到阻值.
①内、外接的判断方法:若R x 大大大于R A ，采用内接法;R x 小小小于R V ，采用外接法.
②滑动变阻器的两种接法:
分压法的优势是电压变化范围大;限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗小.当两种接法均能满足实验要求时，一般选限流接法.当负载R L 较小、变阻器总阻值较大时（R L的几倍），一般用限流接法.
但以下三种情况必须采用分压式接法:
a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节，只有分压电路才能满足.
b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须要采用分压接法电路.
c.伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据.为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法.
版块八、磁场
1.磁场
（1）磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.
（2）磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.
（3）磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用.
（4）安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.
（5）磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向.
2.磁感线
（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.
（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.
（3）几种典型磁场的磁感线的分布:
①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.
②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.
③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.
④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.
3.磁感应强度
（1）定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL.单位T，1T=1N/（A·m）.
（2）磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.
（3）磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.
（4）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.
4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:
（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.
（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.
5★.安培力
（1）安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度.若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.
（2）安培力的方向由左手定则判定.
（3）安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零.
6. ★洛伦兹力
（1）洛伦兹力的大小f=qvB，条件:v⊥B.当v∥B时，f=0.
（2）洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功.
（3）洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.
（4）在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.
7. ★★★带电粒子在磁场中的运动规律
在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下（电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计），
（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.
（2）若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式：r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB
8.带电粒子在复合场中运动
（1）带电粒子在复合场中做直线运动
①
带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解.
②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.
（2）带电粒子在复合场中做曲线运动
①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.
②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解.
③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高” “至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.
版块九、电磁感应
1. ★电磁感应现象:
利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.
（1）产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.（2）产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
（2）电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流.
2.磁通量
（1）定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，（2）定义式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb
（3）求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.
3. ★楞次定律
（1）楞次定律:感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.
（2）对楞次定律的理解
①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.
②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.
③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.
④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.
（3）楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化;
②阻碍物体间的相对运动;
③阻碍原电流的变化（自感）.
★★★★ 4.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 E=nΔΦ/Δt
当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv.
（1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度，算出的就是平均电动势.
（2）公式的变形
①当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时，感应电动势:E=nSΔB/Δt .
②如果磁感强度不变，而线圈面积均匀变化时，感应电动势E=NBΔs/Δt .
5.自感现象
（1）自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.
（2）自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢，自感电动势方向总是阻碍电流的变化.
6.电磁感应中的电路问题
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电容器，便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流.因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.
（2）画等效电路.
（3）运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解.
7.电磁感应现象中的力学问题
（1）通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是:
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.
②求回路中电流强度.
③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）.④列动力学方程或平衡方程求解.
（2）电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点.
8.电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是:
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.
（2）画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式.
（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.
9.电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围.
另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断.
版块十、交变电流
1.交变电流:
大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.
2.正弦交流电
（1）函数式:e=E m sinωt （其中★E m =NBSω）
（2）线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大.
（3）若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=I m cosωt..
（4）图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。
3.表征交变电流的物理量
（1）瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示.
（2）最大值:E m =NBSω，最大值E m （U m ，I m ）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.
（3）有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.
①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，有效值与最大值之间的关系E=Em/ ，U=Um/ ，I=Im/ 只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式.
②在正弦交流电中，各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值.
（4）周期和频率
周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内，交流电的方向变化两次.
频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf.
4.电感、电容对交变电流的影响
（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.
5.变压器
（1）理想变压器:工作时无功率损失（即无铜损、铁损），因此，理想变压器原副线圈电阻均不计.
（2）★理想变压器的关系式:
①电压关系:U1/U2 =n1/n2 （变压比），即电压与匝数成正比.
②功率关系:P 入 =P 出 ，即U1I1 = U2I2+ U3 I3+…
③电流关系:I1/I2 =n2/n1 （变流比），即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比.
（3）变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制.
6.电能的输送
（1）关键:减少输电线上电能的损失:P 耗 =I 2 R 线
（2）方法:①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.②提高输电电压，减小输电电流.前一方法的作用十分有限，代价较高，一般采用后一种方法.
