高中物理和电学知识点_高中物理和电学基础知识
电是高中物理的一个重要知识点。 要学好高中物理,电至关重要。 现在就让Study La小编给大家分享一些高中物理和电学知识。 希望对您有所帮助!
高中物理电学知识点第1部分
1、电压瞬时值e=Emsinωt/电流瞬时值i=Imsinωt; (ω=2πf)
2、电动势峰值Em=nBSω=2BLv/电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/
3、正弦(co)正弦交流电有效值:E=Em/(2)1/2; U=Um/(2)1/2; I=Im/(2)1/2
4、理想变压器初、次级线圈中电压、电流、功率的关系:U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 输入 = P 输出
5、在长距离输电中,采用高压传输电能,可以减少输电线路上的电能损耗:P损耗′=(P/U)2R; (P loss ′:输电线路上损失的功率,P:输电线路上损失的电量总功率,U:输电电压,R:输电线路电阻)(参见第2卷P198)
6、式1、2、3、4中的物理量及单位: ω:角频率(rad/s); t:时间(秒); n:线圈匝数; B:磁感应强度(T); S:线圈面积(m2); U:(输出)电压(V); I:电流强度(A); P:功率(W)。
笔记:
(1)交流电的变化频率与发电机中线圈的旋转频率相同,即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈的磁通在中性面处最大,感应电动势为零,通过中性面的电流方向发生变化;
(3) 有效值是根据电流的热效应定义的。 AC值如无特殊说明均指有效值;
(4) 当理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率。 当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即P out 决定P into ;
(5)其他相关内容:正弦交流电图像(见第二卷P190)/电阻、电感、电容对交流电的影响(见第二卷P193)。
高中物理电学知识点第2部分
1、电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:t时间内通过导体横截面的电荷(C),t:时间(s)}
2、欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体电阻(Ω)}
3、电阻与电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4、闭路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR,也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5、电功和电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率( W) }
6、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7. 在纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8、电源总功率率、电源输出功率、电源效率:=IE,Pout=IU,η=Pout/
{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:电路端电压(V),η:电源效率}
9、串联/并联电路:串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I、R成反比)
高中物理电学知识点第3部分
1、两种电荷,电荷守恒定律,元素电荷:(e=1.60×10-19C); 带电体的电荷量等于元素电荷的整数倍
2、库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中){F:点电荷之间的力(N),k:静电力常数k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:电的两个点电荷( C),
r:两个点电荷之间的距离(m),方向在它们的连接线上,作用力和反作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引}
3、电场强度:E=F/q(定义公式、计算公式){E:电场强度(N/C),是一个矢量(电场叠加原理),q:测试量电荷(C)}
4、真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到位置的距离(m),Q:源电荷的量}
5、均匀电场的场强E=UAB/d{UAB:两点AB之间的电压(V),d:两点AB在场强方向上的距离(m)}
6、电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受电场力作用的电荷所带电量(C),E:电场强度(N/C)}
7、电位及电位差:UAB=φA-φB物理资源网,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8、电场力所做的功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体从A到B时电场力所做的功(J),q:电荷量(C),
