2022高考物理知识要点总结教案:恒定电流(共3篇)
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恒定知识要点:
一、电场:
E
1、了解电荷间的相互作用,会计算真空中两个点电荷之间的作用力:Fkq1·q2r2
2、了解电场的概念,理解电场强度和电场线的概念,掌握电场强度的定义式及单位:Fq,单位:N/C
3、了解电势差的概念:UWq,单位:1V1JC。会计算点电荷在电场力作用下,从电场中一点移到另一点电场力做的功:WUq。
4、理解电容器的电容的概念,掌握电容的定义式:CQU,单位:1F1CV。了解常用电容器。
5、了解静电的危害和应用。
二、恒定电流:
1、了解产生电流的条件,掌握电流强度的概念。
2、掌握电阻和电阻率的概念,掌握欧姆定律和电阻定律:RLS
3、掌握电功和电功率的概念,掌握焦耳定律。
4、理解串联和并联电路的特点,掌握串联电路和并联电路中电阻、电压、电流和功率分配的关系,会解简单的混联电路问题。
5、了解电动势的概念,掌握闭合电路的欧姆定律:IRr。会用其分析、解答同种电池的串联问题。
6、会用伏安法和多用表测量电阻。
1、电路分析:
这里所说的电路分析是指电路中各用电器的连接方式的分析和电路中电表的示数分析。
(1)在进行电路计算时,首先要对电路结构进行分析,搞清楚组成电路的各元件之间的连接关系,基本方法是:先对电路作电势分析,把电路中的各个结点编号取各,电势相同的点用相同符号,再把原电路图改画,从最简单清楚的电路开始,由电源正极出发,把各个元件及结点符号顺序画出,回到电源负极,并把处理过的元件及时划掉,逐步把所有元件画在代表不同电势的符号之间。
例:如图的所示电路中,电阻R1=6,R2=3,R3=2,R4=12,求外电路的总电阻。
分析:先将各结点标出符号,R4R2右端与电源正极等电势,用相同符号a,其它结点用b、c„„
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总电流:I总R外r32.40.6A1A
路端电压:UIr310.62.4V I3UR32.44A0.6A
串联电路中电流I串R3R串R3I总41010.4A
通过R2的电流I2I串20.420.2A
通过电流表的电流I2I30.2A0.6A0.8A
答:电压表示数2.4V 电流表示数0.8A
电功与电热:
2、根据电流做功与电热的关系可将电路分为纯电阻电路与非纯电阻电路,在纯电阻电路中电流所做的功全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q,在非纯电阻电路和中,电流所做的功部分转化为电热,另一部分转化为其它形式的能量如机械能、化学能等,则W=Q+E其它。
部分电路欧姆定律
定律:一段电路中的电流I 跟加在这段电路两端的电压U成正比,跟这段电
路的电阻R成反比。即 I=
UR
电流I:单位时间通过导体横截面的电量
定义式:I=qt
微观表达式:I=nesv
电压U:移动单位电荷电场力所做的功
U=wq
电阻R:导体对流的阻碍作用
定义式:R=UI
lS决定式:R=
:电阻率与温度有关
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判断。
例:如图所示电路中,电源内阻不能忽略,当滑片P向下移动时,电路中各电表示数如何变化?
分析与解答:
首先将题中的电路图画成标准电路图(如右下图所示)。
当变阻器滑片“向下”移动,也就是在标准图中向右移动时,变阻器的阻值R变小,外电路的总电阻R外变小,电路中的总电流IR外r,I变大,路
端电压U端Ir,U端变小,以上是整个电路总体变化。下面分析电路中某些起局部变化情况:R1与R2是固定电阻,又在干路上,由U1IR1,U2
测的是U2,所以电压表
示数IR2可知,R1与R2两端电压,U1与U2变大,电压表变大。电压表测的是a、b两点间的电压,Uab=U端-U1,由前面分析U端变小,U1变大,示数变小。电流表
测的是变阻器通过的电流,电路中变阻器与则Uab变小,所以电压表R3并联。R3两端电压,U3=U端-U1-U2,因U端变小,U1、U2变大,所以U3变小,通过R3的电流I3U3R3,则I3变小,设通过变阻器的电流为IR,IRII3,前面曾分析过总电流I
示数变大。示数变小,电流表
示数变大。变大,I3变小,所以IR变大,电流表 答:电压表示数变大,电压表R
1a R2 A P R
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力的合成与分解
掌握内容:
1、力的合成与分解。会用直角三角形知识及相似三角形等数学知识求解。
2、力的分解。
3、力矩及作用效果。
知识要点:
一、力的合成:
1、定义:求几个力的合力叫力的合成。
2、力的合成:(1)F1,F2同一直线情况(2)F1,F2成角情况:
同向FF1F2反向FF1F2(F1F2)
①遵循平行四边形法则。
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。
作图时应注意:合力、分力作用点相同,虚线、实线要分清。
作图法:严格作出力的合成图示,由图量出合力大小、方向。②应用方法