（3）远距离输电过程：输电导线损耗的电功率:P 损 =（P/U）2R 线 ，因此，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。
（4）解有关远距离输电问题时，公式P 损 =U 线 I 线 或P 损 =U 线2 R 线 不常用，其原因是在一般情况下，U 线 不易求出，且易把U 线 和U 总 相混淆而造成错误.
版块十一、电磁场和电磁波
1.麦克斯韦的电磁场理论
（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）随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场.
（3）变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场.
2.电磁波
（1）周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，由发生区域向周围空间传播，形成电磁波.
（2）电磁波是横波
（3）电磁波可以在真空中传播，电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v=fλ，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3.00×10 8 m/s.
3.电磁波谱
⑴光是电磁波（麦克斯韦预言、赫兹用实验证明了正确性。）
⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。
（3）各种电磁波的产生机理分别是：（了解即可）
无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；
红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；
伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；
γ射线是原子核受到激发后产生的。
（4）红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。
种 类
产 生
主要性质
应用举例
红外线
一切物体都能发出
热效应
遥感、遥控、加热
紫外线
一切高温物体能发出
化学效应
荧光、杀菌、合成VD2
X射线
阴极射线射到固体表面
穿透能力强
人体透视、金属探伤
版块十二、光的反射和折射
1.光的反射现象
光线入射到两种介质的界面上时，其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象.
（1）光的反射定律:
①反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧.
②反射角等于入射角.
（2）反射定律表明，对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的.
2.光的折射
光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.
（1）光的折射定律
①折射光线，入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧.
②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常数.
（2）在折射现象中，光路是可逆的.
★ 3.折射率
光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质.
★4.全反射和临界角
（1）全反射:光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射.
（2）全反射的条件
①光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）
.②入射角大于或等于临界角
（3）临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示sinC=1/n
5.光的色散
白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象叫做光的色散.
（1）同一种介质对红光折射率小，对紫光折射率大.
（2）在同一种介质中，红光的速度最大，紫光的速度最小.
（3）由同一种介质射向空气时，红光发生全反射的临界角大，紫光发生全反射的临界角小.
6.全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90 o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。
. 玻璃砖-----所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：
⑴射出光线和入射光线平行；
⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；
⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；
⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。
7、光的干涉
【1】、
光的干涉的条件是：有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波源的频率必须相同）。
形成相干波源的方法有两种：
⑴利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。
S
S /
b
d
a
c
S
S1
S2
⑵设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
【2】干涉区域内产生的亮、暗纹
⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ（n=0，1，2，……）
⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……）
相邻亮纹（暗纹）间的距离公式 。
用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
8．光的衍射
光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹很亮，越向边缘越暗。
⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
⑵发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。（当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象。）
⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大，而亮度变暗。
9、光的偏振现象
通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。光的偏振说明光是横波。
版块十六、机械振动和机械波
1.简谐运动
（1）定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.
（2）简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.
简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.
（3）描述简谐运动的物理量
①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.
②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱.
③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f.
（4）简谐运动的图像
①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.
②特点:简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线.
③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.
2.弹簧振子
周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T.
3.单摆
摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.
（1）单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°.
（2）单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.
（3）作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π
①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.
②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.
③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度。
4.受迫振动
（1）受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.
（2）受迫振动的特点:受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关.
（3）共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振.
共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率.
5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.
（1）机械波产生的条件:①波源;②介质
（2）机械波的分类
①
横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）.
②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.
［注意］气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波.
（3）机械波的特点
①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.
②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.
③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.
6.波长、波速和频率及其关系
（1）波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.
（2）波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关.
（3）频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关.
（4）三者关系:v=λf
7. ★波动图像
表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.
（1）由波的图像可获取的信息
①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.
②从图像可以直接读出波长（注意单位）.
③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）
④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）
（2）波动图像与振动图像的比较：
振动图象
波动图象
研究对象
一个振动质点
沿波传播方向所有的质点
研究内容
一个质点的位移随时间变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象变化
随时间推移图象延续，但已有形状不变
随时间推移，图象沿传播方向平移
一个完整曲线占横坐标距离
表示一个周期
表示一个波长
8.波动问题多解性（了解即可）
波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解
9.波的衍射
波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物（或小孔）的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多.
