高二物理期中考試預(yù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)
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高二物理期中考試預(yù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)1
一、起電方法的實(shí)驗(yàn)探究
1.物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，就說物體帶了電或有了電荷。
2.兩種電荷
自然界中的電荷有2種，即正電荷和負(fù)電荷。如：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷;用干燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負(fù)電荷。同種電荷相斥，異種電荷相吸。
相互吸引的一定是帶異種電荷的物體嗎?不一定，除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)，這里的“輕小物體”可能不帶電。
3.起電的方法
使物體起電的方法有三種：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電
(1)摩擦起電：兩種不同的物體原子核束縛電子的能力并不相同.兩種物體相互摩擦?xí)r，束縛電子能力強(qiáng)的物體就會(huì)得到電子而帶負(fù)電，束縛電子能力弱的物體會(huì)失去電子而帶正電.(正負(fù)電荷的分開與轉(zhuǎn)移)
(2)接觸起電：帶電物體由于缺少(或多余)電子，當(dāng)帶電體與不帶電的物體接觸時(shí)，就會(huì)使不帶電的物體上失去電子(或得到電子)，從而使不帶電的物體由于缺少(或多余)電子而帶正電(負(fù)電).(電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分)
(3)感應(yīng)起電：當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會(huì)向靠近或遠(yuǎn)離帶電體的方向移動(dòng).(電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體)
三種起電的方式不同，但實(shí)質(zhì)都是發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，使多余電子的物體(部分)帶負(fù)電，使缺少電子的物體(部分)帶正電.在電子轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。
二、電荷守恒定律
1.電荷量：電荷的多少。在國際單位制中，它的單位是庫侖，符號(hào)是C。
2.元電荷：電子和質(zhì)子所帶電荷的絕對(duì)值1.6×10-19C，所有帶電體的電荷量等于e或e的整數(shù)倍。(元電荷就是帶電荷量足夠小的帶電體嗎?提示：不是，元電荷是一個(gè)抽象的概念，不是指的某一個(gè)帶電體，它是指電荷的電荷量.另外任何帶電體所帶電荷量是1.6×10-19C的整數(shù)倍。)
3.比荷：粒子的電荷量與粒子質(zhì)量的比值。
4.電荷守恒定律
表述1：電荷守恒定律：電荷既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。
表述2：在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。
例：有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶電荷量為QA=6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C，讓兩個(gè)絕緣小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?
【思路點(diǎn)撥】當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，根據(jù)對(duì)稱性，兩個(gè)球一定帶等量的電荷量.若兩個(gè)球原先帶同種電荷，電荷量相加后均分;若兩個(gè)球原先帶異種電荷，則電荷先中和再均分.
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萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn)，它們之間的萬有引力就越小。
兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力，可以用以下公式計(jì)算：F=GmM/r^2,即萬有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量，其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位N·m2/kg2。為英國科學(xué)家卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測得。
萬有引力的推導(dǎo)：若將行星的軌道近似的看成圓形，從開普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的，即：
ω=2π/T(周期)
如果行星的質(zhì)量是m，離太陽的距離是r，周期是T，那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得，行星受到的力的作用大小為
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外，由開普勒第三定律可得
r^3/T^2=常數(shù)k'
那么沿太陽方向的力為
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的關(guān)系可知，太陽也受到以上相同大小的力。從太陽的角度看，