UAB:电场中A、B两点之间的电势差(V)(电场力所做的功与路径无关),E:均匀电场强度,d:两点之间的距离沿方向两点的场强(m)}
9、电势能:EA=qφA{EA:A点带电体的电势能(J),q:电量(C),φA:A点电势(V)}
10、电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置移动到B位置时的电势能之差}
11、电场力所做的功与电势能的变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力所做的功的负值)
12、电容C=Q/U(定义公式、计算公式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板之间的电位差)(V)}
13、平行板电容器的电容量C=εS/4πkd(S:两极板所面对的面积,d:两极板之间的垂直距离,ω:介电常数)
高中物理和电学知识点_高中物理和电学基础知识
高中物理电学知识点第四部分
1、电场基本定律 2、库仑定律 (1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与其电荷的乘积成正比,与其距离的平方成反比。 方向位于连接它们的线上。
(2) 表达式: k=9.0×109N·m2/C2 - 静电力常数 (3) 适用条件:真空中静止的点电荷。
1. 电荷守恒定律:电荷既不会产生,也不会消失。 它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一部分。 在传输过程中,电荷总量仍然存在。 持续的。 (1)三种充电方式:摩擦充电、感应充电、接触充电。
(2)单质电荷:最小的带电单位,任何带电物体的电荷都是单质电荷的整数倍,e=1.6×10-19C——密立根测得的e值。
2. 电场能量的性质
1、电场能的基本性质:电荷在电场中运动,电场力必须对电荷做功。
2、电势φ的定义 (1):电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
(2) 定义公式: φ - 单位:伏特(V) - 带正负号的计算 (3) 特点:
○1 电势是相对的,相对于参考点。 但电位的差异与参考点的选择无关。
○2 电势是一个标量,但有正值和负值。 正负仅表示该点的电位是否高于或低于参考点的电位。
○3 电势的大小由电场本身决定,与Ep、q无关。
○4 电势在数值上等于单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。
(4) 判断电位高低的方法 ○1 根据电场线判断:电位沿着电场线下降。 φA>φB○2 根据电势能判断:
正电荷:电势能大,电势高; 电势能小,电势低。
负电荷:电势能大,电势低; 电势能小,电势高。
结论:只有在电场力的作用下,静止电荷才会从电势能高的地方移动到电势能低的地方。
3、电势能Ep (1)定义:电荷在电场中,由于电场与电荷相互作用而产生的能量,由位置决定。 电荷在某一点的电势能等于电场力将电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2) 定义公式: - 带正负号的计算 (3) 特点:
○1 电势能是相对的。 与零势能面相比,通常选择大地或无穷远作为零势能面。
○2 电势能变化ΔEp与零势能面的选择无关。
4、电势差UAB的定义 (1):电场中两点之间的电势差。 也称为电压。
(2) 定义公式:UAB=φA-φB (3) 特点:
○1 电位差是标量,但有正值和负值之分。 正负仅表示起点和终点哪个电位较高或较低。 如果 UAB>0,则 UBA
○2 单位:伏特 ○3 电场中两点之间的电势差是确定的,与零电势面的选择无关 ○4U=Ed 均匀电场中两点电势差的计算公式。 ——电位差与电场强度的关系。
5. 静电平衡状态 (1) 定义:导体内电荷不再定向运动的稳定状态 (2) 特点 ○1 对于处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。
○2 导体中任意位置的感应电荷产生的电场与该位置的外电场的场强相等,大小相等,方向相反。
○3 处于静电平衡状态的整个导体是等位体,导体的表面是等位面。
○4 电荷仅分布在导体的外表面上。 导体表面的分布与导体表面的弯曲程度有关。 弯曲得越多,分布的电荷就越多。
6、电场力做功WAB (1)电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与起始位置和终止位置有关,即与路径有关。初始位置和最终位置之间的潜在差异。
(2) 表达式:WAB=UABq——带正负号的计算(适用于任何电场) WAB=Eqd——沿电场方向的d距离。 ——均匀电场 (3) 电场力做功与电势能的关系 WAB=-△Ep=EpA-EPB 结论:电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大 7. 等势面:
(1)定义:由等电位的点组成的面。
(二)特点:
○1 等势面上各点的电势相等。 当电荷在等势面上移动时,电场力不起作用。
○2 等势面与电场线垂直。 ○3 两个等势面不相交。 ○4 等势面的密度表示场强的大小:稀疏、弱、密、强。
