高中物理公式定理定律概念總結(jié)

1、-. z高中物理公式定理定律概念大全第一章 運(yùn)動的描述一、質(zhì)點(diǎn)A1沒有形狀、大小，而具有質(zhì)量的點(diǎn)。2質(zhì)點(diǎn)是一個理想化的物理模型，實際并不存在。3一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，并不取決于這個物體的大小，而是看在所研究的問題中物體的形狀、大小和物體上各局部運(yùn)動情況的差異是否為可以忽略的次要因素，要具體問題具體分析。二、參考系A(chǔ)1物體相對于其他物體的位置變化，叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動。2在描述一個物體運(yùn)動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的即假定為不動的另外的物體，叫做參考系。對參考系應(yīng)明確以下幾點(diǎn)：對同一運(yùn)動物體，選取不同的物體作參考系時，對物體的觀察結(jié)果往往不同的。在研究實際問題時，選取參考系的根本原則是能對研究對象的運(yùn)動

2、情況的描述得到盡量的簡化，能夠使解題顯得簡捷。因為今后我們主要討論地面上的物體的運(yùn)動，所以通常取地面作為參照系。三、路程和位移A1位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量。路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。2位移是矢量，可以用以初位置指向末位置的一條有向線段來表示。因此，位移的大小等于物體的初位置到末位置的直線距離。路程是標(biāo)量，它是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的長度。因此其大小與運(yùn)動路徑有關(guān)。3一般情況下，運(yùn)動物體的路程與位移大小是不同的。只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單一方向的直線運(yùn)動時，路程與位移的大小才相等。圖2-1-1中質(zhì)點(diǎn)軌跡ACB的長度是路程，AB是位移S。ABCABC圖2-1-14在研究機(jī)械運(yùn)動時，位移才是能用來描述位置變化的物理

3、量。路程不能用來表達(dá)物體確實切位置。比方說*人從O點(diǎn)起走了50m路，我們就說不出終了位置在何處。四、速度、平均速度和瞬時速度A1表示物體運(yùn)動快慢的物理量，它等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。即v=s/t。速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是物體運(yùn)動的方向。在國際單位制中，速度的單位是m/s米/秒。2平均速度是描述作變速運(yùn)動物體運(yùn)動快慢的物理量。定義v=s/t為物體在這段時間或這段位移上的平均速度。平均速度也是矢量，其方向就是物體在這段時間的位移的方向。3瞬時速度是指運(yùn)動物體在*一時刻或*一位置的速度。從物理含義上看，瞬時速度指*一時刻附近極短時間的平均速度。瞬時速度的大小叫瞬時速率

4、，簡稱速率。五、勻速直線運(yùn)動A定義：物體在一條直線上運(yùn)動，如果在相等的時間位移相等，這種運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動。8、根據(jù)勻速直線運(yùn)動的特點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)在相等時間通過的位移相等，質(zhì)點(diǎn)在相等時間通過的路程相等，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向不變，質(zhì)點(diǎn)在相等時間的位移大小和路程相等。六、勻速直線運(yùn)動的*t圖象和v-t圖象AV/m.s-1t/sO-101020 V1 V2 15 10 51位移圖象s-t圖象就是以縱軸表示位移，以橫軸表示時間而作出的反映物體運(yùn)動規(guī)律的數(shù)學(xué)圖象，勻速直線運(yùn)動的位移圖線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。2勻速直線運(yùn)動的v-t圖象是一條平行于橫軸時間軸的直線，如圖2-4-1所示。由圖可以得到速度的大小和方向

5、，如v1=20m/s,v2=-10m/s,說明一個質(zhì)點(diǎn)沿正方向以20m/s的速度運(yùn)動，另一個反方向以10m/s速度運(yùn)動。七、加速度A1加速度的定義:加速度是表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變量所用時間的比值,定義式:a=2加速度是矢量,它的方向是速度變化的方向3在變速直線運(yùn)動中,假設(shè)加速度的方向與速度方向一樣,則質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動; 假設(shè)加速度的方向與速度方向相反,則則質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動.八、用電火花計時器(或電磁打點(diǎn)計時器)研究勻變速直線運(yùn)動A1、實驗步驟：1把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將打點(diǎn)計時器固定在平板上,并接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著

6、重量適當(dāng)?shù)你^碼.3將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的限位孔4拉住紙帶,將小車移動至靠近打點(diǎn)計時器處,先接通電源,后放開紙帶.O A B C D E3.0712.3827.8777.40圖2-55斷開電源,取下紙帶6換上新的紙帶，再重復(fù)做三次2、常見計算：1，2九、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律A1.勻變速直線運(yùn)動的速度公式vt=vo+at減速：vt=vo-at2.此式只適用于勻變速直線運(yùn)動.3. 勻變速直線運(yùn)動的位移公式s=vot+at2/2減速：s=vot-at2/24位移推論公式：減速：5.初速無論是否為零,勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔的位移之差為一常數(shù)：s = aT2 (

7、a-勻變速直線運(yùn)動的加速度 T-每個時間間隔的時間)1234650V/ms-1t/s23451678十、勻變速直線運(yùn)動的*t圖象和v-t圖象A十一、自由落體運(yùn)動A1、自由落體運(yùn)動物體只在重力作用下從靜止開場下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動。2.自由落體加速度1自由落體加速度也叫重力加速度，用g表示.2重力加速度是由于地球的引力產(chǎn)生的,因此,它的方向總是豎直向下.其大小在地球上不同地方略有不,在地球外表，緯度越高，重力加速度的值就越大，在赤道上，重力加速度的值最小，但這種差異并不大。(3)通常情況下取重力加速度g=10m/s23.自由落體運(yùn)動的規(guī)律vt=gtH=gt2/2,vt2=2gh第二章 相互

