00420物理(工)自考本科復(fù)習(xí)資料精華

1、考前串講資料物理（工）課程代碼04201考前串講資料物理（工）課程代碼0420:第一篇力學(xué)1.1基本概念上玄1.2守恒定律齢“#考前串講資料物理(工)課程代碼0420#考前串講資料物理(工)課程代碼0420守恒定律#考前串講資料物理(工)課程代碼0420相關(guān)槻念動能守恒定律動能 定理勢能彈萬重性有力勢引勢能力能勢能1F1系圻外力的 總沖量菩于系 紙總動量的増 量.2系統(tǒng)不受外 力或者外力和 為零，系統(tǒng)的動 量不變一1合外力矩等于 角動量的時間孌 化率.2.合外力矩等 于零，則角動量 保持不孌.3剛怖在合外力 距作用下所誤得 的加速度與合外 力拒的大小成正 比，并與轉(zhuǎn)動慣 量咸反出#考前串講資料

2、物理(工)課程代碼0420功機(jī)械能増量等 于外力和非俁 守力做功的和.角動量 L=t xpM= ix F轉(zhuǎn)動 慣量沖量拒守恒定外力和 非燼守 力做功 為零#考前串講資料物理(工)課程代碼0420#考前串講資料物理(工)課程代碼0420這一篇主要包括兩大部分內(nèi)容：一部分是運(yùn)動學(xué)部分，一部分是力學(xué)部分，下面首先為同學(xué)們介紹第 部分內(nèi)容：運(yùn)動學(xué)部分首先要了解運(yùn)動學(xué)主要包括哪些物理量及這些物理量之間的關(guān)系是什么？其次要了解運(yùn) 動學(xué)中主要的幾種運(yùn)動類型，運(yùn)動學(xué)中都包含哪些物理量呢？正如上面方框圖中簡單介紹的運(yùn)動學(xué)包括的 物理量主要有三個，位移、速度、加速度。位移是一個矢量，表示的是質(zhì)點(diǎn)位置的變動，等于質(zhì)

3、點(diǎn)質(zhì)量，在某段時間內(nèi)位置矢量的增量，提到位 移要注意兩點(diǎn)：（1）它是矢量，和路程的定義不同，路程是標(biāo)量；（2）它和位置矢量有關(guān)，位置矢量和質(zhì)點(diǎn)在空間的位置有關(guān)，它和時間t的函數(shù)稱之為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向。速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動快慢的物理量，以往高中我們計算速度大小時通常利用位移除以時間，這種計算 方法算出的速度為平均速度，由于物體運(yùn)動的多樣性及運(yùn)動過程中受力的復(fù)雜性，物體運(yùn)動速度是時時刻dr drv 刻改變的，這就需要知道物體在某一時刻點(diǎn)對應(yīng)的速度也就是瞬時速度。瞬時速度兒 丄為位置矢量對時間的一階導(dǎo)函數(shù)。其物理意義又指瞬時速度是位置矢量，對時間的變化率。dsV =瞬時速率是指瞬時速度的大小，而與速度的

4、方向無關(guān)，它是一個標(biāo)量其大小兒即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡中弧度對時間的變化率。s=s(t)為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌道的弧長函數(shù)。以上解決了速度的大小，速度是矢量，因此還要明確速度的方向，關(guān)于速度的方向是這樣確定的，質(zhì) 點(diǎn)在任一時刻的速度方向總是與該時刻質(zhì)點(diǎn)所在處的軌道曲線相切，并指向前進(jìn)方向。加速度：描述速度變化快慢的物理量，同樣是矢量，既有大小又有方向，在數(shù)值上等于速度增量和時間間隔二的比值，同樣的這樣計算得出的加速度為平均加速度，當(dāng)時間間隔趨近于零時，上述比值的=s-r . Av dv n hiii =極限值我們稱它為瞬時加速度。即1； '川由于速度是位矢對時間的一階導(dǎo)數(shù)，所以加速度是位矢對時間二階導(dǎo)數(shù)，

5、關(guān)于位矢形成的運(yùn)動方程和 速度，加速度之間的導(dǎo)數(shù)關(guān)系一定要重點(diǎn)掌握。下面介紹幾種典型的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動1直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動比較簡單，其運(yùn)動方程為'二J i _ 特點(diǎn)是速度為常量。1 3X =+ 加勻變速直線運(yùn)動特點(diǎn)是加速度保持不變，運(yùn)動方程1值得一提的是自由下落過程，豎直上拋，豎直下拋，運(yùn)動均是勻變速直線運(yùn)動，相關(guān)公式在高中學(xué)習(xí)過，書上也有詳細(xì)列出，請大家參 閱教材。2.拋體運(yùn)動從地面上某點(diǎn)把一物體以一角度投射出去，物體在空中的運(yùn)動就叫做拋體運(yùn)動，拋體運(yùn)動的時候拋出 角度也就是初速方向通常和水平是一定角度，因此拋體運(yùn)動通?？梢詫⑺俣确殖伤胶痛怪狈较騼蓚€分 量，相應(yīng)位移也分為水平、垂直兩段位

6、移，其運(yùn)動方程和其速率公式如下3圓周運(yùn)動，圓周運(yùn)動是一種比較常見的曲線運(yùn)動，什么是圓周運(yùn)動呢？簡單講質(zhì)心繞某一參考點(diǎn)沿著 圓的軌道運(yùn)動，比如手里拿根繩子，繩子一端系一小球，以手為參考點(diǎn)，將小球搖起來，使它在一個垂直 于地面的面上繞手作圓的運(yùn)動，關(guān)于圓周運(yùn)動又可以分為勻速率圓周運(yùn)動和變速率圓周運(yùn)動。勻速率圓周運(yùn)動，速度大小恒定，速度方向則不斷變化，由于速度是矢量，所以方向的改變意味著必V2d 有加速度，其加速度為其方向指向圓心，與速度垂直，所以是改變速度的方向而不改變速度的大小。對于變速率圓周運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向都在改變，因此它的加速度往往有兩個，一個切向加速 度，一個法向加速度，前者改變

7、速度大小，后者改變速度方向。dv計算公式dt5考前串講資料物理(工)課程代碼0420#考前串講資料物理(工)課程代碼0420此外和圓周運(yùn)動還有關(guān)系的兩個物理量角加速度和角速度。角速度是指質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動時，假設(shè)走過一段弧長為s,相應(yīng)的半徑所轉(zhuǎn)過的角度為 0，設(shè)角度隨時de&間t的變化率就是角速度通常用 3表示，即 丄因?yàn)榻撬俣鹊拇嬖?，為了避免混淆，我們通常將前面的速度稱為線速度4 相對運(yùn)動（簡單介紹）下面介紹本章節(jié)的第二部分"力”，自然界力的形成很多，比如，物體由于接觸而產(chǎn)生的壓力、拉力、 摩擦力，又如帶電體在電場、磁場中受到的電磁力等，我們在本章節(jié)中主要涉及以下幾種力：A.

