教师资格考试专用教材-物理学科知识与教学能力高频考点速记（高级中学）.pdf

=目录三L第一部分物理学科与教学知识第一章物理学科专业知识/2第一节力学/2高频考点提要/2精选考题预测/39第二节电磁学/46高频考点提要/46精选考题预测/80第三节热学、光学、近代物理理论/83高频考点提要/83精选考题预测/115第二章物理教学知识/120高频考点提要/120第一节普通高中物理课程标准/120物理学科知识与教学能力高频考点速记第二节物理教学的基本理论/153 精选考题预测/165L第二部分物理教学设计第一章高中物理教学设计过程分析/168i W）频考点提要/168第一节物理教学设计概述/168第二节教学设计的具体内容和方法/169第三节教学设计注意事项/173第四节中学物理教材分析/177第五节学习者的分析/181第六节教学目标的确定/187第七节中学物理教学重、难点的设定/191第八节中学物理教法学法的选择与应用/197第二章物理课堂教学设计/211高频考点提要/211第一节物理概念课教学设计/211r-2目录第二节物理规律课教学设计/215第三节物理探究式教学设计/217第四节物理实验课教学设计/221第五节物理习题课与复习课教学设计/230精选考题预测/233L第三部分物理教学实施第一章中学物理课堂教学组织及学习指导/244高频考点提要/244第一节课堂教学的策略/244第二节课堂教学的指导/257第二章中学物理实验教学实施/262高频考点提要/262第一节演示实验教学实施/262第二节学生实验教学实施/268第三章物理课堂教学技能/279高频考点提要/2793-1物理学科知识与教学能力高频考点速记第一节课堂导入技能/279 第二节教学语言技能/287 第三节课堂提问技能/289 第四节教学板书技能/295第五节物理教学演示技能/302 第六节 物理课堂实验技能/305 第七节物理课堂结束技能/309 第八节物理课堂强化技能/313 精选考题预测/318L第四部分物理教学评价第一章中学物理教学测量与评价/322高频考点提要/322第一节中学物理教学测量与评价的基本概念/322第二节 新课程所倡导的评价方式/333第三节教学反思/339第二章中学物理学习评价/345高频考点提要/345r-4目录第一节学习评价的分类/345第二节 学生学习的评价方法/357 第三节物理学习评价的实施/360精选考题预测/367中公教育全国分校一览表/3725-1第一部分 物理学科与教学知识。内容简介物理学科与教学知识是教师资格考试的重要内 容，在历年考试中占有40%的比重。一般以单项选择 题、计算题的形式进行考查,题型比较固定，主要考查 考生对物理学科专业知识及教学知识的掌握程度以及 对物理教学知识的理解能力。本部分共有两章的内容，第一章详细阐述了力学、电磁学、热学、光学、原子和原子核物理的基础知识 等。第二章重点介绍了物理教学知识，包括普通高 中物理课程标准（实验）、物理教学的基本理论等。物理学科知识与教学能力高频考点速记物理学科专业知识第一节力学1.运动的描述、匀变速直线运动规律以及牛 顿运动定律。2.平抛运动。3.万有引力定律及其应 用。4.动量定理、动量守恒定律。5.动能定理、机械 能守恒定律的应用。6,机械振动和机械波。7.波的 叠加原理、波的干涉和衍射。一、运动的描述、匀变速直线运动的研究 1.质点用来代替物体质量的点叫做质点。一个物体能 否被看做质点，取决于所研究问题的性质，它的大小 和形状在所研究问题中是否可以忽略不计。r-2第一部分物理学科与教学知识2.参考系描述物体的运动而被选作参考的物体称为参 考系。3.路程和位移路程:质点运动实际轨迹的长度。位移:从初位置指向末位置的一条有向线段。路程和位移的比较：4.速度路程位移定义物体实际运动轨迹的 长度从初位置指向末位置的 一条有向线段大小有有方向无有联系|位移|w路程，当物体单向直线运动时等号成立。从一点到另一点位移一定，但路程却有无数个速度悬矢量感直划段道为皿在国际单位 制中，速度的单位是米每秒,符号是m/s或者m-s-o（瞬时）速率：（瞬时）速度的大小叫做（瞬时）速 率。它是标量，只有大小，没有方向。3-1物理学科知识与教学能力高频考点速记平均速度:只能粗略地描述运动的快慢，表达式 为箸。平均速度既有大小又有方向，是矢量。其 方向与一段时间At内发生的位移方向相同。瞬时速度:运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及 方向，是矢量。一般情况下所提到的速度都是指瞬时 速度。速度的微观表示：v=/=Vxi+Vyj+vkv-d）L v_dy_ v-也片出/厂dt”出5.加速度加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用 时间的比值，即a=普。它是表示速度改变快慢的物 理量。加速度是矢量，不仅有大小，还有方向。在国际 单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是 m/s2 或 m 铲。