8、作用力一、力1.力是物體對物體的作用。力不能脫離物體而獨(dú)立存在。物體間的作用是相互的。2.力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)。3.力作用于物體產(chǎn)生的兩個作用效果。使受力物體發(fā)生形變或使受力物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。4力的分類按照力的性質(zhì)命名：重力、彈力、摩擦力等。按照力的作用效果命名：拉力、推力、壓力、支持力、動力、阻力、浮力、向心力等。二、重力1.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力地球上的物體受到重力，施力物體是地球。重力的方向總是豎直向下的。2.重心：物體的各個局部都受重力的作用，但從效果上看，我們可以認(rèn)為各局部所受重力的作用都集中于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn)，叫做物體的重心。

9、質(zhì)量均勻分布的有規(guī)則形狀的均勻物體，它的重心在幾何中心上。 一般物體的重心不一定在幾何中心上，可以在物體，也可以在物體外。一般采用懸掛法。3.重力的大?。篏=mg三、彈力1.彈力發(fā)生彈性形變的物體，會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。產(chǎn)生彈力必須具備兩個條件：兩物體直接接觸；兩物體的接觸處發(fā)生彈性形變。2.彈力的方向：物體之間的正壓力一定垂直于它們的接觸面。繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向，在分析拉力方向時應(yīng)先確定受力物體。3.彈力的大小彈力的大小與彈性形變的大小有關(guān),彈性形變越大,彈力越大. 彈簧彈力：F = K* (*為伸長量或壓縮量,K為勁度系數(shù))4.相互接觸的

10、物體是否存在彈力的判斷方法如果物體間存在微小形變,不易覺察,這時可用假設(shè)法進(jìn)展判定.四、摩擦力 (1 ) 滑動摩擦力： 說明 ： a、FN為接觸面間的彈力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于Gb、為滑動摩擦系數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面 積大小、接觸面相對運(yùn)動快慢以及正壓力FN無關(guān). (2 ) 靜摩擦力： 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān). 大小圍： O Q，應(yīng)該是W = E其他 + Q，電功只能用W = UIt，電熱只能用Q = I2Rt計算。2串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1串聯(lián)電路及分壓作用a：串聯(lián)電路的根本特點(diǎn)：電路中各處的電流都相等；電路兩端的總電壓等于電路各局部

11、電壓之和。b：串聯(lián)電路重要性質(zhì)：總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R總= R1 + R2 + Rn；串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻消耗的電功率跟各個電阻的阻值成正比，即：；c：給電流表串聯(lián)一個分壓電阻，就可以擴(kuò)大它的電壓量程，從而將電流表改裝成一個伏特表。如果電流表的阻為Rg，允許通過的最大電流為Ig，用這樣的電流表測量的最大電壓只能是IgRg；如果給這個電流表串聯(lián)一個分壓電阻，該電阻可由或 計算，其中為電壓量程擴(kuò)大的倍數(shù)。2并聯(lián)電路及分流作用a：并聯(lián)電路的根本特點(diǎn)：各并聯(lián)支路的電壓相等，且等于并聯(lián)支路的總電壓；并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。b：并聯(lián)

12、電路的重要性質(zhì)：并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即；并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律：并聯(lián)電路過各個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比，即，；c：給電流表并聯(lián)一個分流電阻，就可以擴(kuò)大它的電流量程，從而將電流表改裝成一個安培表。如果電流表的阻是Rg，允許通過的最大電流是Ig。用這樣的電流表可以測量的最大電流顯然只能是Ig。將電流表改裝成安培表，需要給電流表并聯(lián)一個分流電阻，該電阻可由計算，其中 為電流量程擴(kuò)大的倍數(shù)。第十章交流電1、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律：1、產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場

13、的線圈的對稱軸作勻速轉(zhuǎn)動時，如圖51所示，產(chǎn)生正弦或余弦交流電動勢。當(dāng)外電路閉合時形成正弦或余弦交流電流。圖512、變化規(guī)律：1中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。線圈平面位于中性面位置時，如圖52A所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應(yīng)電動勢為零 。圖52當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時即線圈平面與磁力線平行時如圖52C所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面磁通量變化率最大。因此，感應(yīng)電動勢值最大。伏N為匝數(shù)2感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式：假設(shè)從中性面開場，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式：伏如圖52B所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式：安假設(shè)從線圈平面與磁力線平行開場計時，則感應(yīng)電

14、動勢瞬時值表達(dá)式為：伏如圖52D所示。感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式：安3、交流電的圖象：圖象如圖53所示。圖象如圖54所示。想一想：橫坐標(biāo)用t如何畫。4、發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)的根本組成：線圈電樞、磁極種類旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生高電壓和較大電流。輸出功率可達(dá)幾十萬千瓦，所以大多數(shù)發(fā)電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。2、表征交流電的物理量：1、瞬時值、最大值和有效值：交流電在任一時刻的值叫瞬時值。瞬時值中最大的值叫最大值又稱峰值。交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應(yīng)相等即在一樣時間產(chǎn)生相等的熱量則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。正弦或余弦交

15、流電電動勢的有效值和最大值的關(guān)系為：交流電壓有效值；交流電流有效值。注意：通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。2、周期、頻率和角頻率交流電完成一次周期性變化所需的時間叫周期。以T表示，單位是秒。交流電在1秒完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。以f表示，單位是赫茲。周期和頻率互為倒數(shù)，即。我國市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。角頻率： 單位：弧度/秒3、三相交流電：1、三個互成120的三個一樣線圈，固定在同一轉(zhuǎn)軸上，在同一勻強(qiáng)磁場中作勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)生三個交變電動勢，所產(chǎn)生的電流叫做三相交流電。由于這三個線圈是一樣的，因此，它們將

16、產(chǎn)生三個依次到達(dá)最大值的交變電動勢。相當(dāng)于三個最大值和周期都一樣的獨(dú)立電源。 2、每個獨(dú)立電源稱作一相，雖然每相的電動勢的最大值和周期都一樣，但是它們不能同時為零或者同時到達(dá)最大值。由于三個線圈的平面依次相差120角，它們到達(dá)零值和最大值的時間依次落后周期。如圖55所示。3、在實際應(yīng)用中，三相發(fā)電機(jī)和負(fù)載并不用六條導(dǎo)線相連接，而是采用Y和兩種接法。有興趣的同學(xué)可以參閱必修本P116*局部容。4、變壓器：1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說如圖56，原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正。即因為有，因而通過