8、萬有引力：自然界中的任何兩物體之間都存在著相互吸弓|,這種力我們稱之為萬有引力。比如地 球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力。那么萬有引力如何進(jìn)行計算呢？量化萬有引力的定律我們稱它為萬有引力定律r2 ，其中r表示兩物體質(zhì)點(diǎn)間距離，酬1、%為兩物體質(zhì)量，G為任何物體質(zhì)量均適用的普遍常量，被稱作萬有引力常量，G的取值是P28。F為兩物體質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生的萬有引力。值得說明的上述定律僅對質(zhì)點(diǎn)才成立，比如如果計算兩球體物之間的萬有引力，公式中的r指兩球心間距，B. 重力：地球?qū)ζ浔砻娓浇奈矬w的引力，稱之為重力，物體由于重力而產(chǎn)生的加速度我們稱之為P二G答重力加速度，重力實(shí)質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的萬有引力，其大小計算公式廠 M為地

9、球質(zhì)量，r地心到物體距離，m為物體質(zhì)量。由此得到的重力加速度可見重力加速度和物體本身質(zhì)量無關(guān)，但實(shí)際計算過程中g(shù)通常不用計算，直接取值9.81m/s2 , 一般取 9.8m/s2C. 彈性力：什么是彈性力呢？所謂的彈性力就是指當(dāng)具有彈性的物體受到力的作用后發(fā)生形變時, 物體總是對使其發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用，這種力就是彈性力，典型的彈性力主要有：-齊 這是R為勁度函數(shù)，其單1.彈簧的彈性力：彈簧彈性力是大家熟悉的，彈簧彈性力的量化也就是計算公式:#考前串講資料物理（工）課程代碼 0420 位為N/m, x為位移式中負(fù)號表明力和位移方向相反。2.正壓力一個物體和另一個物體接觸，比如一個物體靜止

10、擺放在桌面上，由于重力作用，它將對桌面產(chǎn)生一個 壓力，這個壓力就是一種正壓力，它通常沒有明確的計算公式，而需要根據(jù)實(shí)際發(fā)生的情況，受力分析計 算。通常和物體質(zhì)量有關(guān)系。3繩中張力當(dāng)繩子受到拉伸的時候，它會因?yàn)槁杂猩扉L而形成彈性力，這種拉力的方向沿繩長方向，這種彈性力 不僅作用在繩子的兩端連結(jié)的物體上，同時也存在繩子的內(nèi)部。我們把這種拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩 部分通過截面的相互作用力稱之為該截面處張力。值得注意的是，如果繩子可以忽略質(zhì)量的話，則不論繩 子靜止還是運(yùn)動著的，繩中各處張力相等并且等于繩子兩端所受外界給予的拉力的大小。如果繩子的質(zhì)量 不能忽略，則張力還和繩子的加速度有關(guān)，這一點(diǎn)要注意

11、，尤其是在解有關(guān)張力的計算題時，一定要看清 楚題中條件。D.摩擦力靜摩擦力是指兩物體沒有相對運(yùn)動但有相對運(yùn)動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力。例如靜摩擦力可以是從零到某個最大值之間的任一數(shù)值， 我們將這個最大值稱最大靜摩擦力，其計算公式= '：-：J Ho靜摩擦系數(shù)，N正壓力注意：該式只計算的是最大靜摩擦力，對其它處于最大值和零之間靜摩擦的只能根據(jù)實(shí)際情況受力分析確定。當(dāng)物體之間因?yàn)榛瑒佣a(chǎn)生的摩擦力，我們稱之為滑動摩擦力，其計算公式一H滑動摩擦系數(shù)。上面我們介紹了幾種常見的力和常見的幾種運(yùn)動，那么物體受到的力和物體的運(yùn)動到底有沒有關(guān)系？ 如果有，那么應(yīng)該遵循一個什么樣的定律呢？這就引出了牛頓三個重

12、要定律：牛頓第一定律：“任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，除非它受到作用力而被近改變這種狀態(tài)”這一定律的實(shí)質(zhì)是告訴我們力的作用能夠迫使物體改變運(yùn)動狀態(tài)，揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系。那么這一關(guān)系 如何得到量化呢？這就是牛頓第二定律。牛頓第二定律：物體受到外力作用時，所獲得的加速度a的大小與外力F的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向和外力相同， 其數(shù)學(xué)表達(dá)式"='這一定律將力F和運(yùn)動學(xué)中物理量加速度 聯(lián)系在一起，明確了它們之間的數(shù)量關(guān)系，這是非常重要的一個定律，是我們習(xí)題求解時常用到的。牛頓第三定律講的是作用力和反作用力，因此又被稱為作用力和反作用定律若物體A以力F1作用

13、于物體B,則同時物體 B以力二 作用于物體A,這兩個力的大小相等，方向相 反，兩力作用在同一條直線上，如果F1、F2之間中有一個力稱為作用力，則另一個力叫作反作用力，關(guān)于牛頓第三定律需要強(qiáng)調(diào)的是：作用力和反作用力總是同時存在的作用力和反作用力是作用在不同的物體上作用力和反作用力是屬于同一種類型的力 守恒定律這部分主要包括動量守恒定律和能量守恒定律。 首先我們來介紹動量守恒定律，從四個方面來介紹：7考前串講資料物理（工）課程代碼04201質(zhì)點(diǎn)的動量守恒定律和質(zhì)點(diǎn)動量守恒定律相關(guān)的物理量主要有兩個"動量""沖量”什么是物體的動量呢?物體的質(zhì)量 m和其速度v的乘積稱為物

14、體的動量，通常用P表示，動量是一個矢量，單位kg.m/s，沖量是指力在時間上的累積作用。通常用I表示，單位N?S這是一個矢量，其計算公式#考前串講資料物理（工）課程代碼0420牛頓第二定律 F二打沁指明了受力物體所受的力和加速度關(guān)系，但是這里的力是瞬時作用，物體的運(yùn) 動狀態(tài)也是該瞬時的變化趨勢，那么假使力不是瞬時的而是持續(xù)作用一段時間會產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？根據(jù)二兒F'dt - d(wv)rFdt - =柳溝-哪容易觀察等式左側(cè)為沖量定義，右邊為狀態(tài)改變前后動量差值，這說明力在時間上累積效果是使受力 物體獲得了動量變化，這就是動量定理。2.質(zhì)量系數(shù)的動量定理首先要正確理解質(zhì)點(diǎn)系的概念，上面介