(太陽的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太陽受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧?，由這兩個(gè)式子比較可知，k'包含了太陽的質(zhì)量M，k''包含了行星的質(zhì)量m。由此可知，這兩個(gè)力與兩個(gè)天體質(zhì)量的乘積成正比，它稱為萬有引力。
如果引入一個(gè)新的常數(shù)(稱萬有引力常數(shù))，再考慮太陽和行星的質(zhì)量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示為
萬有引力=GmM/r^2
兩個(gè)通常物體之間的萬有引力極其微小，我們察覺不到它，可以不予考慮。比如，兩個(gè)質(zhì)量都是60千克的人，相距0.5米，他們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓，而一只螞蟻拖動(dòng)細(xì)草梗的力竟是這個(gè)引力的1000倍!但是，天體系統(tǒng)中，由于天體的質(zhì)量很大，萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球，對(duì)其他的物體的萬有引力已經(jīng)具有巨大的影響，它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上，它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。
重力，就是由于地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的。
任意兩個(gè)物體或兩個(gè)粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力，有時(shí)也稱重力。在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種，兩個(gè)質(zhì)子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/1035，質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個(gè)不強(qiáng)的電場1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，都不考慮萬有引力的作用。一般物體之間的引力也是很小的，例如兩個(gè)直徑為1米的鐵球，緊靠在一起時(shí)，引力也只有1.14×10^(-3)牛頓，相當(dāng)于0.03克的一小滴水的重量。但地球的質(zhì)量很大，這兩個(gè)鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力。所以研究物體在地球引力場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質(zhì)量都很大，乘積就更大，巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。引力就成了支配天體運(yùn)動(dòng)的的一種力。恒星的形成，在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮，最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞，也都是由于引力的作用，因此引力也是促使天體演化的重要因素。
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電場
一、三種產(chǎn)生電荷的方式：
1、摩擦起電：(1)正點(diǎn)荷：用綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷;(2)負(fù)電荷:用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷;(3)實(shí)質(zhì)：電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體;
2、接觸起電：(1)實(shí)質(zhì)：電荷從一物體移到另一物體;(2)兩個(gè)完全相同的物體相互接觸后電荷平分;(3)、電荷的中和：等量的異種電荷相互接觸，電荷相合抵消而對(duì)外不顯電性，這種現(xiàn)象叫電荷的中和;
3、感應(yīng)起電：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電;(1)電荷的基本性質(zhì)：同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引;(2)實(shí)質(zhì)：使導(dǎo)體的電荷從一部分移到另一部分;(3)感應(yīng)起電時(shí)，導(dǎo)體離電荷近的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷;
4、電荷的基本性質(zhì)：能吸引輕小物體;
二、電荷守恒定律：電荷既不能被創(chuàng)生，亦不能被消失，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量不變。
三、元電荷：一個(gè)電子所帶的電荷叫元電荷，用e表示。1、e=1.6×10-19c;2、一個(gè)質(zhì)子所帶電荷亦等于元電荷;3、任何帶電物體所帶電荷都是元電荷的整數(shù)倍;
四、庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力，跟它們所帶電荷量的乘積成正比，跟它們之間距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。電荷間的這種力叫庫侖力，1、計(jì)算公式：F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N.m2/kg2)2、庫侖定律只適用于點(diǎn)電荷(電荷的體積可以忽略不計(jì))3、庫侖力不是萬有引力;