○5 绘制等位面时,相邻等位面之间的电位差相等。
(3)确定电场线上两点之间的电势差:靠近场源(强场)的两点之间的电势差大于距场源相同距离的两点之间的电势差(场强小)。
3.电场力的性质
1. 电场的基本性质: 电场对置于其中的电荷具有强大的作用。
2、电场强度E(1)的定义:电荷在电场中某一点所受到的电场力F与该电荷的电荷量q的比值称为该点的电场强度。
(2)定义:E与F和q无关,仅由电场本身决定。
(3) 电场强度是一个矢量: 大小:单位电荷所施加的电场力。
方向:指定正电荷受力的方向,负电荷受力的方向与E的方向相反。
(4) 单位:N/C高中物理电学知识点,V/m1N/C=1V/m (5) 其他电场强度公式 ○1 点电荷场强公式: ——Q 场源电荷 ○2 均匀电场强度公式: ——d沿电场方向两点之间的距离 (6)场强叠加:遵循平行四边形法则 3.电场线 (1)含义:直观描述电场强度和方向的理性模型实际上并不存在 (2)电场线的特点:
○1 电场线从正电荷(无穷大)开始,到负电荷(无穷大)结束。 ○2 不闭、不相交、不相切。 ○3 电势沿电场线下降,且电势下降最快。 电场线不能确定电场的强度,但可以确定电势的水平。
○4 电场线垂直于等位面、静电平衡导体、电场线垂直于导体表面 (3) 几种特殊电场的电场线 4. 应用——带电粒子在电场中的运动(平衡问题、加速度问题、偏转问题) 1、基本粒子不计重力,但不计质量。 例如,质子、电子、α粒子、氕、氘、氚带电粒子、带电油滴和带电球通常必须计算重力。
2、平衡问题:电场力与重力的平衡问题。
毫克=方程3。 加速度问题(1)由牛顿第二定律解释。 带电粒子在电场中加速(不考虑重力)。 它们仅受电场力方程的影响。 粒子的加速度a=Eq/m。 如果两块板之间的距离为d,则(2)可以用动能定理来解释。 可见,加速度的终端速度与两极板之间的距离d无关,只与两极板之间的电压有关。 然而,粒子在电场中运动的时间是不同的。 d 越大,飞行速度越快。 需要的时间越长。
3、偏转问题——垂直电场线方向的准投影运动:粒子以匀速v0做直线运动。
在平行电场线方向:粒子作匀加速直线运动,初速度为0,加速度为a。 如果不考虑带电粒子的重力,粒子在垂直方向上的加速度使带电粒子移动类似于平抛的水平距离。 如果能飞出电场,水平距离为L。如果不能飞出电场,水平距离为x。 带电粒子的飞行时间:t=x/v0=L/v0——————○1 若粒子能飞出电场,则:y≤d /2————————— —○2 粒子在垂直方向匀速运动:————○3 粒子在垂直方向的分速度:—————————○4 粒子离开电场的速度偏差:——————○5可由○1○2○3○4○5得到:
飞行时间:t=L/vO 垂直速度:
横向偏移: 偏转角:
飞行时间:t=L/vO 横向偏移:y'=偏转角:
在这种情况下,粒子束中各种不同粒子的轨迹是相同的。 即不同粒子的横向位移和偏转角度相同,但飞过偏转电场的时间不同。 这个时间与加速电压、粒子电荷、质量有关。
如果上例中粒子的重力不能忽略高中物理电学知识点,只需重新计算加速度a即可。 具体计算过程是一样的。 五、电容器及其应用 1、电容器充放电过程:(电源对电容器充电) 充电过程 SA:电源 放电过程 SB:电容器的电能转化为电容器的电场能。 2、电容 (1)物理意义:表示电容器保持电荷能力的物理量。
(2)定义:电容器的电荷Q与电容器两极板间电压U的比值称为电容器的电容量。
(3) 定义公式: - 是定义公式,不是行列式 - 是电容(平行板电容器)的行列式
(4)单位:法拉F、微法μF、皮法pF1pF=10-6μF=10-12F
(5)特点
○1 电容器的电荷量Q是指一极板的电荷量的绝对值。
○2 电容器的电容量C与Q和U无关,仅由电容器本身决定。
○3 在讨论电容器问题时,常结合○3的结论使用以下三个公式进行判断。 ○4 电容器始终接通电源,电容器电压保持不变。 电容器充电后断开电源,电容器的充电量保持不变。
高中物理电学知识点第五部分
1、电场
1、两种电荷,电荷守恒定律,元素电荷:(e=1.60×10-19C); 带电体的电荷量等于元素电荷的整数倍
2、库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中){F:点电荷之间的力(N),k:静电力常数k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:电的两个点电荷( C),
r:两个点电荷之间的距离(m),方向在它们的连接线上,作用力和反作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引}
3、电场强度:E=F/q(定义公式、计算公式){E:电场强度(N/C),是一个矢量(电场叠加原理),q:测试量电荷(C)}
4、真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的量}
5、均匀电场的场强E=UAB/d{UAB:两点AB之间的电压(V),d:两点AB在场强方向上的距离(m)}
6、电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受电场力作用的电荷所带电量(C),E:电场强度(N/C)}