15、紹的動量定理通常以一個物體為研究對象得出的，假如說現(xiàn)在 有若干個物體，它們存在相互作用，不言而喻，對這若干個物體中的每個物體單獨(dú)而言，上述動量定理是 適用的，如果現(xiàn)在我將這若干個物體看作一個整體，那么動量定理對這個整體是不是還成立呢？如果成立,滿足什么條件？這就是質(zhì)點(diǎn)系的動量定理。所謂質(zhì)點(diǎn)系就是指將相互作用的若干物體看成一個整體，當(dāng)每個物體被看成質(zhì)點(diǎn)時，這個整體就是質(zhì) 點(diǎn)系，亦稱系統(tǒng)。系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)相互作用力稱為內(nèi)力系統(tǒng)外的其它物體對系統(tǒng)任一質(zhì)點(diǎn)的作用力稱為外力，有了這些定義就可以明白質(zhì)點(diǎn)系的動量定理。質(zhì)點(diǎn)系動量定理：作用在系統(tǒng)上的外力的總沖量等于系統(tǒng)總動量的增量，系統(tǒng)總動量增量等于系統(tǒng)中

16、所有質(zhì)點(diǎn)的動量增量的和。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)系所受外力為零或不受外力作用時，系統(tǒng)總動量保持不變一一動量守恒定律 3.質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動時動量定律在這種情況下的動量定理一般被稱為質(zhì)點(diǎn)的角動量定理，相應(yīng)的動量守恒定律被稱為角動量守恒定 律，一定要注意質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動的條件。首先我們要學(xué)習(xí)兩個新的物理量，角動量和力矩。角動量定義為：位矢和質(zhì)點(diǎn)動量的向量積兒一'-大小：P二1；方向：垂直于和決定平面，指向右手螺旋定則判定。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動時 4R為園周半徑力矩定義為：位矢和力的向量積數(shù)值方向垂直于和一決定平面，指向按右手螺旋定則，單位N.m有了上面兩個概念，我們就可以了解質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動的條件下的

17、角動量定理了，“作用在質(zhì)點(diǎn) 上的合外力矩等于質(zhì)點(diǎn)角動量的變化率”如果質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系所受外力矩的矢量和為零，則此質(zhì)點(diǎn)系或質(zhì)點(diǎn) 的角動量保持不變，這就是質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動的條件下的角動量定律。4剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動條件下的動量相關(guān)定律首先要了解什么是剛體？剛體是指具有一定形狀和大小，但不發(fā)生形變的物體，特征是剛體內(nèi)任何兩點(diǎn)之間的距離，在運(yùn)動過 程中保持不變，剛體不能簡化為質(zhì)點(diǎn)雖然剛體是對實(shí)際物體的一種理想化模型，正因?yàn)槿绱?，剛體條件下 的動量定理，動量守恒定律在形式上的表達(dá)式發(fā)生了改變，為了了解剛體條件下動量定理和動量守恒定律 的形式，同樣要先學(xué)習(xí)幾個新的物理量。 轉(zhuǎn)動慣量：想象一下，將剛體分割成無數(shù)

18、個小塊，每個小塊運(yùn)動規(guī)律可以適用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律，這 樣的小塊我們稱它為質(zhì)元轉(zhuǎn)動慣量是各質(zhì)元質(zhì)量和其到轉(zhuǎn)軸垂直距離平方的乘積之和 剛體角動量Iw, w為角速度，不同于轉(zhuǎn)動質(zhì)點(diǎn)的角動量； 沖量矩：力矩和其作用時間乘積，剛體在合外力矩M作用下獲得角加速度與合外力矩大小成正比,并與轉(zhuǎn)動慣量成反比。此定律為剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律。剛體的角動量定理，轉(zhuǎn)動剛體所受的沖量矩等于這剛體在這段時間內(nèi)角動量的增量。角動量守恒定律當(dāng)合外力矩為零時，剛體角動量保持不變。上面我們介紹了不同情況下的動量定理和守恒定律，注意在使用時一定要對應(yīng)使用的情況，不同情況 使用不同條件下的相關(guān)定律，下面我們介紹和能量相關(guān)的定理和守恒定律。

19、為此首先介紹幾個相關(guān)概念。功：力是力沿質(zhì)點(diǎn)位移方向的分量和質(zhì)點(diǎn)位移大小的乘積。功能：1.v為速率勢能：物體在保守力作用下的每一個位置時貯存的一種能量這種能量叫勢能。那么什么又叫保守力 呢？保守力是指作功和路徑無關(guān)的力，具有這種特點(diǎn)的力主要有萬有引力、彈性力、重力，對應(yīng)的勢能就有重力勢能、萬有引力勢能、彈性勢能，相應(yīng)的計算公式。由于作功h、r、x均為高度、距離、位移，有了上述相關(guān)定義，我們就可以學(xué)習(xí)功能定理和功能原理以及機(jī)械能守 恒定律了，對于單質(zhì)點(diǎn)來講，所謂功能定理就是說合力對物體所作的功等于物體功能的增量。對于質(zhì)點(diǎn)來 講是說質(zhì)點(diǎn)系的功能的增量等于所有外力的功和內(nèi)力的功的代數(shù)和，即 的力包含保

20、守力和非保守力，根據(jù)保守力作功特點(diǎn)，它和勢能有關(guān)，由于勢能代表一種能量，因此實(shí)際上 常常將勢能和動能的和稱之為機(jī)械能。在這種情況下，上述功能定理的形式就變?yōu)榱?町話糾:=這就是功能原理，這里 E、Eo代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中的機(jī)械能。即質(zhì)點(diǎn)系在運(yùn)動過程中，它的機(jī)械能增量等于外力的功和非保守力所作的功的和。此原理提示我們在利用功能原理作題的時候，如果出現(xiàn)保守力，要注意，利用功能原理。由功能原理我們知道，一個系統(tǒng)的機(jī)械能可以通過外力對系統(tǒng)作功而發(fā)生變化，也可以通過系統(tǒng)內(nèi)部 的非保守力作功而發(fā)生變化，如果在一個系統(tǒng)的運(yùn)動過程中，外力對系統(tǒng)作功為零，同時系統(tǒng)內(nèi)又沒有非 保守力作功，則在運(yùn)動過程中的機(jī)械能保守