10.波的叠加
几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理.
11.波的干涉:
频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.
产生干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.
［注意］
①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.
②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强；当PS1-PS2=（2n+1）λ/2时，振动减弱。
12.声波
（1）空气中的声波是纵波，传播速度为340m/s.
（2）能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20～20000Hz.
（3）超声波:频率高于20000Hz的声波.
①超声波的重要性质有:波长短，不容易发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强.
②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变.
13.多普勒效应
由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到频率发生变化的现象.其特点是:当波源与观察者有相对运动，两者相互接近时，观察者接收到的频率增大;两者相互远离时，观察者接收到的频率减小.
版块十七：常见非常有用的经验结论：
1、物体沿倾角为α的斜面匀速下滑------µ=tanα ；
2、物体沿光滑斜面滑下a=gsinα；
3、物体沿粗糙斜面自由滑下a=gsinα-gcosα；
4物体沿粗糙斜面自由上滑a=gsinα+gcosα；
5、两物体沿同一直线运动，在速度相等时，距离有最大或最小；
6、物体沿直线运动，速度最大的条件是： a=0或合力为零。
7、两个共同运动的物体刚好脱离时，两物体间的弹力为 FN=0且加速度相等。
8、两个物体相对静止，它们具有相同的速度；
9、水平传送带以恒定速度运行，小物体无初速度放上，达到共同速度过程中，摩擦生热等于小物体动能。（请计算得出。）
10、电容器接在电源上， 电压不变；
断开电源时，电容器上电量不变；
改变两板距离 E（电场强度）不变。
11、直导体杆垂直切割磁感线，所受安培力F= B2L2V/R。
12、电磁感应中感生电流通过线圈导线横截面积的电量：Q= N△Ф/R 。
13、解题的优选原则：
满足守恒则选用守恒定律；
与加速度有关的则选用牛顿第二定律F=ma；
与时间直接相关则用动量定理；
与对地位移相关则用动能定理；
与相对位移相关（如摩擦生热）则用能量守恒。
14、测电阻的其它方法
等效法测Rx： 等效法测Rv： 半偏法测Rv： 伏安法测Rv：
15、已知内阻的电流表可当作电压表用： 已知内阻的电压表可当作电流表用；
16、测电源电动势、内阻
器材
电压表电流表、滑动变阻器（U-I法）
电流表、电阻箱 （I-R法）
电压表、电阻箱 （U-R法）
电路
原理
E=U1+I1r
E=U2+I2r
E=I1（R1+r）
E=I2（R2+r）
E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
数据
处理
（1）多次测量求平均值
（2）图象法
版块十八：高中物理解题方法指导
一、
1、物理题解常用的两种方法：
（一）分析法：分析法的特点是从待求量出发，追寻待求量公式中每一个量的表达式，(当然结合题目所给的已知量追寻)，直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”，是一种很好的方
法应当熟练掌握。
（二）综合法：就是“集零为整”的思维方法，它是将各个局部（简单的部分）的关系明确以后，将各局部综合在一起，以得整体的解决。