17、原、副線圈的電流強(qiáng)度與它們的匝數(shù)成反比。即注意：對于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來說，原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正比的規(guī)律仍然成立，但各副線圈的電流則應(yīng)根據(jù)功率關(guān)系，去計算各線圈的電流強(qiáng)度，即。當(dāng)副線圈不接負(fù)載外電路斷開時I2=0，因此。當(dāng)副線圈所接負(fù)載增多時，由于通常負(fù)載多是并聯(lián)使用，因此，總電阻減少，使增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。因為，即，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導(dǎo)線較細(xì)，低電壓的線圈電流大，繞制的導(dǎo)線較粗。上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。2、遠(yuǎn)距離送電：由于送電的導(dǎo)線有電阻，遠(yuǎn)距離送電時，線路上損失電能較多。在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的

18、條件下，提高送電電壓，減小送電電流強(qiáng)度可以到達(dá)減少線路上電能損失的目的。線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計算式如下：注意：送電導(dǎo)線上損失的電功率，不能用求，因為不是全部降落在導(dǎo)線上。第十一章 磁場1、磁場、磁感線、地磁場、電流的磁場、安培定則A1磁體和電流的周圍都存在著磁場,磁場對磁體和電流都有力的作用.磁場具有方向性,規(guī)定在磁場中任一點(diǎn),小磁針北極的受力方向為該點(diǎn)的磁場方向.也就是小磁針靜止時北極所指的方向。2磁感線可以形象地描述磁場的分布。磁感線的疏密程度反映磁場的強(qiáng)弱；磁感線上*點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向。勻強(qiáng)磁場的磁感線特點(diǎn)：距離相等的平行直線。常見磁場的磁感線分布3地球的地理兩極與地

19、磁兩極并不完全重合，其間有一個交角，叫做磁偏角。4不管是直線電流的磁場還是環(huán)形電流的磁場，都可以用安培定則來判斷其方向，判斷直線電流的具體做法是右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致，則，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。2、磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力的大小及左手定則A及 1磁感應(yīng)強(qiáng)度：將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場放置時，其受到的磁場力F與電流強(qiáng)度I成_正比、與導(dǎo)線的長度L成正比，其中F/IL是與通電導(dǎo)線長度和電流強(qiáng)度都_無關(guān)的物理量，它反映了該處磁場的強(qiáng)弱，定義F/IL為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.其單位為特斯拉T，方向為該點(diǎn)的磁感線的切線方向,也是小磁針在該處靜止時N極的指向。2安培力方向的

20、判定方法左手定則 1伸開左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面 2讓磁感線穿過手心 3使四指指向電流方向，則拇指指向安培力的方向3、洛侖茲力的方向A1運(yùn)動電荷在磁場所受的力叫做洛侖茲力。2當(dāng)粒子的運(yùn)動方向與磁場方向平行時，粒子不受洛侖茲力的作用。3洛侖茲力的方向：左手定則：伸開 左手，使大拇指跟其余四個手指 方向垂直，并且跟手掌在同一平面，把手放入磁場中，讓磁感線穿過掌心，四指所指方向為 正電荷運(yùn)動方向，大拇指所指方向為正電荷所受洛侖茲力的方向。注：對負(fù)電荷而言，四指所指方向為其運(yùn)動的反方向注意：洛侖茲力的方向始終垂直于磁場方向，且垂直于粒子運(yùn)動方向。4、磁通量)和磁通密度B1磁通量穿過*一面積

21、S的磁感線的條數(shù)。2磁通密度垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)，也即磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。3與B的關(guān)系 = BScos式中Scos為面積S在中性面上投影的大小。5、公式 = BScos及其應(yīng)用磁通量的定義式 = BScos，是一個重要的公式。它不僅定義了的物理意義，而且還說明改變磁通量有三種根本方法，即改變B、S或。在使用此公式時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1公式的適用條件一般只適用于計算平面在勻強(qiáng)磁場中的磁通量。2角的物理意義表示平面法線n方向與磁場B的夾角或平面S與磁場中性面OO的夾角圖1，而不是平面S與磁場B的夾角。因為 + = 90，所以磁通量公式還可表示為 = BSsin3是雙向標(biāo)量，其正負(fù)表示與規(guī)定的

22、正方向如平面法線的方向是一樣還是相反，當(dāng)磁感線沿相反向穿過同一平面時，磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)磁通量的代數(shù)和，即 = 126、磁場對通電導(dǎo)線的作用磁場對電流的作用力，叫做安培力，如圖2所示，一根長為L的直導(dǎo)線，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，且與B的夾角為。當(dāng)通以電流I時，安培力的大小可以表示為F = BIl sin式中為B與I或l的夾角，Bsin為B垂直于I的分量。在B、I、L一定時，F(xiàn) sin.當(dāng) = 90時，安培力最大為：Fm = BIL當(dāng) = 0或180時，安培力為零：F = 0應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題第一、安培力的方向，總是垂直B、I所決定的平面，即一定垂直B和I，但B與

23、I不一定垂直圖3。第二、彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于兩端點(diǎn)連接直線的長度如圖4所示相應(yīng)的電流方向，沿L由始端流向末端。所以，任何形狀的閉合平面線圈，通電后在勻強(qiáng)磁場受到的安培力的矢量和一定為零，因為有效長度L = 0。公式的運(yùn)動條件一般只運(yùn)用于勻強(qiáng)磁場。 7、安培力矩公式在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈，當(dāng)通以電流I時，受到的安培力矩為M = Nfad sin = NBI ab ad sin圖5所示，即M = NBIS sin在使用安培力矩公式時，應(yīng)注意以下問題。1角與的區(qū)別與聯(lián)系公式中的角，表示線圈平面S與磁場中性面S0的夾角或線圈平面法線n與B方向的夾角，而不是