加速度的微观表示：r-4第一部分物理学科与教学知识dv _d2r a-不一而加速度在直角坐标系中的分量式为a=axi+ayj+azkdvx _ d2x IT dF,a*dv；=d2z-dF-dF6.位移、速度、加速度之间的计算关系(1)已知质点位移随时间变化的关系r(t),可由公式v=2-,a=弊分别求出速度、加速度随时间的 dt dt变化关系。(2)已知加速度随时间的变化关系a(t),可由积分丫=|a(t)dt,r=|v(t)dt以及初始条件，分别求出 速度、位移随时间的变化关系。(3)对于一维运动，已知加速度随路程s的变化 关系a(s),利用公式a(s)=生.察士生，解dt ds dt ds出V=v(s)；同时利用公式v(s)=p，解出s=s(t),再利用(1)中公式求解v(t),a(t)。(4)对于一维运动，已知加速度随速度v的变化5-1物理学科知识与教学能力高频考点速记关系a(v),利用公式a(v)=/,解出v=v(t)；同时利 用(1)(2)中公式分别求解s(t),a(t)0【2013年上半年真题】如图所示为一艘正在行 驶的汽艇，在发动机关闭后，汽艇受阻力作用，其加 速度与速度的关系为a=-kv,式中上为常量。设发 动机关闭时汽艇的速度为如试求关闭发动机后汽 艇行驶距离工时的速度。【参考答案】由动力学运动方程可得:.kv=dy_=dv_.d)L=vd dt dx dt dx-k卑 dx分离变量并积分，f；-kdx=f；dv-kx=v-Vov=v0-kxr-6第一部分物理学科与教学知识 1.基本规律(1)沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做 匀变速直线运动。(2)速度公式：0=。0+位,位移公式：X=ot+速度与位移的关系公式:%2-W=2ax,平均速度 公式”=警2.匀变速直线运动的几个常用的结论(l)X,-X=(/n-n)aT2匚4=嘴上=4赍r(不等于该段位移内的平均速度)。【2014年上半年真题】如图所示，一小球分别以 不同的初速度，从光滑斜面的底端4点沿斜面向上 做直线运动，所能到达的最高点位置分别为a、b、c,它们距离斜面底端4点的距离分别为对应 到达最高点的时间分别为小功M，则下列关系正确物理学科知识与教学能力高频考点速记的是（）oA,以=2=显 B.鼠之配tl 12 13 13 12 匕c冬冬 等 D.多=多=冬I 3 L.2 13【答案】D。解析：三个小球沿斜面向上运动的加 速度相同设为a,初速度分别为Vi、V2、V3,由运动学公 式得v/=2as3V尸油,联立两式可得务=去，同理可得ti 2导=率=去，所以答案为D选项。12 t3 23.自由落体运动物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫 做自由落体运动。自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。g的方向总是竖直向 下，在地球上的不同地点,g的大小略有不同,赤道处 的重力加速度最小,两极处的重力加速度最大。自由 落体运动的规律为:v=gt,h=gt2,v2=2gh。r-8第一部分物理学科与教学知识二、相互作用 力是物体对物体的作用，不能离开施力物体和 受力物体而存在。力的作用是相互的，力有两种作用 效果:发生形变和改变物体的运动状态。力的三要素 包括力的大小、方向、作用点。1.重力由于地球的吸引而使物体受到的力，即G=mgo 重力的方向总是竖直向下。重力是万有引力的一个 分力，另一个分力提供物体随地球自转所需要的向 心力,在两极处重力等于万有引力。一般情况下近似 认为重力等于万有引力。2.弹力(1)发生形变的物体，由于要恢复原状,对与它 接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。(2)方向：压力、支持力的方向总是垂直于接触 面,绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向，杆对物 体的弹力不一定沿杆的方向。(3)大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可 以由胡克定律计算。胡克定律可表示为F=kx,或者9-1物理学科知识与教学能力高频考点速记AF=kAx,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变 量成正比。3.摩擦力（1）摩擦力产生的条件两物体直接接触且相互挤压；接触面粗糙;有相 对运动或相对运动的趋势。（2）滑动摩擦力滑动摩擦力可以用公式f乎Fn计算，其中Fn表 示正压力。（3）静摩擦力蟋接撷怒述题必勺外（M为最大静 摩擦力）。（4）摩擦力方向摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动 趋势）的方向相反。