21、不變，此即機(jī)械能守恒定律。寶典型習(xí)題1 .一質(zhì)量沿x軸運(yùn)動，運(yùn)動方程亠- 一 x的單位為m t的單位為s,求質(zhì)點(diǎn)（1）出發(fā)時（t=0） 時的位置和速度（2）t=1s和3s時的速度大小和方向的速度為零的時刻和回到出發(fā)點(diǎn)的時刻。2.質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動，其速度與時間關(guān)系公式已知t=0時刻質(zhì)點(diǎn)位于質(zhì)點(diǎn)右方（+x）方向20m處。求（1） t=2s時質(zhì)點(diǎn)的位置；（2）此時質(zhì)點(diǎn)的加速度。600角的拉力F作用而沿水平地面滑動, 求拉力F應(yīng)多大？并求木箱對地面的正壓3 .一質(zhì)量m=50時的木箱放在水平地面上，受到與水平仰角 木箱與地面間的滑動摩擦系數(shù)為 u=0.20 ,若欲使木箱勻速運(yùn)動, 力。4.質(zhì)量為m的重物，

22、沿傾斜角 fi = 30 的粗糙平面斜坡下滑,重物與斜坡之間的滑動摩擦系數(shù)3 =0.30 ,求重物F滑的加速度和重物對斜坡的正壓力?5 在河水速度的地方有小船渡河，如果希望小船以"'-4-'的速度垂直于河岸橫渡，問小船相對河水的速度的大小和方向應(yīng)如何？6.質(zhì)量為m=0.2kg的小球以二代' 二的初速度與地面法線成 a =30°角的方向射向水平地面，然后 沿與法線成3 =600角的方向彈起，碰撞時間 0.01S，設(shè)地面光滑，求小球沿地面的平均沖力。6用繩系一小球使它在光滑的水平面上作勻速率圓周運(yùn)動，其半徑1，角速度。現(xiàn)通過圓心處的小孔緩慢地往下拉繩，使

23、半徑逐漸減少，求當(dāng)半徑縮為r時小球的角度。&計算半徑為 R,質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓需對通過盤心并與盤面垂直的固定軸的轉(zhuǎn)動慣量。9 質(zhì)量為川 kg的子彈，以400m/s的速度水平射穿一塊固定的木板，子彈穿出板后速度變?yōu)?100m/s，求木板阻力對子彈作功？10. 質(zhì)量m=2kg的物體沿一圓弧形軌道從 a點(diǎn)靜止下滑到b點(diǎn)，到達(dá)b點(diǎn)的速率卩廠匕U，已知圓 弧半徑為R=4m求物體從a點(diǎn)到b點(diǎn)摩擦力作功為多少？參閱教材新頁圖2 27 質(zhì)量為m的單擺，由長為I的細(xì)繩掛起，在豎直平面內(nèi)擺動，已知當(dāng)擺角為0時擺錘的速率為零， 求擺錘在最低點(diǎn)速率，空氣阻力不計。11考前串講資料物理（工）課程代碼0420#考前

24、串講資料物理（工）課程代碼0420第二篇熱學(xué)宜 2.1氣動理論掙#考前串講資料物理（工）課程代碼042013考前串講資料物理（工）課程代碼0420<2.2熱力學(xué)理論#考前串講資料物理（工）課程代碼0420#考前串講資料物理（工）課程代碼0420熱力學(xué)1熱力學(xué)第一定律W+Q=EL-Ei2實(shí)貞是能量和伏態(tài)改變 之閭的關(guān)系1加力學(xué)第二定崖解決的是狀態(tài)改變的方向 2徽觀實(shí)質(zhì)是向徽觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀 狀態(tài)進(jìn)行#考前串講資料物理（工）課程代碼0420#考前串講資料物理（工）課程代碼0420循等等環(huán)壓過過過稈程程等容過程可 逆 不 逆 過 程1隔増加原理 宏觀孤立體系內(nèi) 所發(fā)生的冥際過 程總是沿著爛増

25、 加的方向進(jìn)行 2波爾茲辱關(guān)系 S=kli泊松比 C嚴(yán)+R Cv=i/2R y=Cj/Cvi +2/i13E頁公式4.25?覽程特點(diǎn)是內(nèi)能不變記性泊松方程，求解公式見14）頁 過程特點(diǎn)熱量交換盅零熱機(jī)循環(huán) 制冷循環(huán)這一篇主要講述的內(nèi)容是以氣體為研究對象時所涉及的物理量，以及氣體狀態(tài)改變所涉及的功、熱、內(nèi)能運(yùn)算研究氣體時所涉及的物理量主要有P、V、T分別為壓強(qiáng)、體積、溫度。氣體的狀態(tài)可以用一組P、V、T來表示，如果氣體的 P、V、T中有物理量發(fā)生改變，我們就稱之為氣體狀態(tài)改變了，因此在研究氣體的時候不同狀態(tài)的氣體通常可能遵循不同的規(guī)律，這樣研究氣體就沒有標(biāo)準(zhǔn)了，結(jié)果也會五花八門，為此，我們規(guī)定一

26、種標(biāo)準(zhǔn)的研究狀態(tài)，即在壓強(qiáng)Fb=1atm，溫度為To=273.15K時，此時1摩爾的任何氣體的體積P、V、T均為.此即阿伏加德羅定律，符合該定律的氣體，稱之為理想氣體，理想氣體的通常符合丄. ，關(guān)于R稱之為普遍常量，上述公式涉及的單位詳見P107。前面講到氣體的狀態(tài)涉及 P、V、T,那么P、V、T究竟是什么，如何產(chǎn)生的呢?我們知道氣體分子通常是運(yùn)動的，關(guān)于氣體體積V比較容易理解，它通常和盛裝氣體容器有關(guān)，因此在此不再敘述壓強(qiáng)如何產(chǎn)生的呢？我們在雨天打傘，雨點(diǎn)打在傘上你會通過手感到雨點(diǎn)對傘的壓力，如果 將裝在容器的氣體分子想像成雨點(diǎn)，由于它們無規(guī)則雜亂無章的熱運(yùn)動，必然和裝它的容器壁發(fā)生沖撞，

27、大量分子對器壁的沖撞就會形成對器壁的壓力作用，此即壓強(qiáng)成因，如果是理想氣體的話，則其壓強(qiáng)可通 過下式求取173 NH V是單位體積的平均分子數(shù)，V為分子熱運(yùn)動的速率。關(guān)于反映分子熱運(yùn)動的分子速率主要三種方均根速率，通常最慨然速率，通常L表示,平均速率上述理想氣體壓強(qiáng)公式中,V為方均根速率的平方。上面介紹了壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)和壓強(qiáng)的計算公式，那么什么是溫度呢？溫度是衡量分子熱運(yùn)動的劇烈程度的，在數(shù)值上它和分子熱運(yùn)動的平均平動動能有關(guān)，分子的平均平e = -kT動動能是指將分子看成一個質(zhì)點(diǎn)，作平移運(yùn)動，其熱運(yùn)動動能就是平動動能，其量化公式- ，分子作無規(guī)則熱運(yùn)動表明分子具有能量，這種能量不僅僅體現(xiàn)在平