24、線圈平面與B的夾角。因為 + = 90，所以安培力矩公式還可以表示為M = NBIS cos一般，規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定，即與環(huán)形電流中心的磁場方向一致。2公式的適用條件勻強(qiáng)磁場，且轉(zhuǎn)軸OO與B垂直；相對平行于B的任意轉(zhuǎn)軸，安培力矩均為零。任意形狀的平面線圈，如三角形、圓形和梯形等。因為任意形狀的平面線圈，都可以通過微分法，視為無數(shù)矩形元組成。8、磁場對運(yùn)動電荷的作用在不計帶電粒子如電子、質(zhì)子、粒子等根本粒子的重力的條件下，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場有三種典型的運(yùn)動，它們決定于粒子的速度v方向與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角。1當(dāng)v與B平行，即 = 0或180時落侖茲力f = Bq

25、vsin = 0，帶電粒子以入射速度v作勻速直線運(yùn)動，其運(yùn)動方程為：s = vt2當(dāng)v與B垂直，即 = 90時帶電粒子以入射速度v作勻速圓周運(yùn)動，四個根本公式 ：向心力公式：軌道半徑公式：周期、頻率和角頻率公式：動能公式：T、f和的兩個特點(diǎn)第一、T、 f的的大小與軌道半徑R和運(yùn)行速率V無關(guān)，而只與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子的荷質(zhì)比q/m有關(guān)。第二、荷質(zhì)比q/m一樣的帶電粒子，在同樣的勻強(qiáng)磁場中，T、f和一樣。3帶電粒子的軌道圓心O、速度偏向角、盤旋角和弦切角。在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動的問題時，除了應(yīng)熟悉上述根本規(guī)律之外，還必須掌握確定軌道圓心的根本方法和計算、和的定量關(guān)系。如圖6所示，

26、在洛侖茲力作用下，一個作勻速圓周運(yùn)動的粒子，不管沿順時針方向還是逆時針方向，從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，均具有三個重要特點(diǎn)。第一、軌道圓心O總是位于A、B兩點(diǎn)洛侖茲力f的交點(diǎn)上或AB弦的中垂線OO與任一個f的交點(diǎn)上。第二、粒子的速度偏向角，等于盤旋角，并等于AB弦與切線的夾角弦切角的2倍，即 = = 2 = t。第三、相對的弦切角相等，與相鄰的弦切角互補(bǔ)，即 + = 180。第十二章 電磁感應(yīng)1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：1、只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的?；芈分挟a(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流

27、的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵，由磁通量的廣義公式中是B與S的夾角看，磁通量的變化可由面積的變化引起；可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化引起；可由B與S的夾角的變化引起；也可由B、S、中的兩個量的變化，或三個量的同時變化引起。以下各圖中，回路中的磁通量是怎么的變化，我們把回路中磁場方向定為磁通量方向只是為了表達(dá)方便，則各圖中磁通量在原方向是增強(qiáng)還是減弱。1圖：由彈簧或?qū)Ь€組成回路，在勻強(qiáng)磁場B中，先把它撐開，而后放手，到恢復(fù)原狀的過程中。2圖：裸銅線在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動過程中。3圖：條形磁鐵插入線圈的過程中。4圖：閉合線框遠(yuǎn)離與它在同一平面通電直導(dǎo)線的過程中。5圖：同

28、一平面的兩個金屬環(huán)A、B，B入電流，電流強(qiáng)度I在逐漸減小的過程中。6圖：同一平面的A、B回路，在接通K的瞬時。7圖：同一鐵芯上兩個線圈，在滑動變阻器的滑鍵P向右滑動過程中。8圖：水平放置的條形磁鐵旁有一閉合的水平放置線框從上向下落的過程中。2、閉合回路中的一局部導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，這是初中學(xué)過的，其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；穿過線圈的磁量發(fā)生變化時，線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果導(dǎo)體是閉合電路的一局部，或者線圈是閉合的，就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)上講，上述兩種說

29、法是一致的，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。2、楞次定律：1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實驗總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁場磁通量變化。2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時，用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。楞次定律的容：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。楞次定律是判斷感應(yīng)電動勢方向的定律，但它是通過感應(yīng)電流方向來表述的。按照這個定律，感應(yīng)電流只能采取這樣一個方向，在這個方向下的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場一定是阻礙引起這個感應(yīng)電流的那個變化的磁通量的變化。我們把引起感應(yīng)電

30、流的那個變化的磁通量叫做原磁道。因此楞次定律可以簡單表達(dá)為：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指：當(dāng)原磁通增加時，感應(yīng)電流的磁場或磁通與原磁通方向相反，阻礙它的增加；當(dāng)原磁通減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁通方向一樣，阻礙它的減少。從這里可以看出，正確理解感應(yīng)電流的磁場和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注意理解阻礙和變化這四個字，不能把阻礙理解為阻止，原磁通如果增加，感應(yīng)電流的磁場只能阻礙它的增加，而不能阻止它的增加，而原磁通還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通，尤其不能把阻礙理解為感應(yīng)電流的磁場和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是：通過感應(yīng)電流的磁場方向和原磁通

31、的方向的一樣或相反，來到達(dá)阻礙原磁通的變化即減或增。楞次定律所反映提這樣一個物理過程：原磁通變化時原變，產(chǎn)生感應(yīng)電流I感，這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題；感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間激發(fā)磁場感，這就是電流的磁效應(yīng)問題；而且I感的方向就決定了感的方向用安培右手螺旋定則判定；感阻礙原的變化這正是楞次定律所解決的問題。這樣一個復(fù)雜的過程，可以用圖表理順如下：楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果總是要對抗或阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即只要有*種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙，閉合電路就會努力實現(xiàn)這種過程：1阻礙原磁通的變化原始表速；2阻礙相對運(yùn)動，可理解為來拒去留，具體表現(xiàn)為：假設(shè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其