7、电位及电位差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8、电场力所做的功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体从A到B时电场力所做的功(J),q:电荷量(C),
UAB:电场中A、B两点之间的电势差(V)(电场力所做的功与路径无关),E:均匀电场强度,d:两点之间的距离沿方向两点的场强(m)}
9、电势能:EA=qφA {EA:A点带电体的电势能(J),q:电(C),φA:A点电势(V)}
10、电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置移动到B位置时的电势能之差}
11、电场力所做的功与电势能的变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力所做的功的负值)
12、电容C=Q/U(定义公式、计算公式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板之间的电位差)(V)}
13、平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板所面对的面积,d:两极板之间的垂直距离,ω:介电常数)
高中物理电学知识点第6部分
2、恒流
1、电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:t时间内通过导体横截面的电荷(C),t:时间(s)}
2、欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体电阻(Ω)}
3、电阻与电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4、闭路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR,也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5、电功和电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率( W) }
6、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7. 在纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8、电源总功率率、电源输出功率、电源效率:=IE,Pout=IU,η=Pout/
{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:电路端电压(V),η:电源效率}
9、电路的串联/并联电路:串联电路(P、U、R成正比) 并联电路(P、I、R成反比)
电阻关系(串联、并联、反向) R串联=R1+R2+R3+ 1/R并联=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系I总计=I1=I2=I3 I且=I1+I2+I3+
电压关系 =U1+U2+U3+ =U1=U2=U3
功率分布 P总计=P1+P2+P3+ P总计=P1+P2+P3+
10.欧姆表测量电阻
(1) 电路构成 (2) 测量原理
将两表笔短路后,调节Ro,使表指针完全偏压。
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接上被测电阻Rx后,流过仪表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix对应于Rx,因此可以表示被测电阻的大小。
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意档位(放大倍数)}、关闭档位。
(4)注意:测量电阻时,应断开原电路,选择量程使指针靠近中心,每次换档时将欧姆短路至零。
11.伏安法测量电阻
电流表内部连接方法: 电流表外部连接方法:
电压表示数:U=UR+UA 电流表示数:I=IR+IV
Rx 的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R 真 Rx 的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 选择电路条件Rx>>RA [或 Rx>(RARV)1/2] 选择电路条件 Rx
限流连接
电压调节范围小,电路简单,功耗小。 电压调节范围大,电路复杂,功耗大。
简易电压调整选择条件 Rp>Rx 简易电压调整选择条件 Rp 注 1) 单位换算:1A=103mA=106μA; 1kV=103V=106mA; 1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率随温度变化,金属的电阻率随温度增大;
(3)串联总电阻大于任一分电阻,并联总电阻小于任一分电阻;
(4)当电源有内阻,外电路电阻增大时,总电流减小,电路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其他相关内容:电阻率与温度的关系、半导体及其应用、超导及其应用【见第二卷P127】。
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