28、動動能上，還體現(xiàn)在分子可以轉(zhuǎn)動，振動等E 二上T運(yùn)動形式上，將上述所有可能的能量的和稱之為分子熱運(yùn)動總能量。每個分子平均總能量/ ，i為自由度，關(guān)于自由度大家要記清楚不同分子種類的自由度，詳見P114頁。除了上述分子熱運(yùn)動能外分子和分子間還存在勢能，將分子熱運(yùn)動的功能和熱能的和叫作物質(zhì)的內(nèi)能，對于理想氣體，由于忽視分子間作用力，所以理想主體的內(nèi)能是指分子熱運(yùn)動動能的總和。質(zhì)量M摩爾質(zhì)量 mol的的理想氣體內(nèi)能要牢牢掌握本章節(jié)留閱讀，教材第 7節(jié)氣體分子熱運(yùn)動的速率分布規(guī)律，在115頁，希望課后認(rèn)真閱讀。熱力學(xué)基礎(chǔ)這一章是這一篇的重點(diǎn)，熱力學(xué)基礎(chǔ)這一章主要分為兩部分內(nèi)容:（1）氣體狀態(tài)從一個狀態(tài)

29、向另一個狀態(tài)變化，從能量角度涉及哪幾個物理量，對于幾種典型的變化 過程Q W E如何計算。（2 ）氣體狀態(tài)從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)改變能不能發(fā)生，如果能夠發(fā)生，發(fā)生條件是什么，前者和 熱力學(xué)第一定律有關(guān)，后者和熱力學(xué)第二定律有關(guān)。熱力學(xué)系統(tǒng)從平衡狀態(tài) 1向狀態(tài)2變化中，外界對系統(tǒng)所作的功和外界給系統(tǒng)的熱量二者之和是恒定 的。等于系統(tǒng)的內(nèi)能。定律表明：1.狀態(tài)改變涉及功、熱、內(nèi)能2 .功、熱、內(nèi)能三者建立了量上的關(guān)系，那么 平衡過程中功、能、熱如何計算呢？平衡過程中功的計算:平衡過程中熱量的計算:Q尋CDC是摩爾熱容量，通常又分為定壓摩爾熱容量和定容摩熱容量。因此對于等壓過程熱量計算對于等容過程熱

30、量計算內(nèi)能的計算原則上，上述對熱、功、內(nèi)能計算的方法對所有狀態(tài)改變所經(jīng)歷的過程來講，計算公式都是適用的。 下面我們就以幾個變化過程為例，看實(shí)際狀態(tài)改變過程三個物理量變化如何計算的。A.等容過程等容過程就是指在狀態(tài)改變前后體積恒定不變，由于體積恒定不變，所以過程作功變化為零。系統(tǒng)內(nèi) 能的變化就等于熱的變化。他訂產(chǎn)we產(chǎn)熱量計算-AE二”上_血_石）內(nèi)能變化內(nèi)能的計算由上述兩式相等得B.等壓過程等壓過程就是指狀態(tài)改變前后的壓強(qiáng)恒定，此時功、熱、內(nèi)能均存在。護(hù)二丹卩二P（珂_齊）二尸眄_ F殲二上一R爲(wèi)_丄】；?爲(wèi)二丄 州M胡% 心%根據(jù)丄_可以推知 -._一：_丄c.等溫過程等溫過程就是在狀態(tài)改變

31、的過程中溫度不變，理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)因此等溫過程的內(nèi)能 變化為零意味著過程的功和熱相等。17考前串講資料物理（工）課程代碼0420#考前串講資料物理（工）課程代碼0420D.絕熱過程系統(tǒng)和外界之間沒有熱量傳遞即一 ，稱之為絕熱過程。在這種特殊的過程中，理想主體的狀態(tài)參量變化f廠二常量或厲刃二弘尸二> 1我們稱上述等式為泊松方程，其中r為泊松比，關(guān)于絕熱過程中的計算，只要記住泊松方程，按照公式解題就是了。鹿"匝二-二胡）q絕熱過程沒有熱量交換，按照熱力學(xué)第一定律在絕熱過程的特點(diǎn)是絕熱膨脹過程中系統(tǒng)沒消耗本身的內(nèi)能對外界作功，因而系統(tǒng)溫度下降，在絕熱 壓縮過程中，外界對

32、系統(tǒng)所做的功完全用來增加系統(tǒng)內(nèi)能，因而系統(tǒng)溫度升高，下面我們介紹一下熱力學(xué) 第一定律的應(yīng)用。帶動連桿,熱機(jī)就是利用吸收的熱量對外作功的設(shè)備，典型熱機(jī)比如氣缸中氣體膨脹，推動相連活塞，曲軸，那么這種有用途的設(shè)備的工作原理是怎樣的呢？涉及兩個內(nèi)容：如何獲吸熱量如何實(shí)現(xiàn)對外作 功。實(shí)際情況這兩方面的任務(wù)通過以下三個過程實(shí)現(xiàn)：（1 ）等溫膨脹 這一過程實(shí)現(xiàn)吸熱 Q（2）等壓壓縮過程 系統(tǒng)向低溫?zé)釒旆懦鰺崃?Q2#考前串講資料物理(工)課程代碼0420(3) 絕熱壓縮過程上述三個過程中系統(tǒng)對外作功表明整個過程中，系統(tǒng)并沒有將從外界吸收來的熱量Q,全部轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν饨缱鞴?，?9考前串講資料物理(工)課程代碼

33、0420#考前串講資料物理(工)課程代碼0420是將其中 部分變?yōu)楣?，而另一部?Q放給外界了，將 °】 稱之為熱機(jī)效率和熱循環(huán)相 反的過程冷機(jī)循環(huán)，比如電冰箱制冷，其過程和熱機(jī)循環(huán)相似，但是在 P V圖中正好逆向的，請大家參 閱教材145頁，要記住了解致冷系數(shù)的概念。以上我們介紹的是熱力學(xué)第一定律，下面我們介紹熱力學(xué)第二定律。正如前面所敘述的，熱力學(xué)第二定律所解決的問題是實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行方向，比如我們知道溫度可以從高 溫向低溫傳導(dǎo)，那么能不能反過來，溫度從低溫自動的不需要任何影響的向高端傳導(dǎo)，不能那又是什么原 因呢？這就是熱力學(xué)第二定律告訴我們的東西。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)講的是在宏觀孤