32、*些局部可以自由運(yùn)動，則它會以它的運(yùn)動來阻礙穿過路的磁通的變化；假設(shè)引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動回路發(fā)生相對運(yùn)動，而回路的面積又不可變，則回路得以它的運(yùn)動來阻礙磁體與回路的相對運(yùn)動，而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動；3使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢；4阻礙原電流的變化自感現(xiàn)象。利用上述規(guī)律分析問題可獨(dú)辟蹊徑，到達(dá)快速準(zhǔn)確的效果。如圖1所示，在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán)，拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)插入，判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運(yùn)動。假設(shè)按常規(guī)方法，應(yīng)先由楞次定律 判斷出環(huán)感應(yīng)電流的方向，再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極，由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動方向。假設(shè)直接從感應(yīng)電流的效

33、果來分析：條形磁鐵向環(huán)插入過程中，環(huán)磁通量增加，環(huán)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加，由磁通量減小的方向運(yùn)動。因此環(huán)將向右擺動。顯然，用第二種方法判斷更簡捷。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：1查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；2根據(jù)楞次定律中的阻礙確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向；3由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。3、當(dāng)閉合電路中的一局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。運(yùn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情況下，不如用右手定則判定

34、的方便簡單。反過來，用楞次定律能判定的，并不是用右手定則都能判定出來。如圖2所示，閉合圖形導(dǎo)線中的磁場逐漸增強(qiáng)，因為看不到切割，用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向，而用楞次定律就很容易判定。 要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別，兩個定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為：因電而動用右手，因動而電用右手，因果關(guān)系不可混淆。3、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流I電磁感應(yīng)是指利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。要注意理解: 1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那局部導(dǎo)體相當(dāng)于電源。2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢與電路是否閉合無關(guān), 而產(chǎn)生感應(yīng)電流必須閉合電路。3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種表達(dá)是等效的, 即閉

35、合電路的一局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等效。4、電磁感應(yīng)規(guī)律感應(yīng)電動勢的大小: 由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。當(dāng)長L的導(dǎo)線，以速度，在勻強(qiáng)磁場B中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動勢的大小為。如下圖。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為I，MN間電動勢為，則MN受向左的安培力，要保持MN以勻速向右運(yùn)動，所施外力，當(dāng)行進(jìn)位移為S時，外力功。為所用時間。而在時間，電流做功，據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，則。，M點(diǎn)電勢高，N點(diǎn)電勢低。此公式使用條件是方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。，電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這個電路的磁通變化率成正比法拉第電磁感應(yīng)定律。如上圖中分析所用電路圖，在回路中面積

36、變化，而回路跌磁通變化量，又知。如果回路是匝串聯(lián)，則。公式一: 。注意: 1)該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動勢。2)只與穿過電路的磁通量的變化率有關(guān), 而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的構(gòu)造與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二: 。要注意: 1)該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時, 且導(dǎo)線與磁感線互相垂直(lB )。2)為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度(即l為導(dǎo)體實際長度在垂直于B方向上的投影)。公式三: 。注意: 1)該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。2)與電流的變化率成正比。公式中涉及到磁通量的變化量的計算, 對的計算, 一般遇到有兩種情況: 1)回路與磁場垂

37、直的面積S不變, 磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化, 由, 此時, 此式中的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率, 假設(shè)是恒定的, 即磁場變化是均勻的, 則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定電動勢。2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B 不變, 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化, 則, 線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電動勢就屬這種情況。嚴(yán)格區(qū)別磁通量, 磁通量的變化量磁通量的變化率, 磁通量, 表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù), 磁通量的變化量, 表示磁通量變化的多少, 磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v, 的區(qū)別, 另外I、也有類似的區(qū)別。公式一般用于導(dǎo)體各局部切割磁感線的速度一

38、樣, 對有些導(dǎo)體各局部切割磁感線的速度不一樣的情況, 如何求感應(yīng)電動勢？如圖1所示, 一長為l的導(dǎo)體桿AC繞A點(diǎn)在紙面以角速度勻速轉(zhuǎn)動, 轉(zhuǎn)動的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 求AC產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢, 顯然, AC各局部切割磁感線的速度不相等, , 且AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度, 即, 故。當(dāng)長為L的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場B的平面，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，其兩端感應(yīng)電動勢為。如下圖，AO導(dǎo)線長L，以O(shè)端為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動一周，所用時間，描過面積，認(rèn)為面積變化由0增到則磁通變化。在AO間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢且用右手定則制

39、定A端電勢高，O端電勢低。面積為S的紙圈，共匝，在勻強(qiáng)磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動勢。如下圖，設(shè)線框長為L，寬為d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時，邊垂直磁場方向向紙外運(yùn)動，切割磁感線，速度為圓運(yùn)動半徑為寬邊d的一半產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，端電勢高于端電勢。邊垂直磁場方向切割磁感線向紙里運(yùn)動，同理產(chǎn)生感應(yīng)電動熱勢。端電勢高于端電勢。邊，邊不切割，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩端等電勢，則輸出端MN電動勢為。如果線圈匝，則，M端電勢高，N端電勢低。參照俯示圖，這位置由于線圈長邊是垂直切割磁感線，所以有感應(yīng)電動勢最大值，如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個角度，則圓運(yùn)動

40、線速度，在垂直磁場方向的分量應(yīng)為，則此時線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的瞬時值即作最大值.即作最大值方向的投影，是線圈平面與磁場方向的夾角。當(dāng)線圈平面垂直磁場方向時，線速度方向與磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電動勢為零。總結(jié)：計算感應(yīng)電動勢公式：注意：公式中字母的含義，公式的適用條件及使用圖景。區(qū)分感應(yīng)電量與感應(yīng)電流, 回路中發(fā)生磁通變化時, 由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應(yīng)電流, 在遷移的電量(感應(yīng)電量)為, 僅由回路電阻和磁通量的變化量決定, 與發(fā)生磁通變化的時間無關(guān)。因此, 當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時, 線圈里聚積的感應(yīng)電量相等, 但快插與慢插時產(chǎn)生的