综合法的特点是从已知量入手，将各已知量联系到的量（据题目所给条件寻找）综合在一起。
实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的，分析的目的是综合，综合应以分析为基础，二者相辅相成。
2、正确解答物理题应遵循一定的步骤
第一步：看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白?不可能都不明白，不懂之处是哪？哪个关键之处不懂？这就要集中思考“难点”，注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯：不懂题，就不要动手解题。
若习题涉及的现象复杂，对象很多，须用的规律较多，关系复杂且隐蔽，这时就应当将习题“化整为零”，将习题化成几个过程，就每一过程进行分析。
第二步：在看懂题的基础上，就每一过程写出该过程应遵循的规律，而后对各个过程组成的方程组求解。
第三步：对习题的答案进行讨论．讨论不仅可以检验答案是否合理，还能使读者获得进一步的认识，扩大知识面。
二、静力学问题解题的思路和方法
1.确定研究对象：并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换，一种情况是换为另一物体，一种情况是包括原“对象”只是扩大范围，将另一物体包括进来。
2.分析“对象”受到的外力，而且分析“原始力”，不要边分析，边处理力。以受力图表示。
3.根据情况处理力，或用平行四边形法则，或用三角形法则，或用正交分解法则，提高力合成、分解的目的性，减少盲目性。
4.对于平衡问题，应用平衡条件∑F＝0，∑M＝0，列方程求解，而后讨论。
5.对于平衡态变化时，各力变化问题，可采用解析法或图解法进行研究。
三、静力学习题可以分为三类：
① 力的合成和分解规律的运用。
共点力的平衡及变化。
固定转动轴的物体平衡及变化。
认识物体的平衡及平衡条件
对于质点而言，若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运动，即加速度为零，则称为平衡，欲使质点平衡须有∑F＝0。若将各力正交分解则有：∑FX＝0，∑FY＝0 。
对于刚体而言，平衡意味着，没有平动加速度即＝0，也没有转动加速度即＝0（静止或匀逮转动），此时应有：∑F＝0，∑M＝0。
这里应该指出的是物体在三个力（非平行力）作用下平衡时，据∑F＝0可以引伸得出以下结论：
① 三个力必共点。
② 这三个力矢量组成封闭三角形。
③ 任何两个力的合力必定与第三个力等值反向。
四、对物体受力的分析及步骤
（一）、受力分析要点：
1、明确研究对象
2、分析物体或结点受力的个数和方向，如果是连结体或重叠体，则用“隔离法”
3、作图时力较大的力线亦相应长些
4、每个力标出相应的符号（有力必有名），用英文字母表示
5、物体或结点：
6、用正交分解法解题列动力学方程
①受力平衡时
②受力不平衡时
7、一些物体的受力特征：
8、同一绳放在光滑滑轮或光滑挂钩上，两侧绳子受力大小相等，当三段以上绳子在交点打结时，各段绳受力大小一般不相等。
（二）、受力分析步骤：
1、判断物体的个数并作图：①重力；②接触力（弹力和摩擦力）；③场力（电场力、磁场力）
2、判断力的方向：
①根据力的性质和产生的原因去判；
②根据物体的运动状态去判；
a由牛顿第三定律去判；
b由牛顿第二定律去判（有加速度的方向物体必受力）。
五、运动学解题的基本方法、步骤
运动学的基本概念(位移、速度、加速度等)和基本规律是我们解题的依据，是我们认识问题、分析问题、寻求解题途径的武器。只有深刻理解概念、规律才能灵活地求解各种问题，但解题又是深刻理解概念、规律的必需环节。
根据运动学的基本概念、规律可知求解运动学问题的基本方法、步骤为
（1）审题。弄清题意，画草图，明确已知量，未知量，待求量。
（2）明确研究对象。选择参考系、坐标系。
（3）分析有关的时间、位移、初末速度，加速度等。
（4）应用运动规律、几何关系等建立解题方程。
（5）解方程。
六、动力学解题的基本方法
我们用动力学的基本概念和基本规律分析求解动力学习题．由于动力学规律较复杂，我们根据不同的动力学规律把习题分类求解。