兔度不通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向 相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻 力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动 的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。值10第一部分物理学科与教学知识4.物体的受力分析在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物 体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比 较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题 简洁地得到解决。研究对象确定以后,只分析研究对 象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受 的外力）,而不分析研究对象施予外界的力。先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力;接触 力中必须先弹力,后摩擦力（只有在有弹力的接触面 之间才可能有摩擦力）。画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按 作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现 重复。在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分 力;分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。11 H物理学科知识与教学能力高频考点速记【2014年下半年真题】如图，绳端系一个钢球，另一端固定于0,0略高于斜面体，水平力F推动斜 面体，小球在光滑斜面上滑动，绳始终处于拉直状 态，小球一直移动到顶端时，绳接近水平，在移动的 过程中入与尺的变化是（）。-0A.网不变,民增大 口B.变大，尸丁 减小 77777/7777777777777777777777 C/n不变,居增大后减小D.Fn增大,r减小后增大【答案】D。解析:判断力大小、0变化的问题，需要按照三角形法 则画出力的合成图像，我们一般 按照完全确定的力、方向确定的 M力、方向大小均变化的力的顺序进行分析。此题中，按照此顺序，应该画出重力、斜面支持力和绳子拉 力。可以发现：支持力逐渐增大,绳子拉力逐渐减小，直到与斜面平行，也就是与支持力垂直，当绳子再向 右偏，到接近于水平的过程中，绳子拉力杆逐渐增 大。所以D正确。12第一部分物理学科与教学知识 口 1.力的合成与分解(1)力的合成当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常 常可以求出这样的一个力，这个力产生的效果跟原 来几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的 合力,原来的几个力叫做分力。平行四边形定则可以 简化为三角形定则。由三角形定则可以得到一个有 用的结论：如果有n个力首尾相接组成一个封闭多 边形，则这n个力的合力为零。两个共点力的合力的大小范围是：|FF?|wFa(2)力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行 四边形定则：把一个已知力作为平行四边形的对角 线，那么与已知力共点的平行四边形的两条邻边就 表示已知力的两个分力。在分解某个力时，常可采用 以下两种方式：按照力产生的实际效果进行分解先根据 力的实际作用效果确定分力的方向，再根据平行四13 1物理学科知识与教学能力高频考点速记边形定则求出分力的大小。根据“正交分解法”进行分解先合理选定 直角坐标系，再将已知力投影到坐标轴上求出它的 两个分量。2014年下半年真题】如图，物块A、B以相同 速率。下降，物块C以外上升，绳与竖直方向成a 角时必与。满足（）oA.w,(=Si nap 2V sman 2vd.h-COSa【答案】B。解析:我们把物体上升 的速度作为合速度，合速度会分解为 沿着绳方向的速度和垂直于绳方向 的速度。根据三角函数可以得知，绳 速为v,物体速度为v,=v/cosa。n 14第一部分物理学科与教学知识2.共点力平衡(1)共点力的概念物体同时受到几个力的作用，如果这几个力都作 用在物体的同一点，或者它们的作用线延长后相交 于同一点，这几个力就叫做共点力。(2)共点力作用下物体的平衡条件平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态。物体处于平衡状态，其受力必须满足合外力为 零，即F合=0。这就是共点力作用下物体的平衡条件。3.力矩、有固定轴物体的平衡(1)力矩是力与力臂的乘积，力矩的大小可以表 示为:M=FL。