41、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流不同, 外力做功也不同。5、自感現(xiàn)象、自感電動勢、自感系數(shù)L自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。自感系數(shù)簡稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長, 單位長度上的匝數(shù)越多, 截面積越大, 它的自感系數(shù)就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時要大得多。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種, 其中斷電自感中小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下的問題, 如圖2所示, 原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài), L與并聯(lián), 其電流分別為, 方向都是從左到右。在斷開S的瞬間, 燈A中原來的從左向右的電流立即消失, 但是燈A與線圈L構(gòu)

42、成一閉合回路, 由于L的自感作用, 其中的電流不會立即消失, 而是在回路中逐斷減弱維持暫短的時間, 在這個時間燈A中有從右向左的電流通過, 此時通過燈A的電流是從開場減弱的, 如果原來, 則在燈A熄滅之前要閃亮一下; 如果原來, 則燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來哪一個大, 要由L的直流電阻和A的電阻的大小來決定, 如果, 如果。分析實例：如下圖，此時線圈有右示箭頭方向的電流，它建立的電流磁場B用右手安培定則判定，由下向上，穿過線圈。當(dāng)把滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電路中電阻增大，電源電動勢不變，則線圈中的電流變小，穿過線圈的電流磁場變小，磁通量變小。根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁

43、通量變小，所以感應(yīng)電流磁場方向與原電流磁場同向，也向上。根據(jù)右手安培定則，感應(yīng)電流與原電流同向，阻礙原電流減弱。同理，如將滑片P向左滑動，線圈中原電流增強(qiáng)，電流磁場增強(qiáng)，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，其磁場阻礙原磁通量增強(qiáng)與原磁場反向而自上向下穿過線圈，據(jù)右手安培定則判定感應(yīng)電流方向與原電流反向，阻礙原電流增強(qiáng)。2、由于線圈導(dǎo)體本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。由上例分析可知：自感電動勢總量阻礙線圈導(dǎo)體中原電流的變化。3、自感電動勢的大小跟電流變化率成正比。L是線圈的自感系數(shù)，是線圈自身性質(zhì)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，

44、有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利H。如是線圈的電流每秒鐘變化1A，在線圈可以產(chǎn)生1V 的自感電動勢，則線圈的自感系數(shù)為1H。還有毫亨mH，微亨H。第十三章 傳感器常見傳感器及其運(yùn)用A1定義：隨著科學(xué)技術(shù)的開展和人類社會的進(jìn)步，只靠這些感覺器官就顯得不夠了。于是各種代替、補(bǔ)充、延伸人的感覺器官功能的科學(xué)技術(shù)手段開展起來，出現(xiàn)了各種用途的傳感器。2常見傳感器：用光和聲來控制樓道電燈的開關(guān)，就要用到聲光傳感器。當(dāng)房間失火時能感知出現(xiàn)的煙霧，能通過電路發(fā)出警報。這個小盒子就是煙霧傳感器。雙金屬溫度傳感器：利用不同金屬材料材料的熱膨脹系數(shù)不同而制成雙金屬溫度傳感器進(jìn)展電路控制，如日光燈的啟動器。

45、光敏電阻傳感器：光敏電阻的阻值能隨光照的強(qiáng)度而變化。無光照時，光敏電阻的阻值很大，流過電路的電流很小。有光照時，光敏電阻的阻值變小，電路中的電流增大。壓力傳感器：電容器的電容隨兩極板間的距離的變化而變化。根據(jù)這個原理可以制成壓力傳感器。第十四章 分子動理論一、分子動理論的根本容：分子理論是認(rèn)識微觀世界的根本理論，主要容有三點(diǎn)。1、物質(zhì)是由大量分子組成的。我們說物質(zhì)是由大量分子組成的，原因是分子太小了。一般把分子看成球形，分子直徑的數(shù)量級是米。1摩爾的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)都是6.021023個，這個常數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。記作：阿伏加德羅常數(shù)是連接宏觀世界和微觀世界的橋梁。宏觀的摩爾質(zhì)量M和摩爾

46、體積V，通過常數(shù)N可以算出每個分子的質(zhì)量和體積。每個分子的質(zhì)量每個分子的體積根據(jù)上述容我們不難理解一般物體中的分子數(shù)目都是大得驚人的，由此可知物質(zhì)是由大量分子組成的。2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。布朗運(yùn)動間接地說明了分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。布朗運(yùn)動的產(chǎn)生原因：被液體分子或氣體分子包圍著的懸浮微粒直徑約為mm，稱為布朗微粒，任何時刻受到來自各個方向的液體或氣體分子的撞擊作用不平衡，顆粒朝向撞擊作用較強(qiáng)的方向運(yùn)動，使微粒發(fā)生了無規(guī)則運(yùn)動。應(yīng)注意布朗運(yùn)動并不是分子的運(yùn)動，而是分子運(yùn)動的一種表現(xiàn)。影響布朗運(yùn)動明顯程度的因素：固體顆粒越小，撞擊它的液體分子數(shù)越少，這種不平衡越明顯；固體顆粒越小，質(zhì)

47、量也小，運(yùn)動狀態(tài)易于改變，因此固體顆粒越小，布朗運(yùn)動越顯著。液體溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈。熱運(yùn)動：分子的無規(guī)則運(yùn)動與溫度有關(guān)，因此分子的無規(guī)則運(yùn)動又叫做熱運(yùn)動。3、分子間存在著相互作用的引力和斥力。分子間同時存在著引力和斥力，實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。分子間相互作用的引力和斥力的大小都跟分子間的距離有關(guān)。當(dāng)分子間的距離m時，分子間的引力和斥力相等，分子間不顯示作用力；當(dāng)分子間距離從增大時，分子間的引力和斥力都減小，但斥力小得快，分子間作用力表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距離從減小時，斥力、引力都增在大，但斥力增大得快，分子間作用力表現(xiàn)為斥力。分子力相互作用的距離很短，一般說來，當(dāng)分子間

