高考物理知識歸納(四)

---------------電學(xué)部分

一、靜電場

 靜電場:概念、規(guī)律特別多,注意理解及各規(guī)律的適用條件;電荷守恒定律,庫侖定律

1.電荷守恒定律:元電荷

2.庫侖定律:   條件:真空中、點電荷;靜電力常量k=9×109Nm2/C2

三個自由點電荷的平衡問題:“三點共線,兩同夾異,兩大夾小”

中間電荷量較小且靠近兩邊中電量較小的;

常見電場的電場線分布熟記,特別是孤立正、負(fù)電荷,等量同種、異種電荷連線上及中垂線上的場強分布,電場線的特點及作用.

3.力的特性(E):只要有電荷存在周圍就存在電場 ,電場中某位置場強:

 (定義式)(真空點電荷)   (勻強電場E、d共線

4.兩點間的電勢差:U、UAB:(有無下標(biāo)的區(qū)別)

靜電力做功U是(電能其它形式的能) 電動勢E是(其它形式的能電能)

=-UBA=-(UB-UA)與零勢點選取無關(guān))

電場力功W=qu=qEd=FSE (與路徑無關(guān))

5.某點電勢描述電場能的特性:(相對零勢點而言)

理解電場線概念、特點;常見電場的電場線分布要求熟記,

特別是等量同種、異種電荷連線上及中垂線上的場強特點和規(guī)律

6.等勢面(線)的特點,處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,其表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面(距導(dǎo)體遠(yuǎn)近不同的等勢面的特點?),導(dǎo)體內(nèi)部合場強為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;表面曲率大的地方等勢面越密,E越大,稱為尖端放電。應(yīng)用:靜電感應(yīng),靜電屏蔽

7.電場概念題思路:電場力的方向電場力做功電勢能的變化(這些問題是電學(xué)基礎(chǔ))

8.電容器的兩種情況分析

始終與電源相連U不變;當(dāng)d增C減Q=CU減E=U/d減   僅變s時,E不變。

充電后斷電源q不變:當(dāng)d增c減u=q/c增E=u/d=不變,僅變d時,E不變;

9帶電粒子在電場中的運動qU=mv2;側(cè)移y=,偏角tgф=

① 加速     

②偏轉(zhuǎn)(類平拋)平行E方向:L=vot

豎直:  

tg=(θ為速度方向與水平方向夾角)

速度:Vx=V0      Vy =at          (為速度與水平方向夾角) 

位移:Sx= V0 t   Sy =        (為位移與水平方向的夾角)           

③圓周運動    

④在周期性變化電場作用下的運動

結(jié)論:

①不論帶電粒子的m、q如何,在同一電場中由靜止加速后,再進入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們飛出時的側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運動軌跡相同)

②出場速度的反向延長線跟入射速度相交于O點,粒子好象從中心點射出一樣 (即)

證:    (的含義?)

 

二、恒定電流:

 I=(定義)   I=nesv(微觀)    I= R=(定義)  電阻定律:R=(決定)

部分電路歐姆定律:  U=IR   閉合電路歐姆定律:I =  

路端電壓:     U = e -I r= IR   輸出功率:    = Iε-Ir =

電源熱功率:              電源效率:    = =  

電功: W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R  電功率P==W/t =UI=U2/R=I2R 電熱:Q=I2Rt 

對于純電阻電路: W=IUt= P=IU =

 對于非純電阻電路:  W=IUt >   P=IU>

E=I(R+r)=u+u內(nèi)=u+Ir   P電源=uIt= +E其它    P電源=IE=I U +I2Rt

單位:J  ev=1.9×10-19J    度=kwh=3.6×106J    1u=931.5Mev

電路中串并聯(lián)的特點和規(guī)律應(yīng)相當(dāng)熟悉

 1、聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(見下表):

 

串聯(lián)電路

并聯(lián)電路

兩個基本特點

電壓

U=U1+U2+U3+……

U=U1=U2=U3=……

電流

I=I1=I2=I3=……

I=I1+I2+I3+……

三個重要性質(zhì)

電阻

R=R1+R2+R3+……

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……

  R=

電壓

U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I

IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U

功率

P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2

PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U2

2、記住結(jié)論:①并聯(lián)電路的總電阻小于任何一條支路的電阻;②當(dāng)電路中的任何一個電阻的阻值增大時,電路的總電阻增大,反之則減小。

3、電路簡化原則和方法

①原則:a、無電流的支路除去;b、電勢相等的各點合并;c、理想導(dǎo)線可任意長短;d、理想電流表電阻為零,理想電壓表電阻為無窮大;e、電壓穩(wěn)定時電容器可認(rèn)為斷路