1、应用牛顿定律求解的问题，
这种问题有两种基本类型：
（1）已知物体受力求物体运动情况，
（2）已知物体运动情况求物体受力．
这两种基本问题的综合题很多。从研究对象看，有单个物体也有多个物体。
（1）解题基本方法 ；根据牛顿定律解答习题的基本方法是
① 根据题意选定研究对象，确定m。
② 分析物体受力情况，画受力图，确定。
③ 分析物体运动情况，确定a 。
④ 根据牛顿定律、力的概念、规律、运动学公式等建立解题方程。
⑤ 解方程。
⑥ 验算，讨论。
以上①、②、③是解题的基础，它们常常是相互联系的，不能截然分开。
七、应用动能定理求解的问题
动能定理公式为，根据动能定理可求功、力、位移、动能、速度大小、质量等。
应用动能定理解题的基本方法是：
① 选定研究的物体和物体的一段位移以明确m、x。
② 分析物体受力，结合位移以明确。
③ 分析物体初末速度大小以明确初末动能。
然后是根据动能定理等列方程，解方程，验算讨论。
图4-5
F
m2
m1
（例题）如图4—5所示，木板质量，长3米。物体质量。物体与木板间摩擦系数，木板与水平地面间摩擦系数，开始时，物体在
木板右端，都处于静止状态。现用牛的水平恒力拉木板，物体将在木板上滑动，问经过2秒后（1）力F作功多少？（2）物体动能多大？（米/秒2）
八、应用机械能守恒定律求解的问题
机械能守恒定律公式是知，可以用来求动能、速度大小、质量、势能、高度，位移等。
应用机械能守恒定律的基本方法是
① 选定研究的系统和一段位移。
② 分析系统所受外力、内力及它们作功的情况以判定系统机械能是否守恒。
③ 分析系统中物体初末态位置、速度大小以确定初末态的机械。
然后根据机械能守恒定律等列方程，解方程，验算讨论。
九、电场解题的基本方法
本章的主要问题是电场性质的描述和电场对电荷的作用，解题时必须搞清描述电场性质的几个物理量和研究电场的各个规律。
1、如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能
（1）先分析所研究的电场是由那些场电荷形成的电场。
（2）搞清电场中各物理量的符号的含义。
（3）正确运用叠加原理(是矢量和还是标量和)。
下面简述各量符号的含义：
①电量的正负只表示电性的不同，而不表示电量的大小。
②电场强度和电场力是矢量，应用库仑定律和场强公式时，不要代入电量的符号，通过运算求出大小，方向应另行判定。（在空间各点场强和电场力的方向不能简单用‘＋’、‘－’来表示。）
③电势和电势能都是标量，正负表示大小．用进行计算时，可以把它们的符号代入，如U为正，q为负，则也为负．如U1>U2>0，q为负，则。
④电场力做功的正负与电荷电势能的增减相对应，WAB为正（即电场力做正功）时，电荷的电势能减小，；WAB为负时，电荷的电势能增加。所以，应用时可以代人各量的符号，来判定电场力做功的正负。当然也可以用求功的大小，再由电场力与运动方向来判定功的正负。但前者可直接求比较简便。
2、如何分析电场中电荷的平衡和运动
电荷在电场中的平衡与运动是综合电场；川力学的有关知识习·能解决的综合性问题，对加深有关概念、规律的理解，提高分析，综合问题的能力有很大的作用。这类问题的分析方法与力学的分析方法相同，解题步骤如下：
(1)确定研究对象(某个带电体)。
(2)分析带电体所受的外力。
(3)根据题意分析物理过程，应注意讨论各种情况，分析题中的隐含条件，这是解题的关键。
(4)根据物理过程，已知和所求的物理量，选择恰当的力学规律求解。
(5)对所得结果进行讨论。
【例题4】 如图7—3所示，如果 (氚核)和(氦核)垂直电场强度方向进入同—偏转电场，求在下述情况时，它们的横向位移大小的比。（1）以相同的初速度进入，（2）以相同的初动能进入；（3）先经过同一加速电场以后再进入。
V0
分析和解 带电粒子在电场中所受电场力远远大于所受的重力，所以重力可以忽略。带电粒子在偏转电场受到电场力的作用，做类似于平抛的运动，在原速度方向作匀速运动，在横向作初速为零的匀加速运动。利用牛顿第二定律和匀加速运动公式可得
（1）以相同的初速度v0进入电场， 因E、l、v0都相同，所以