48、距離超過它們直徑10倍以上，即m時，分子力已非常微弱，通常認(rèn)為這時分子間已無相互作用。二、能：分子的動能：由于組成任何物體的分子都是在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，因此，構(gòu)成物體的每一個分子在任何時刻都具有動能。由于分子熱運(yùn)動的無規(guī)則性及分子間的頻繁碰撞，任何一個分子的動能都是不斷變化的。即使一個物體在穩(wěn)定的狀態(tài)下，構(gòu)成物體的每個分子動能的大小也是不相等的。組成物體所有分子動能的平均值，叫做分子熱運(yùn)動的平均動能。平均動能的大小決定了物體所處的狀態(tài)，分子平均動能大小的宏觀標(biāo)志是物體的溫度。物體的溫度越高，分子平均動能越大；反之，物體的溫度越低，分子平均動能越小。分子無規(guī)則熱運(yùn)動的動能叫做分子的動能。一切分

49、子都具有動能。溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志。做無規(guī)則運(yùn)動的每個分子都具有動能。但由于分子運(yùn)動的無規(guī)則性，每個分子的動能都不一樣，討論每個分子的動能是無意義的。在研究熱運(yùn)動中，有意義的是討論所有分子動能的平均值，即分子的平均動能。理論和實踐均已證明，溫度和分子的平均動能有確定的函數(shù)關(guān)系，因此溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志。分子的勢能：由于分子間存在著相互作用力，且分子間又有間隙，分子間的距離可變，這跟物體與地球間的關(guān)系相當(dāng)。物體與地球間存在著相互作用力重力，物體與地球間有間隙高度，且距離可變。地球上的重物有勢能由相互作用的物體間相對位置決定的能，則，分子間也存在著分子勢能由分子間相對位置決定的勢能

50、叫分子勢能。因為分子間的相互作用力比擬復(fù)雜既存在相互作用的引力又有相互作用的斥力，所以分子勢能的規(guī)律也是復(fù)雜的。當(dāng)分子間的距離為r0=10-10m時，分子處于平衡態(tài)勢能最低。因為分子間的距離r大于r0時分子間的合作用表現(xiàn)為引力，分子間的距離r小于r0時分子間的合作用表現(xiàn)為斥力，所以，當(dāng)分子間距離r大于r0時，分子間距離越大分子勢能越大，當(dāng)分子間距離r小于r0時，分子間距離越小分子勢能越大。綜上所述，分子勢能的大小與分子間的距離是密切相關(guān)的。宏觀上看物體分子勢能的變化可由物體的體積及物體所處的態(tài)固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)決定。分子間存在著由相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子間勢能與分子間的距離的關(guān)系可用右

51、圖來表示。當(dāng)分子間的距離大到10時，分子間的作用力可認(rèn)為零，定義比位置勢能為零。分子間距離從10逐漸小，引力做正功，分子勢能減小，到時，分子間勢能減小到最小。當(dāng)分子間距離從繼續(xù)減小時，斥力做負(fù)功，即要克制斥力做功，分子間勢能增加。分子勢能與體積有關(guān)。物體的能：定義：構(gòu)成物體所有分子動能與勢能的總和，叫物體的能。顯然，物體能的多少與各分子動能的大小有關(guān)，與分子的勢能大小有關(guān)，與分子的總量有關(guān)。宏觀上看，物體能的多少由物體的溫度、物體的體積及所處的態(tài)和物體所包含的分子數(shù)決定，即由三個參量決定。比擬兩個物體所含能多少時，目前我們只能討論一樣物質(zhì)構(gòu)成的物體。在比擬一樣物質(zhì)構(gòu)成的物體能時，一定要抓住兩者

52、三個參量中的一樣因素。如：1kg的15的水與1kg的25的水相比，因為分子數(shù)一樣，分子勢能一樣，前者分子平均動能小，所以后者的能多。1kg的15的水與2kg的15的水相比，因為分子勢能一樣， 分子的平均動一樣，而后者所含分子數(shù)多，所以后者的能多。1kg的0的冰與1kg的0的水相比，因為分子數(shù)一樣，分子的平均動一樣，前者分子勢能比后者小，所以后者的能多。以上比擬中它們只有一個參量不同，假設(shè)有兩個或兩個以上參量不同時，問題就要復(fù)雜的多了。如：1kg的15的水與2kg的25的水相比，因為，兩者分子勢能一樣，而分子的平均動能和分子數(shù)后者都大于前者，后者所含的能多是可以確定的。1kg的0的冰與2kg的0

53、的水相比，因為，兩者分子動能一樣，而分子的勢能和分子數(shù)后者都大于前者，后者所含的能多也是可以確定的。1kg的0的冰與1kg的25的水相比，因為，兩者分子數(shù)一樣，而分子的平均動能和分子勢能后者都大于前者，所以，后者所含的能多也是位移確定的。當(dāng)然，假設(shè)1kg的0的冰與2kg的25的水相比，因為，物體所含的分子數(shù)、分子的平均動能和分子勢能后者都大于前者，也是好比擬的。但是，在三個參量中有兩個相對的不同，在我們不具有定量計算公式的情況下，則不好比擬。如：2kg的0的冰與1kg的15的水相比，因為，前者分子勢能和分子的平均動能都小于后者，而分子數(shù)后者卻大于前者，具體兩者的能哪個偏大則無法確定。幾個需要說

54、明的問題：分子勢能的大小跟其它勢能一樣也是相對的。假設(shè)選分子間的距離無限大時分子勢能為零，則，分子間的距離為r0時，分子勢能不但最小且是負(fù)的最大值。物體分子動能、分子勢能的大小與物體運(yùn)動的動能和物體重力勢能的大小無關(guān)。這兩者一個是微觀的能量一個是宏觀的能量，自身并沒有必然的聯(lián)系。你把一塊冰舉得再高，且讓它具有較大的速度，它的機(jī)械能可能很大，但它的能并沒有變。物體的能發(fā)生變化時，可能僅是物體分子動能發(fā)生變化，也可能僅是物體分子勢能發(fā)生變化，當(dāng)然可能是分子的動能和勢能都發(fā)生了變化。三、熱和功：通過做功可以改變物體的能。大家知道摩擦生熱的道理，我們把兩塊冰放在一起互相摩擦對冰做功，過一會冰可以變成水