(2)刚体的受力平衡刚体的平衡条件为:合外力为零;对任意一个参 考点的合外力矩为零。三、牛顿运动定律1.牛顿第一定律它蜗这物媛发显保持匀速直线运动状态或静 15.物理学科知识与教学能力高频考点速记止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力 来维持。要使物体的运动状态(即速度，包括速度的 大小和方向)改变，必须施加力的作用，力是改变物 体运动状态的原因。(2)惯性:物体保持原来静止状态或匀速直线运 动状态不变的性质。:匡悬娱渡围簸眼质 量是物体惯性大小的量度,质量大则惯性大。2.牛顿第二定律(1)内容:物体的加速度跟它所受的外力的合力 成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力 的方向相同，即F=ma。(2)牛顿第二定律的微观表示：物体动量对时间的变化率与作用在物体上的合 外力成正比。y F患。8月=祭=祭=七一对于平面运动，在直角坐标系中，牛顿第二定律 可以表示为：16第一部分物理学科与教学知识dt2 m dt2 m(3)牛顿第二定律具有以下性质:瞬雌朱(4)应用牛顿第二定律解题的步骤：明确研究对象。对研究对象进行受力分析。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速 运动，一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速 运动，一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴 的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况 有变化时,那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列 方程求解。解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步 骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。3.牛顿第三定律(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大17 1物理学科知识与教学能力高频考点速记小相等，方向相反，作用在同一条直线上。时变化国时道电作用力和反作用力在两个不同的 物体上，各产生其效果，永远不会抵消。作用力变反物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以 是“场”力。(2)一对作用力反作用力和一对平衡力的共同 点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不 同点有:作用力、反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一 定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平 衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。四、曲线运动、万有引力 1.运动的合成由已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢 量,所以遵循平行四边形定则。18第一部分物理学科与教学知识2.运动的分解求一个已知运动的分运动，叫运动的分解，解题 时应按实际“效果”分解，或正交分解。如果物体初速度沿水平方向且物体仅受重力作 用时的运动，称为平抛运动。其轨迹为抛物线，性质 为匀变速运动。平抛运动可分解为水平方向的匀速 直线运动和竖直方向的自由落体运动。广义地说，当 物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，做类平 抛运动。1.平抛运动的基本规律速度：V=Vq,J?y=gt合速度:旃丁方向：tan=S x Vo位移:产 gt?方向：tanct=2=mtX 2v0运动时间:=V与（由下落的高度y决定）19 1物理学科知识与教学能力高频考点速记竖直方向是自由落体运动，匀变速直线运动 的一切规律在竖直方向上都成立。一般的抛体运动，如果物体被抛出时的速度不 沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，它的受力情 况和平抛运动完全相同,在水平方向上不受力，在竖 直方向上只受重力，加速度为go2.平抛运动的常用推论与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等王水小1.圆周运动的几个基本概念(1)线速度做圆周运动的物体在很短的一段时间At内通 过的弧长As与这段时间At的比值，叫做物体的线 速度，用v表示，即v=普。方向:沿圆周的切线方向，时刻在变化。