（2）以相同的初动能Ek0进入电场，因为E、l、mv2都相同，所以
（3）先经过同一加速电场加速后进入电场，在加速电场加速后，粒子的动能
（U1为加速电压）
由
因E、l、U1是相同的，y的大小与粒子质量、电量无关，所以：
注意 在求横向位移y的比值时，应先求出y的表达式，由题设条件，找出y与粒子的质量m、电量q的比例关系，再列出比式求解，这是求比值的一般方法。
3、如何分析有关平行板电容器的问题
在分析这类问题时应当注意
（1）平行板电容器在直流电路中是断路，它两板间的电压与它相并联的用电器（或支路）的电压相同。
（2）如将电容器与电源相接、开关闭合时，改变两板距离或两板正对面积时，两板电正不变，极板的带电量发生变化。如开关断开后，再改变两极距离或两板正对面积时，两极带电量不变，电压将相应改变。
（3）平行板电容器内是匀强电场，可由求两板间的电场强度，从而进—步讨论，两极板问电荷的叫平衡和运。
4、利用电力线和等势面的特性分析场强和电势
电力线和等势面可以形象的描述场强和电势。电荷周围所画的电力线数正比于电荷所带电量。电力线的疏密，方向表示电场强度的大小和方向，顺电力线电势降低，等势面垂直电力线等……可以帮助我们去分析场强和电势
【例题】 有一球形不带电的空腔导体，将一个负电荷—Q放入空腔中，如图所示。问：
（1）由于静电感应，空腔导体内、外壁各带什么电？空腔内、导体内、导体外的电场强度，电势的大小有何特点，电场强度的方向如何？
（2）如将空腔导体内壁接地；空腔导体内外壁各带什么电?空腔内、导体内、导体外的场强，电势有何变比？
图7
（3）去掉接地线，再将场电荷－Q拿走远离空腔导体后，空腔导体内、外壁各带什么电？空腔内、导体内、导体外部的场强、电势又有什么变化？
－Q
分析和解 本题利用电力线进行分析比较清楚
（1）把负电荷放人空腔中，负电荷周围将产生电场，（画出电力线其方向是指向负电荷）自由电子由低电势到高电势(电子逆电力线运动)发生静电感应，使导体内壁带有电量为Q的正电荷，导体外壁带有电量为Q的负电荷，如图7所示。空腔导体里外电力线数一样多（因电力线数正比于电量）空胶外电力线指向金属导体（电力线止于负电荷）。越靠近空腔导体场强越大。导体中无电力线小，电场强度为零，空腔内越靠近负电荷Q电力线越密，电场强度也越大。顺电力线电势降低，如规定无穷远电势为零，越靠近空腔导体电势越低，导体内部电势相等，空腔内越靠近负电荷Q电势越低。各处的电势均小于零。
（2）如把空腔导体内壁接地，电子由低电势到高电势，导体上的自由电子将通过接地线进入大地，静电平衡后导体内壁仍带正电，导体外壁不带电。由于电力线数正比于场电荷，场电荷－Q未变所以空腔内的电力线分布未变，空腔内的电场强度也不变。导体内部场强仍为零。由于导体外壁不带电，导体外部无电力线，导体外部场强也变为零。（要使导体外部空间不受空腔内场电荷的影响，必须把空腔导体接地。）
在静电平衡后，导体与地电势相等都等于零，导体内部空腔中电势仍为负，越靠近场电荷电势越低，各处电势都比 导体按地以前高。
（3）如去掉接地线，再把场电荷拿走远离空腔导体时，由于静电感应，导体外表面自由电子向内表面运动．到静电平衡时，导体内表面不带电，外表面带正电，带电量为Q。
这时导体内部和空腔内无电力线，场强都变为零，导体外表面场强垂直导体表面指向导体外，离导体越远，电力线越疏，场强越小。顺电力线电势减小，无穷远电势为零，越靠近导体电势越高。导体上和空腔内电势相等，各点电势均大于零。
当导体接地时，导体外表面不带电，也可用电力线进行分析。如果外表面带负电，就有电力线由无穷远指向导体，导体的电势将小于零，与导体电势为零相矛盾。如果导体外表面最后带正电，则有电力线由导体外表面指向无穷远，则导体电势将大于零，也与地等电势相矛盾．所以，本题中将导体接地时，导体外表面不再带电。
5、利用等效和类比的方法进行分析
当我们研究某一新问题时，如果它和某一学过的问题类似，就可以利用等效和类比的方法进行分析。
【例题】 摆球的质量为m，带电量为Q，用摆长为Z的悬线悬挂在场强为E的水平匀强电场中。求：（1）它在微小摆动时的周期；（2）将悬线偏离竖直位置多大角度时，小球由静止释放，摆到悬线为竖直位置时速度刚好是零。