计算法:作出力的合成草图,根据几何知识算出F大小、方向。 注意:在F1,F2大小一定的情况下,合力F随增大而减小,随减小而增大,F最大值是F1F2,F最小值是F1F2(F1F2),F范围是(F1F2)~(F1F2),F有可能大于任一个分力,也有可能小于任一个分力,还可能等于某一个分力的大小,求多个力的合力时,可以先求出任意两个力的合力,再求这个合力与第三个力的合力,依此类推。
二、力的分解:
求一个力的分力叫力的分解。是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形法则。一个力的分解应掌握下面几种情况:
1、已知一个力(大小和方向)和它的两个分力的方向,则两个分力有确定的值;
2、已知一个力和它的一个分力,则另一个分力有确定的值;
3、已知一个力和它的一个分力的方向,则另一分力有无数解,且有最小值(两分力方向垂直);
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磁 场
带电粒子在匀强磁场及在复合场中的运动规律及应用
知识要点:
1、带电体在复合场中运动的基本分析: 这里所讲的复合场指电场、磁场和重力场并存, 或其中某两场并存, 或分区域存在, 带电体连续运动时, 一般须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用。
在不计粒子所受的重力的情况下,带电粒子只受电场和洛仑兹力的作用,粒子所受的合外力就是这两种力的合力,其运动加速度遵从牛顿第二定律。在相互垂直的匀强电场与匀强磁场构成的复合场中,如果粒子所受的电场力与洛仑兹力平衡,粒子将做匀速直线运动;如果所受的电场力与洛仑兹力不平衡,粒子将做一般曲线运动,而不可能做匀速圆周运动,也不可能做与抛体运动类似的运动。在相互垂直的点电荷产生的平面电场与匀强磁场垂直的复合场中,带电粒子有可能绕场电荷做匀速圆周运动。
无论带电粒子在复合场中如何运动,由于只有电场力对带电粒子做功,带电粒子的电势能与动能的总和是守恒的,用公式表示为 qUa12mvaqU2b12mvb
22、质量较大的带电微粒在复合场中的运动
这里我们只研究垂直射入磁场的带电微粒在垂直磁场的平面内的运动,并分几种情况进行讨论。
(1)只受重力和洛仑兹力:此种情况下,要使微粒在垂直磁场的平面内运动,磁场方向必须是水平的。微粒所受的合外力就是重力与洛仑兹力的合力。在此合力作用下,微粒不可能再做匀速圆周运动,也不可能做与抛体运动类似的运动。在合外力不等于零的情况下微粒将做一般曲线运动,其运动加速度遵从牛顿第二定律;在合外力等于零的情况下,微粒将做匀速直线运动。
无论微粒在垂直匀强磁场的平面内如何运动,由于洛仑兹力不做功,只有重力做功,因此微粒的机械能守恒,即 mgha12mvamghb212mvb(2)微粒受有重力、电场力和洛仑兹力:此种情况下。要使微粒在垂直磁场的平面内运动,匀强磁场若沿水平方向,则所加的匀强电场必须与磁场方向垂直。
在上述复合场中,带电微粒受重力、电场力和洛仑兹力。这三种力的矢量和即是微粒所受的合外力,其运动加速度遵从牛顿第二定律。如果微粒所受的重力与电场力相抵消,微粒相当于只受洛仑兹力,微粒将以洛仑兹力为向心力,以射入时的速率做匀速圆周运动。若重力与电场力不相抵,微粒不可能再做匀速圆周运动,也不可能做与抛体运动类似的运动,而只能做一般曲线运动。如果微粒所受的合外力为零,即所受的三种力平衡,微粒将做匀速直线运动。
无论微粒在复合场中如何运动,洛仑兹力对微粒不做功。若只有重力对微粒做功,则微粒的机械能守恒;若只有电场力对微粒做功,则微粒的电势能和动能的总和守恒;若重力和电场力都对微粒做功,则微粒的电势能与机械能的总和守恒,用公式表示为: qUamgha12mvaqU2bmghb12mvb
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过选择器。
如图, 设在电场方向侧移vEBd后粒子速度为v, 当时: 粒子向f方向侧移, F做负功——粒子动能减少, 12mv0qEd2电势能增加, 有
12mv;当v2EB时, 粒子向
F方向侧移, F做正功——粒子动能增加, 电势能减少, 有12mv0qEd212mv2;
5、质谱仪
质谱仪主要用于分析同位素, 测定其质量, 荷质比和含量比, 如图所示为一种常用的质谱仪, 由离子源O、加速电场U、速度选择器E、B1和偏转磁场B2组成。
同位素荷质比和质量的测定: 粒子通过加速电场, 根据功能关系, 有
12mv2qU。粒
子通过速度选择器, 根据匀速运动的条件: vEB。若测出粒子在偏转磁场的轨道直径为2R2mvB2q2mEB1B2qd, 则d , 所以同位素的荷质比和质量分别为
qm2EB1B2d;mB1B2qd2E。
6、磁流体发电机
工作原理: 磁流体发电机由燃烧室O、发电通道E和偏转磁场B组成, 如图所示。
在2500开以上的高温下, 燃料与氧化剂在燃烧室混合、燃烧后, 电离为导电的正负离
子, 即等离子体, 并以每秒几百米的高速喷入磁场, 在洛仑兹力作用下, 正、负离子分别向上、下极板偏转, 两极板因聚积正、负电荷而产生静电场, 这时, 等离子体同时受到方向相反的洛仑兹力f与电场力F的作用。
当f > F时, 离子继续偏转, 两极电势差随之增大;当f = F时, 离子匀速穿过磁场, 两极电势差达到最大值, 即为电源电动势。
电动势的计算: 设两极板间距为d, 根据两极电势差达到最大值的条件f = F, 即vEB/dB, 则磁流体发电机的电动势Bdv。
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