②方法:a、電流分支法:先將各節(jié)點用字母標(biāo)上,判定各支路元件的電流方向(若無電流可假設(shè)在總電路兩端加上電壓后判定),按電流流向,自左向右將各元件,結(jié)點,分支逐一畫出,加工整理即可;b、等勢點排列法:標(biāo)出節(jié)點字母,判斷出各結(jié)點電勢的高低(電路無電壓時可先假設(shè)在總電路兩端加上電壓),將各節(jié)點按電勢高低自左向右排列,再將各節(jié)點間的支路畫出,然后加工整理即可。注意以上兩種方法應(yīng)結(jié)合使用。

4、滑動變阻器的幾種連接方式

a、限流連接:如圖,變阻器與負(fù)載元件串聯(lián),電路中總電壓為U,此時負(fù)載Rx的電壓調(diào)節(jié)范圍紅為,其中Rp起分壓作用,一般稱為限流電阻,滑線變阻器的連接稱為限流連接。

b 、分壓連接:如圖,變阻器一部分與負(fù)載并聯(lián),當(dāng)滑片滑動時,兩部分電阻絲的長度發(fā)生變化,對應(yīng)電阻也發(fā)生變化,根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓原理,其中UAP= ,當(dāng)滑片P自A端向B端滑動時,負(fù)載上的電壓范圍為0~U,顯然比限流時調(diào)節(jié)范圍大,R起分壓作用,滑動變阻器稱為分壓器,此連接方式為分壓連接。

一般說來,當(dāng)滑動變阻器的阻值范圍比用電器的電阻小得多時,做分壓器使用好;反之做限流器使用好。

5、含電容器的電路:分析此問題的關(guān)鍵是找出穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓。

6、電路故障分析:電路不能正常工作,就是發(fā)生了故障,要求掌握斷路、短路造成的故障分析。

 

路端電壓隨電流的變化圖線中注意坐標(biāo)原點是否都從零開始

電路動態(tài)變化分析(高考的熱點)各燈、表的變化情況

1程序法:局部變化RI先討論電路中不變部分(如:r)最后討論變化部分

局部變化再討論其它

2直觀法:

①任一個R增必引起通過該電阻的電流減小,其兩端電壓UR增加.(本身電流、電壓)

②任一個R增必引起與之并聯(lián)支路電流I增加;  與之串聯(lián)支路電壓U減。ǚQ串反并同法)

當(dāng)R=r時,電源輸出功率最大為Pmax=E2/4r而效率只有50%,

路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系

(1)路端電壓:外電路的電勢降落,也就是外電路兩端的電壓,通常叫做路端電壓。

(2)路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系

當(dāng)外電阻增大時,電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時,電流增大,路端電壓減小。

定性分析:R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑

R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓

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    圖象描述:路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。U―I圖象如圖所示。

    直線與縱軸的交點表示電源的電動勢E,直線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。

    閉合電路中的功率

    (1)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化qE=qU+qU內(nèi)

    在某段時間內(nèi),電能提供的電能等于內(nèi)、外電路消耗的電能的總和。

    電源的電動勢又可理解為在電源內(nèi)部移送1C電量時,電源提供的電能。

    (2)閉合電路中的功率:EI=UI+U內(nèi)EI=I2R+I2r

    說明電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉(zhuǎn)化為其他形式的能,另一部分消耗在內(nèi)阻上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

    (3)電源提供的電功率:又稱之為電源的總功率。P=EI=

    R↑→P↓,R→∞時,P=0。     R↓→P↑,R→0時,Pm=。

    (4)外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率。P=UI

    定性分析:I=         U=E-Ir=

    從這兩個式子可知,R很大或R很小時,電源的輸出功率均不是最大。

    定量分析:P=UI==(當(dāng)R=r時,電源的輸出功率為最大,P外max=)

    圖象表述:

     

    從P-R圖象中可知,當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時,對應(yīng)有兩個外電阻R1、R2時電源的輸出功率相等?梢宰C明,R1、R2和r必須滿足:r=。

    (5)內(nèi)電路消耗的電功率:是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。

    P內(nèi)=U內(nèi)I=   R↑→P內(nèi)↓,R↓→P內(nèi)↑。

    (6)電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。η==

    當(dāng)外電阻R越大時,電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時,η=50%。

     


    同步練習(xí)冊答案

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