十、电路解题的基本方法
1、解题的基本方法、步骤
本章的主要问题是研究电路中通以稳恒电流时，各电学量的计算，分析稳恒电流的题目，步骤如下：
（1）确定所研究的电路。
（2）将不规范的串并联电路改画为规范的串并联电路。
（使所画电路的串、并联关系清晰）。对应题中每一问可分别画出简单电路图，代替原题中较为复杂的电路图。
（3）在所画图中标出已知量和待求量，以利分析。
（4）应注意当某一电阻改变时，各部分电流、电压、功率都要改变。可以认为电源电动势和内电阻及其它定值电阻的数值不变。必要时先求出、r和定随电阻的大小。
（5）根据欧姆定律，串、并联特性和电功率公式列方程求解。
（6）学会用等效电路，会用数学方法讨论物理量的极值。
2、将不规范的串并联电路加以规范
搞清电路的结构是解这类题的基础，具体办法是：
（1）确定等势点，标出相应的符号。因导线的电阻和理想安培计的电阻都不计，可以认为导线和安培计联接的两点是等势点。
（2）先画电阻最少的支路，再画次少的支路……从电路的一端画到另一端。
3、含有电容器的电路解题方法
在直流电路中，电容器相当电阻为无穷大的电路元件，对电路是断路。解题步骤如下：（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。
（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。
（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。
（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。
4、如何联接最省电
用电器正常工作应满足它要求的额定电压和额定电流，要使额外的损失尽可能少，当电源电压大于或等于两个（或两个以上）用电器额定电压之和时，可以将这两个用电器串联，并给额定电流小的用电器加分流电阻，如电源电压大于用电器额定电压之和时，应串联分压电阻。
【例】 三盏灯，L1为“110V 100W”，L2为“110V 50W”，L3为“110V 40W”电源电压为220V，要求：①三盏灯可以单独工作；②三盏灯同时工作时额外损耗的功率最小，应怎样联接？画出电路图，求出额外损耗功率。
5、在电路计算中应注意的几个问题
（1）在电路计算中，可以认为电源的电动势、内电阻和各定值电阻的阻值不变，而各部分的电流、电压、功率（或各种电表的示数）将随外电阻的改变而收变。所以，在电路计算中，如未给出电源的电动势和内电阻时，往往要先将其求出再求变化后的电流、电压、功率。
（2）应搞清电路中各种电表是不是理想表。作为理想安培计，可以认为它的电阻是零，作为理想伏特计，可以认为它的电阻是无穷大。也就是说，将理想安培计、伏特汁接入电路，将不影响电路的电流和电压。可以把安培计当成导线、伏特计去掉后进行电路计算。但作为真实表，它们都具有电阻，它们既显示出电路的电流和电压，也显示它自身的电流值或电压值。如真实安培计是个小电阻，真实伏特计是一个大电阻，将它们接入电路将影响电路的电流和电压值。所以，解题时应搞清电路中电表是不是当作理想表。
十一、磁场解题的基本方法
1、磁场、磁场力方向的判定
（1）电流磁场方向的判定——正确应用安培定则
对于直线电流、环形电流和通电螺线管周围空间的磁场分布，要能熟练地用磁力线正确表示，以图示方法画出磁力线的分布情况——包括正确的方向和大致的疏密程度，还要能根据解题的需要选择不同的图示（如立体图、纵剖面图或横断面图等）。其中，关于磁场方向走向的判定，要能根据电流方向正确掌握安培定则的两种用法，即：
① 对于直线电流，用右手握住导线（电流），让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致，则弯曲的四指所指方向即为磁力线环绕电流的方向。
② 对于环形电流和通电螺线管，应让右手弯曲的四指所指方向跟电流方向一致，则伸直的大拇指所指方向即为环形电流中心轴线上磁力线方向，或通电螺线管内部磁力线方向（亦即大拇指指向通电螺线管滋力线出发端——北极）。