55、，使原來兩塊冰的能分子勢能增加；給自行車的車胎充氣時，人通過氣筒壓縮氣體對氣體做功，我們會發(fā)現(xiàn)氣體的溫度升高使氣筒變熱，使原來的空氣能主要是分子的動能增加。我們也可以舉出一些例子說明通過做功不但使物體分子的動能增加還會使物體分子勢能增加?？傊饨鐚ξ矬w做功可以使物體的能增加。四沖程燃機(jī)工作時，做功沖程是高溫、高壓氣體膨脹推動活塞運(yùn)動對外做功，其特點(diǎn)是氣體溫度降低氣體分子平均動能減少，氣體能減少。你知道電冰箱能夠制冷的根本原理是什么嗎？先通過壓縮機(jī)把致冷劑壓縮，在讓被壓縮的致冷劑在冰箱的蒸發(fā)器中迅速蒸發(fā)膨脹對外做功，對外做功的同時致冷劑溫度迅速下降。這兩個例子說明，物體對外做功或稱外界對物體做

56、負(fù)功時，物體的能會減少。綜上所述，通過做功的方式可以改變物體的能。要能理解好這個結(jié)論，同學(xué)們還要多思考，多注意周圍所見的能證明這個結(jié)論的實例。熱傳遞可以改變物體的能。用燒熱了的電烙鐵與焊錫接觸，過一段時間焊錫就會熔化。像這樣把存在溫差的兩個物體放在一起，溫度較高的物體過一段時間溫度會下降，而溫度較低的物體過一段時間溫度會升高。說明在這個過程中溫度較高的物體把一局部能傳遞給溫度較低的物體有時把這個過程表達(dá)為溫度較高的物體把一局部熱量傳遞給溫度較低的物體，結(jié)果使兩個物體的溫差逐漸減小。這個吸熱和放熱的過程叫做熱傳遞，能發(fā)生熱傳遞的條件是兩個物體必須存在溫差。一個物體吸熱能增加；放熱能減小。關(guān)于物體

57、能的變化。應(yīng)該指出的是，做功和熱傳遞的本質(zhì)是完全不同的。大家知道功是能量轉(zhuǎn)換多少的量度。則，通過做功改變物體能時，一定存在著能與其它形式能之間的轉(zhuǎn)化；熱傳遞是能在物體間轉(zhuǎn)移，能量的形式并沒有發(fā)生改變。由上述分析可知：改變物體能有兩種方式，即做功和熱傳遞。做功和熱傳遞在改變物體能的問題上是完全等效的，并不能由物體能變化的情況來判定是做功的結(jié)果還是熱傳遞的表現(xiàn)。物體能發(fā)生變化也可能是既有做功又有熱傳遞，從能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來分析自然可以得到這樣的結(jié)論：外界對物體所做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體能的增量E這就是熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為：E=W+Q1、改變能的兩種方式：做

58、功和熱傳遞都可以改變物體的能。2、做功和熱傳遞的本質(zhì)區(qū)別：做功和熱傳遞在改變物體能上是等效的。但二者本質(zhì)上有差異。做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為能。而熱傳遞是把能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。3、功、熱量、能改變量的關(guān)系熱力學(xué)第一定律。容：在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，它的能的改變量等于這個過程中所做功和所傳遞熱量的總和。實質(zhì)：是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在熱學(xué)中的表達(dá)。表達(dá)式：為了區(qū)別不同情況，對、W、Q做如下符號規(guī)定： 0表示能增加 0表示系統(tǒng)吸熱Q 0表示外界對系統(tǒng)做功W T1。溫度越高，等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。如果采用P-坐標(biāo)軸，不同溫度下的等溫線是過原點(diǎn)的斜率不同的直線。如圖2等溫變化過程是吸放熱過程 氣體分

59、子間距離約為10-9m，分子間相互作用力極小，分子間勢能趨于零，可以為分子的能僅由分子的動能確定。溫度不變，氣體的能不變，即E=0。氣體對外做功時，據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，E=0，W0，氣體從外界吸熱，氣體等溫壓縮時，Q0，氣體放熱。所以，等溫過程是個吸熱或放熱的過程。玻意耳定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的氣體，分子總數(shù)不變。在等溫變化過程中，氣體分子的平均支能不變，氣體分子碰撞器壁的平均沖量不變。氣體體積增大幾倍，氣體單位體積分子總數(shù)減小為原來的，單位時間碰撞單位面積上的分子總數(shù)也減小為原來的，當(dāng)壓強(qiáng)減小時，結(jié)果相反。所以，對于一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，壓強(qiáng)和體積成反比。玻意耳定律的適用條件 玻意

60、耳定律是用真實氣體通過實驗得出的規(guī)律。因此這個規(guī)律只能在氣體壓強(qiáng)不太大，溫度不太低的條件下適用。2氣體的等容變化查理定律容A：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高或降低1，它的壓強(qiáng)的增加或減少量等于在0時壓強(qiáng)的。B：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比。 表達(dá)式：A： 或 P0-0時一定質(zhì)量的壓強(qiáng)不是大氣壓Pt-t時一定質(zhì)量的壓強(qiáng)不是大氣壓B： 圖象： A：P-t圖，以直角坐標(biāo)系的橫軸表示氣體的攝氏溫度t，縱軸表示氣體的壓強(qiáng)P，據(jù)查理定律表達(dá)式可知一定質(zhì)量氣體在體積不變情況下，P-t圖上等容圖線是一條斜直線。與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)表示0時壓強(qiáng)。等容線延長線通過橫坐標(biāo)