34、立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程，總是由包含微觀狀態(tài)數(shù)目少的宏觀 狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進(jìn)行，宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)數(shù)目為該宏觀狀態(tài)的熱力學(xué)概率P152第九節(jié)，理解即可。熱力學(xué)第二定用表示，關(guān)于宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)的數(shù)目大家閱讀教材 律的量化形式 SlnQ一：熱力學(xué)概率s：熵，它是分子運(yùn)動無序性的量度。引入熵后，熱力學(xué)第二定律又可表示為：在宏觀孤立系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的實(shí)際過程是沿著熵增加的方向進(jìn) 行。1 .質(zhì)量為 2.8xW3 kg,溫度300k，壓強(qiáng)為1atm的氮?dú)猓葔号蛎浀皆瓉淼捏w積的二倍，求氮?dú)鈱?外所作的功，內(nèi)能增量以及吸收的熱量。2 容器內(nèi)貯有 3 2x1 尸 kg氧氣，溫度為3

35、00k，等溫膨脹為原來的體積的2倍，求氣體對外所作的 功和吸收的熱量。3 .一定量氮?dú)?，其初始溫度?00k,壓強(qiáng)為1atm，將其絕熱壓縮，使其體積變?yōu)槌跏俭w積的1/5 ,試求壓縮后的壓強(qiáng)和濕度各為多大？并將壓強(qiáng)與等溫壓縮成同樣末體積時所得壓強(qiáng)比較。本篇典型習(xí)題1參考教材107頁習(xí)題2 參考教材108頁習(xí)題3 參考教材136頁習(xí)題4 參考教材137頁習(xí)題參考教材141頁習(xí)題#考前串講資料物理（工）課程代碼0420&第三篇電磁學(xué)強(qiáng)3.1電學(xué)基礎(chǔ)傲?#考前串講資料物理（工）課程代碼042021考前串講資料物理（工）課程代碼04201電場E=F阿 2電通量 *=EJs3高斯定 理 fEdS

36、=l/E<Zq正/L<r排斥k71F通過電場產(chǎn)主庫住力F=】電勢 gTEdlI功A =q UvUj 5電勢的疊 加原理申等勢面|電勢能|W=qU電荷吸引電荷 負(fù)導(dǎo)體的靜電平衡電介屬條件下的電容#考前串講資料物理（工）課程代碼0420特特點(diǎn)點(diǎn)#考前串講資料物理（工）課程代碼0420#考前串講資料物理（工）課程代碼04201導(dǎo)體的內(nèi)部的場強(qiáng)處處為客，表面場強(qiáng) 外處垂直于導(dǎo)體表面2整亍導(dǎo)體為琴勢體.表面為等勢面3導(dǎo)體表面的場軽和導(dǎo)體表面的電荷窖 度成正比4靜電平衡時電荷分布在導(dǎo)體表面.內(nèi)都 靜電和為零兩極板間電勢差和場強(qiáng)均減少到複 間為真空的珀電蓉増大為冥空時 的B倍菇対相對電容率機(jī)磁-

37、'T*-#考前串講資料物理（工）課程代碼0420有極毎芋一取向極化 無極分子一位移極化束竦 電荷電容僅和導(dǎo)體的理狀，大小有關(guān),面號電量電動電君器的電容 C =Q/UrUi C =s（S/d 擊穿坯強(qiáng)孤立導(dǎo)體的電容C=qrtJ高斯定理通過任意閉合曲面的電位移通量等 于曲面所包圉的自由電荷的代數(shù)和 |DdS=£q D =eE為電位穆通量卜莫3.2磁學(xué)基礎(chǔ)瞪#考前串講資料物理（工）課程代碼042023考前串講資料物理（工）課程代碼0420I =(JdS霍爾效應(yīng)洛侖茲力FqE+VxBE-0時F =q VxB運(yùn)動電荷t安培定建dF= Bldlsuifl1r導(dǎo)圈線受受力J力右手定則246

38、-24E 頁電濾非靜電力做功形成電動勢I =dQ/di電疣密度 J=dI/dSi作用力電流的連續(xù)性方程 fLJdS=-dQ/dt 穂恒電流 fLJdS =0磁感應(yīng)強(qiáng)度磁化運(yùn)動電荷畢奧薩茂的磁煬爾定律B=間如BqvXrJZt3-Ho/4irJldl1xrA3高斯定理If BdS=0 恚明單獨(dú)磁核不存在安培環(huán)路定理際B伯o 相對磁辱 率 順磁性 抗磁性 鐵晞性磁化機(jī)理礒化電瘋束轉(zhuǎn)電硫有磁介質(zhì)條 件下的安培 環(huán)路定理H EJp磁場 強(qiáng)度矢星#考前串講資料物理（工）課程代碼0420感生電豹勢 來源于外力電磁學(xué)，從字面上很容易想到這章的內(nèi)容是和電磁有關(guān)，只所以稱之為電磁學(xué)，是因?yàn)殡姾痛诺拿芮?關(guān)系。下面

39、首先介紹電學(xué)及和電學(xué)相關(guān)的物理量，講到這里，說些題外話，仔細(xì)的同學(xué)一定發(fā)現(xiàn)，我們在介 紹每一篇的時候總是先介紹研究對象，然后介紹研究對象涉及的相關(guān)物理量，進(jìn)而量化這些物理量之間的 關(guān)系，這是物理學(xué)科的特點(diǎn)，我們應(yīng)該沿著這樣的脈絡(luò)來學(xué)習(xí)。電雖然和我們很熟悉，但如果有人問你什么是電，你很難回答，因?yàn)殡姳旧硎呛艹橄蟮臇|西，所以最 初的發(fā)現(xiàn)僅僅是通過觀察帶電體對其他物質(zhì)的影響開始的。因此當(dāng)一個物體經(jīng)過摩擦以后有了吸引輕小物 體的性質(zhì)的時候，我們就稱這個物體帶了電。電荷是電的基本單元。比較物體間帶電多少就是比較它們擁有電荷的數(shù)目，電荷的多少叫電量，電量 的單位庫侖。自然界中電荷主要有兩類，一類帶正電稱之

40、為正電荷，一為帶負(fù)電稱之為負(fù)電荷，一個電子 帶電量正好是一個負(fù)電荷，約為 - -I - - - ' Co點(diǎn)電荷：帶電體抽象為電荷集中于一個幾何點(diǎn)的理想化模型。電荷的基本性質(zhì)是和其他電荷發(fā)生相互作用，也就是說點(diǎn)電荷和點(diǎn)電荷之間存在力的作用，這種力的大小可通過庫侖定律來表示：真空中兩帶電的點(diǎn)電荷之間的相互作用的靜電力大小和它們所帶電量上：土乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力沿兩點(diǎn)電荷的連線，即上式表明真空中，兩個電荷，相隔一定距離，中間并不存在由分子、原子組成的媒介物，卻可以發(fā)生 相互作用，顯然不是上述公式的錯誤，因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)果是庫侖先生通過試驗(yàn)總結(jié)的結(jié)果，那么就可以推知電 荷