③ 对于通电螺线管，其内部的磁场方向从N极指向S极；而内部的磁场方向从S极指向N极。从而形成闭合的曲线。
（2）安培力、洛仑兹力方向的判定——正确应用左手定则
①运用左手定则判定安培力的方向，要依据磁场B的方向和电流I的方向．只要B与IL的方向不平行，则必有安培力存在，且与B、IL所决定的平面垂直。对于B与IL不垂直的一般情况来说，则需先将B矢量分解为两个分量：一个是垂直于IL的，另一个是平行于IL的，再依据的方向和电流I的方向判定安培力的方向。
在磁场与通电导线方向夹角给定的前提下，如果在安培力F磁场B和通电导线IL中任意两个量的方向确定，就能依据左手定则判断第三个量的方向。
②运用左手定则判定洛仑兹力的方向，同样要依据磁场B的方向和由于带电粒子运动形成的电流方向（带正电粒子运动形成的电流，方向与其速度v方向一致，带负电粒子运动形成的电流，方向与其速度v方向相反）。只要B与v的方向不平行，则必有洛仑兹力存在，且与B、v所决定的平面垂直。对于B与v不垂直的一般情况来说，则仍需先将B矢量分解为两个分量：一个是垂直于v的，另一个是平行于v的，（或将u矢量分解为两个分量：一个是垂直于B的，另一个是平行于B的）再依据的方向和v的方向(或B的方向和的方向)正确判定洛仑兹力的方向。
在磁场B与已知电性粒子的运动速度v的方向夹角给定的前提下，如果在洛仑兹力f、磁场B和粒子运动速度中任意两个量的方向确定，也就能依据左手定则判断第三个量的方向。
2、磁场力大小的计算及其作用效果
（1）关于安培力大小的计算式，其中为B与IL的方向夹角，由式可知，由于角取值不同，安培力值将随之而变，其中取、值时F为零，取时F值最大。
1、本式的适用条件：一般地说应为一般通电直导线IL处于匀强磁场B中，但也有例外，譬如在非匀强磁场中只要通电直导线段IL所在位置沿导线的各点B矢最相等（B值大小相等、方向相同），则其所受安培力也可运用该式计算。
2、关于安培力的作用效果，解题中通常遇到的情况举例说明如下：
① 平行通电导线之间的相互作用；同向电流相吸，反向电流相斥。这是电流问磁相互作用的一个重要例证。
② 在安培力与其他力共同作用下使通电导体处于平衡状态，借以测定B或I等待测值。如应用电流天平测定磁感应强度值，应用磁电式电流表测量电流强度。
【例题2)】 有一种电流天平，用以测定匀强磁场的磁感应强度。在天平的一端挂一矩形线圈，其底边置于待测匀强磁场B中，B的方向垂直于纸面向里。已知线圈为n匝，底边长L当线圈通以逆时针方向，强度为I的电流时，使天平平衡；将电流反向但强度不变，则需在左盘中再加砝码，使天平恢复平衡。试列出待测磁场磁感应强度B的表达式。
分析和解 本题应着眼于线圈底边在安培力作用下天平的平衡以及电流方向变化后天平调整重新平衡等问题．因此需对线圈及天平进行受力分析，根据平衡条件确定有关量的量值关系。
对于第一种情况，即线圈（设线圈质量为M）通以逆时针方向电流时，根据左手定则判定其底边所受安培力F的方向竖直向上。如果这时左盘中置砝码m可使天平平衡，则应有 ①
第二种情况，即线圈改通顺时针方向电流后，显然其底边所受安培力方向变为竖直向下。左盘需再加砝码，以使天平重新平衡，这时则有
②
由①、②两式可得，
根据安培力的计算式，并考虑到线圈的匝数，有。所以待测磁场的磁感应强度
，即为所求。
（2）、关于洛仑兹力大小的计算式，其中为B与的方向夹角。
1、由式可知，由于取值不同，洛仑兹力值亦将随之而变，其中取、值时为零，取时值最大。本式的适用范围比较广泛，但在中学物理教学中只讨论带电粒子在匀强磁场中的运动，而且大纲规定，洛仑兹力的计算，只要求掌握跟B垂直的情况。
2、关于洛仑兹力的作用效果，解题中通常遇到的情况举例说明如下：
在匀强磁场中带电粒子的运动。
如果带电粒子的运动速度垂直于磁场B，即＝，则带电粒子将在垂直于B的平面内做匀速圆周运动，这时洛仑兹力起着向心力的作用．
根据牛顿第二定律，应为 ，
由此可得，圆运动半径
角速度
周期
粒子的动能。
。
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