五、電場：電場是使點(diǎn)電荷之間產(chǎn)生靜電力的一種物質(zhì)。1、只要有電荷存在，在電荷周圍就一定存在電場;2、電場的基本性質(zhì)：電場對(duì)放入其中的電荷(靜止、運(yùn)動(dòng))有力的作用;這種力叫電場力;3、電場、磁場、重力場都是一種物質(zhì)
六、電場強(qiáng)度：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受電場力F跟它的電荷量Q的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度;1、定義式：E=F/q;E是電場強(qiáng)度;F是電場力;q是試探電荷;2、電場強(qiáng)度是矢量，電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是放在該點(diǎn)的正電荷所受電場力的方向(與負(fù)電荷所受電場力的方向相反)3、該公式適用于一切電場;4、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式：E=kQ/r2
七、電場的疊加：在空間若有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，則空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，為這幾個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的矢量和;解題方法：分別作出表示這幾個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)場強(qiáng)的有向線段，用平行四邊形定則求出合場強(qiáng);
八、電場線：電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枋鲭妶鎏匦远藶榧僭O(shè)的線。1、電場線不是客觀存在的線;2、電場線的形狀：電場線起于正電荷終于負(fù)電荷;G:用鋸木屑觀測電場線.DAT(1)只有一個(gè)正電荷：電場線起于正電荷終于無窮遠(yuǎn);(2)只有一個(gè)負(fù)電荷：起于無窮遠(yuǎn)，終于負(fù)電荷;(3)既有正電荷又有負(fù)電荷：起于正電荷終于負(fù)電荷;3、電場線的作用：1、表示電場的強(qiáng)弱：電場線密則電場強(qiáng)(電場強(qiáng)度大);電場線疏則電場弱電場強(qiáng)度小);2、表示電場強(qiáng)度的方向：電場線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的場強(qiáng)方向;4、電場線的特點(diǎn)：1、電場線不是封閉曲線;2、同一電場中的電場線不向交;
九、勻強(qiáng)電場：電場強(qiáng)度的大小、方向處處相同的電場;勻強(qiáng)電場的電場線平行、且分布均勻;1、勻強(qiáng)電場的電場線是一簇等間距的平行線;2、平行板電容器間的電是勻強(qiáng)電場;場
十、電勢差：電荷在電場中由一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場力所作的功WAB與電荷量q的比值叫電勢差，又名電壓。1、定義式：UAB=WAB/q;2、電場力作的功與路徑無關(guān);
3、電勢差又命電壓，國際單位是伏特;
十一、電場中某點(diǎn)的電勢，等于單位正電荷由該點(diǎn)移到參考點(diǎn)(零勢點(diǎn))時(shí)電場力作的功;1、電勢具有相對(duì)性，和零勢面的選擇有關(guān);2、電勢是標(biāo)量，單位是伏特V;3、電勢差和電勢間的關(guān)系：UAB=φA-φB;4、電勢沿電場線的方向降低;時(shí)，電場力要作功，則兩點(diǎn)電勢差不為零，就不是等勢面;4、相同電荷在同一等勢面的任意位置，電勢能相同;原因：電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場力不作功，所以電勢能不變;5、電場線總是由電勢高的地方指向電勢低的地方;6、等勢面的畫法：相臨等勢面間的距離相等;
十二、電場強(qiáng)度和電勢差間的關(guān)系：在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。1、數(shù)學(xué)表達(dá)式：U=Ed;2、該公式的使適用條件是，僅僅適用于勻強(qiáng)電場;3、d是兩等勢面間的垂直距離;
十三、電容器：儲(chǔ)存電荷(電場能)的裝置。1、結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)彼此絕緣的金屬導(dǎo)體組成;2、最常見的電容器：平行板電容器;
十四、電容：電容器所帶電荷量Q與兩電容器量極板間電勢差U的比值;用"C"來表示。1、定義式：C=Q/U;2、電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量;3、國際單位：法拉簡稱：法，用F表示4、電容器的電容是電容器的屬性，與Q、U無關(guān);
十五、平行板電容器的決定式：C=εs/4πkd;(其中d為兩極板間的垂直距離，又稱板間距;k是靜電力常數(shù)，k=9.0×109N.m2/c2;ε是電介質(zhì)的介電常數(shù)，空氣的介電常數(shù)最小;s表示兩極板間的正對(duì)面積;)1、電容器的兩極板與電源相連時(shí)，兩板間的電勢差不變，等于電源的電壓;2、當(dāng)電容器未與電路相連通時(shí)電容器兩板所帶電荷量不變;
十六、帶電粒子的加速：1、條件：帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向和場強(qiáng)方向垂直，忽略重力;2、原理：動(dòng)能定理：電場力做的功等于動(dòng)能的變化：W=Uq=1/2mvt2-1/2mv02;3、推論：當(dāng)初速度為零時(shí)，Uq=1/2mvt2;4、使帶電粒子速度變大的電場又名加速電場;
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