41、和電荷之間所產(chǎn)生的相互作用，一定有其他的原因。這就是“場”的概念的由來，也就是說任何一個電 荷，在自己的周圍空間都能激發(fā)電場，電場的一個基本性質(zhì)就是對處于其中的電荷產(chǎn)生作用力。這種作用 力我們稱之為電場力，反應(yīng)電場強(qiáng)弱的物理量我們稱它為電場強(qiáng)度。其定義為：它表明靜電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度矢量的大小等于帶有單位電量的電荷在該點(diǎn)所受電場力的大小，其 方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向相同。E上宀F一個點(diǎn)電荷形成電場中，距離點(diǎn)電荷r處的點(diǎn)P的場強(qiáng)度為'' " !'假設(shè)存在若干個電荷，每個電荷都會產(chǎn)生電場，它們的電場將發(fā)生疊加，此時我求某點(diǎn)P的場強(qiáng)如何計算呢？首先將每個

42、電荷單獨(dú)化處理，即假設(shè)其他電荷不在，求出單獨(dú)狀態(tài)下的電場強(qiáng)度，然后 將每個電荷在P處的場強(qiáng)加合這也就是電場疊加原理。為了形象描述電場中的強(qiáng)弱分布，在電場中人為地作出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向與該 點(diǎn)場強(qiáng)一致，這些曲線稱為電場線，電場線疏密反映電場的弱強(qiáng)，電場中任一給定點(diǎn)附近，穿過垂直于場 強(qiáng)方向的單位面積的電場線數(shù)與該點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，通過某一個面的電場線數(shù)稱為通過該面的電通量有了電通量的概念，我們就可以將電場線和產(chǎn)生電場線的電荷聯(lián)系起來，二者存在的關(guān)系就是高斯定 理。“在真空的靜電場中，通過任意封閉曲面的電通量等于該封閉曲面所包圍電荷的電量的代數(shù)和的 /廚 ”u O高斯定理反映了靜電

43、場是有源場。根據(jù)前面講過的知識，如果一點(diǎn)電荷放在電場中，則會受到電場力的作用，一個點(diǎn)電荷受到力后會怎 樣呢？想想看很明顯是點(diǎn)電荷將在力的方向上移動，點(diǎn)電荷移動就會作功，所作的功為：觀察上式，一旦點(diǎn)電荷給出則一 "i變成常量，這樣一來 山“就只有和有關(guān)了，說明靜電場力對電荷所做的功只取決于被移動電荷的電量和所經(jīng)路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，而與移動的具體路徑無關(guān)，說明靜電場力是什么力啊!保守力，也就是說靜電場是保守場，靜電場是保守場的另一表現(xiàn)是靜電場場強(qiáng)的環(huán)流恒等于零。為什么呢請看下面推導(dǎo)，電場力沿閉路做功為零 州=f dA 0f 創(chuàng)=f 護(hù)敷=qEdl = 0這個定理就是安培環(huán)路定理。上述

44、講解中我們知道靜電場是保守場，靜電場力是保守力，保守力、保守場又有什么特點(diǎn)呢？想想看，保守場一個特點(diǎn)是物體在保守場作用下每一個位置都具有能量，稱之為勢能！靜電場既然是保守場，處于靜電場某點(diǎn)則必存在勢能。靜電場中這種勢能我們稱之為靜電勢能，簡稱電勢能。電勢能計算公式：W=qU也就是說，一個電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能等于它的電量與電場中該點(diǎn)電勢的乘積，上式中q為點(diǎn)電荷所帶電點(diǎn)，U為點(diǎn)電荷所在位置電勢，W為勢能。上式中涉及一個量叫電勢，電勢如何計算呢？電場中假設(shè)兩點(diǎn)a，b，點(diǎn)電荷從a移到b，電勢能變化等于電場力作功，即聊=I：拠y %所以二2-即電場中任兩點(diǎn)間電勢差等于場強(qiáng)在這兩點(diǎn)間的線積分。實(shí)際中，

45、通常選一參考點(diǎn)，通常選無限遠(yuǎn)處，令其電勢為零，則某點(diǎn)電勢關(guān)于電勢還有一個簡單定義就是等勢面，很容易理解，所謂等勢面就是指某面上電勢均相等，等勢面 有三個主要性質(zhì)，你知道么？不知道啊，呵呵，查看教材P191頁，簡單記如下。 在靜電場中，電場線和等勢面處處正交。 電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 等勢面密集處場強(qiáng)大，等勢面稀疏處場強(qiáng)小。前面講一個點(diǎn)電荷放在電場中會受電場力作用，如果我把一個中性的導(dǎo)體也就是對外不顯電性的導(dǎo)體 放到電場中會產(chǎn)生什么結(jié)果呢？我們知道，導(dǎo)體之所以被稱為導(dǎo)體是因?yàn)閮?nèi)有自由電子的，可以導(dǎo)電，當(dāng) 將一導(dǎo)體放在電場中后，導(dǎo)體中電子為帶電體，在電場作用下將發(fā)生移動。結(jié)

46、果電荷在導(dǎo)體表面發(fā)生凝聚，由于自由電子的移動，會有等量的正電荷出現(xiàn)，這樣在導(dǎo)體內(nèi)部就形 成了一個和其所處的電場電場方向相反的附加場，當(dāng)附加場場強(qiáng)正好等于外電場場強(qiáng)時，我們稱靜電平衡，此時導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體為等勢體，具有一定的電勢。如果導(dǎo)體是孤立導(dǎo)體也就是和其它帶電體 和導(dǎo)體都相距無限遠(yuǎn)的話，其所帶電量和電勢比值就是一個與導(dǎo)體形狀、大小等因素有關(guān)的量，而與q、U無關(guān)，我們稱之為電容：通常導(dǎo)體不是孤立導(dǎo)體，也就是說在其周圍常有其它導(dǎo)體或帶電體，這時導(dǎo)體的電容受到其他導(dǎo)體的 影響，常見的就是薄板電容器，即兩塊靠得很近的但彼此絕緣的導(dǎo)體薄板所組成電容器，薄板間保持真空 或者充滿電介質(zhì)來絕緣，此

47、時電容器電容：真空介質(zhì)時:如果充滿電介質(zhì):；為相對電容率， 匸電容率很明顯充滿電介質(zhì)的電容器的電容為真空電容的亠倍。為什么電容器極板間填充電介質(zhì)后電容會增加呢?這和電介質(zhì)在電場下極化有關(guān)。通常電介質(zhì)分子內(nèi)部電結(jié)構(gòu)不同，電介質(zhì)分子分成兩類：有極分子、無極分子，有極分子電偶極矩不為零，有電場作用時，電偶極子轉(zhuǎn)動，定向排列，在電介質(zhì)表面形成束縛電荷，發(fā)生極化稱為取向極化。 無極分子在外電場作用下，正負(fù)電子中心偏移形成電偶極矩形成極化稱位移極化。極化產(chǎn)生的束縛電荷將產(chǎn)生附加電場，該電場將削弱外電場， 從而使電介質(zhì)內(nèi)場強(qiáng)和外電場相比減弱, 電勢也相應(yīng)減弱，從而電容增加。電容器實(shí)質(zhì)是盛裝電量的器件，所以充

48、電后的電容器通常儲存一定的電能，該電能為W = -CU22對于平板電容器而言：單位體積的能量£ 2 2對任意電場，整個電場總能量關(guān)于磁場這一章，也就是書上的第六章穩(wěn)恒電流的磁場這一章，為什么講磁場而又去介紹穩(wěn)恒電流的 磁場呢？這是因?yàn)閷τ谖矬w的磁性，通常認(rèn)為它的根源是電流。這也是為什么這一章在介紹磁學(xué)的內(nèi)容前 給你先介紹電流的知識的原因，電流是電荷的定向移動所形成的，所以形成電流的導(dǎo)體是第一要存在可移 動的電荷，第二存在電場，因?yàn)榇嬖陔妶霾拍苁闺姾啥ㄏ蛞苿?，穩(wěn)恒電流是指導(dǎo)體中各點(diǎn)的電流密度是不 隨時間改變的，這種電流稱為穩(wěn)恒電流，有了這些我們就可以介紹穩(wěn)恒電流的磁場了。學(xué)習(xí)磁場這一章

49、知識的時候，一定要記住和上一章也就是電學(xué)的知識對照學(xué)習(xí)，上一章我們都學(xué)習(xí)了 哪些和電學(xué)有關(guān)的知識了呢？我們首先介紹電荷t電場t和電場相關(guān)的物理量：場強(qiáng)or電勢t帶電體在電場中受力作功t導(dǎo)體也就是中性物體在電場中被極化磁場這一章我們遵循下面的講解路線：電流T磁場T和磁場相關(guān)的物理量，主要是磁感應(yīng)強(qiáng)度T具有磁性的物體在磁場中受力T非磁性物體 在磁場中磁化。關(guān)于電流，也就是磁的起源，我們前面介紹過了，不再復(fù)述。磁場類似于電場，是帶磁體所激發(fā)的，磁場對置于其中的磁性體，比如運(yùn)動的電荷產(chǎn)生磁力作用，描述磁場強(qiáng)弱的物理量我們稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度，用丄;表示和電場強(qiáng)度相似。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，可以通過下式計算：

50、F為磁場某點(diǎn)處磁場力，q為電荷數(shù)，v為運(yùn)動速率，場強(qiáng)方向放在該點(diǎn)處的小磁針靜止時N極所指的方向。前面講過，電流可以形成磁場，下面我們來計算通電導(dǎo)線以及運(yùn)動的電荷在其周圍所形成的磁場中各 點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度。對于通電導(dǎo)線來講，它周圍形成磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以通過畢奧一薩伐爾定律求解，公式在229頁，很簡單。對于單個運(yùn)動電荷來講，它所形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)公式在235頁6.26式，也很簡單，記憶然后應(yīng)用就是了，在此不多費(fèi)口舌了，值得一提的是，畢奧一薩伐爾公式是個很重要的公式，常在計算題的 計算過程中用到，希望不要掉以輕心。上面對通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度作了簡單量化，下面我們就開始研究磁場對

51、具 有磁性的物體所產(chǎn)生的磁場力及其計算。首先研究通電導(dǎo)線在磁場中的磁場力通電導(dǎo)線可以在其周圍形成磁場，當(dāng)將其放到一個外加磁場中，它將受到外加磁場力的作用，這個作 用力大小為F彳dF彳觀in張血訛為電流之和所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角這表明所受磁場力和磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小、導(dǎo)線長度以及電流單元和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角有關(guān)系。這就是安培定律，所形成力的方向根據(jù)右手螺旋法則決定，這也是一個重要定理，要求熟練掌握。關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場中受力書上列舉了兩個實(shí)例1 通電導(dǎo)線和通電導(dǎo)線之間的作用。2 磁場對放在其中的通電矩形線圈的作用。上述兩種情況均可以利用安培定律得到分析。我們要學(xué)習(xí)這種分析方法，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的局限和串

52、講的關(guān) 系我們在此就不詳細(xì)介紹了，希望大家能夠在業(yè)余詳細(xì)閱讀教材245 248頁并將結(jié)論牢記。還有一種帶電體就是運(yùn)動的電荷，將其放在磁場中也會受到磁場力的作用，這種力我們稱之為洛侖茲 力，其求解公式：方向可根據(jù)右手螺旋法則確定洛侖茲力的特點(diǎn)是只改變粒子運(yùn)動方向，而不改變運(yùn)動速率的大小，這一點(diǎn)要清楚，當(dāng)空間除了磁場 外還在電場，也就是說運(yùn)動電荷同時受到電場和磁場的共同作用。此時J1 = i?CS+vxB）設(shè)質(zhì)量m帶電量q的粒子以速度：射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的均勻磁場，則其所受到的洛侖茲力X不考慮重力，粒子的運(yùn)動情況可能會有三種情況：（1） 和匚垂直，此時和丄，夾角為 _洛侖茲力大小F=qvB,力的

53、方向和運(yùn)動速度垂直，此力作用下粒子將作勻速圓周運(yùn)動。（2）=和二同向，即匚和夾角為零此時洛侖茲力F=0,粒子受合外力為零，將保持勻速直線運(yùn)動。（3）=與匚成任意夾角，此時運(yùn)動速度可分解_ ： I 使粒子一面作圓周運(yùn)動，一面沿直線運(yùn)動, 實(shí)質(zhì)是（1）、（ 2）的合成運(yùn)動。關(guān)于運(yùn)動電荷在磁場中受力作用這一原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用比如質(zhì)譜儀、回旋加速器等，請參閱教材253 256頁，值得提出的是霍耳效應(yīng)。什么是霍耳效應(yīng)呢？所謂霍耳效應(yīng)是指在導(dǎo)體板中通有電流時，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體板的 橫向兩個側(cè)面會出現(xiàn)一定的電勢差，這種現(xiàn)象稱之為霍耳效應(yīng)，相應(yīng)電勢差求解公式：霍耳效應(yīng)的現(xiàn)象可以通過洛侖茲力來解釋，詳細(xì)解釋見257頁，因?yàn)楸敬未v主要針對考試，所以其解釋部分留給同學(xué)閱讀詳見257