物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢程度。(2)角速度在圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径所值20第一部分物理学科与教学知识转过的角度A9,与这段时间At的比值叫做角速度，用3=-表示。物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢程度。角速度的单位:弧度每秒,符号是rad/s或s。(3)向心力/公向心力b改变麒左瓦丕嬷递蚊&向 心力的大小跟做匀速圆周运动的质量，圆周半径，线速度和角速度有关，关系式为F=mr/m*mr(筝)2。(4)向心加速度任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆 心,这个加速度叫做向心加速度。向心加速度是描述 做圆周运动物体的速度变化快慢的物理量。它的关 系式为：a=i 2=t(爷/【2014年上半年真题】如图所示,有一个固定且 内壁光滑的半球面,球心为。，最低点为。,在其内 21!物理学科知识与教学能力高频考点速记壁上有两个质量相同的小球一二）（可视为质点）甲和乙，分别在铲港二 高度不同的水平面内做匀速圆周运动（甲球的轨迹平面高于乙球 o；的轨迹平面），甲乙两球与。点的连线与竖直线。间的夹角分别为a=53。和尸=37。,以最低点0,所在的 水平面为重力势能的参考平面，则（）。（si n370=-,cos37=-；si n53=-,cos53。咯）5 5 5 5A.甲、乙两球运动周期之比为3/4B,甲、乙两球运动周期之比为V/C.甲、乙两球所受支持力之比为3/4D.甲、乙两球所受支持力之比为何【答案】B。解析:对甲、乙两球受力分析得两球的支持力分别为F产四一下2=普，所以两球的支持 COSa CO 手力之比为4:3；而两球的向心力分别为F=mgtana,F mgta阴，做圆周运动的半径为r产Rsi na.yRsi型，由 向心力公式F=mr（牛产得两球的周期之比为丫字。22第一部分物理学科与教学知识2.与圆周运动有关的几种典型活动(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外 力突然消失或不足以提供圆周运动即FaC.a1 a2B.ai=a2D.无法确定3.如图所示AB两物体用轻弹簧连接，放在光滑 水平面上，物体A紧靠竖直墙。若推物体B使弹簧压 缩，然后由静止释放，物体B开始运动，则（）。B m2A.弹簧第一次恢复到原长时，物体A开始加速,B继续加速B.弹簧第一次拉伸至最长时，两个物体的速度 一定相同C.弹簧第二次恢复到最长时，两个物体的速度 一定反向D.弹簧再次压缩到最短时，物体A的速度可能为零41司|物理学科知识与教学能力高频考点速记4.长为I的刚性轻质杆，.pv 一端固定在光滑的水平轴。、处，另一端固定有小球，小球/随杆在竖直平面内做圆周运：、/动，如图所示。设小球在最高、，/点的速度大小为。，重力加速度为 g,若小球在最高点速度的大小可以取不同的值，则 下列叙述正确的是（）oA.的取值由零开始增大时，杆对小球的作用力 不变的取值由零开始增大时，杆对小球的作用力 逐渐增大C.r的取值由V#逐渐减小时，杆对小球的作用 力逐渐减小D.v的取值由 W逐渐增大时，杆对小球的作用 力逐渐增大5.一列简谐横波在t=Q时的波形图如图所示。介 质中=2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表 达式为y=10si n（5位）cm关于这列简谐波,下列说 法正确的是（）。42第一部分物理学科与教学知识B.振幅为20 cmC.传播方向沿轴负向D.传播速度为10 m/s6.一个正在沿直线行驶的汽船，关闭发动机后，由于阻力得到一个与速度反向、大小与船速平方成 正比例的加速度，即器=-八2,力为常数。(1)求在关闭发动机后，船在t时刻的速度大小;(2)求在时间t内，船行驶的距离。|精选预测解析|1.【答案】C。解析:随着a的增大，铁块受到的摩 擦力在直到开始滑动之前，都是静摩擦力，且大小为 43!物理学科知识与教学能力高频考点速记f=mgsi na,图像为正弦曲线；当a继续增大，铁块开 始滑动后，受到滑动摩擦力，大小为f=mgucosa,图像 为余弦曲线。所以C正确。2.【答案】B。3.【答案】B。解析:弹簧第一次恢复原长后，物体 B有向右的速度，物体A静止，此后，弹簧被拉长，故 物体A在拉力作用下会向右加速，而B受到拉力作 用，开始减速,A错；弹簧从第一次恢复原长到拉到 最长过程中，物体A加速，物体B减速，当两者速度 相同时，弹簧达到最长，故B正确；弹簧第二次恢复 到最长时，两者速度相同，C错误。如果弹簧再次压 缩到最短时速度为零，因为两个物体的速度相同，则 系统的动量为零，由动量守恒知不合实际，故D错误。4.【答案】D。解析：当小球在顶端的速度为0时，受力分析,杆的支持力与小球受到的重力大小相等,方向向上；此时速度开始增大，小球的重力提供向心 力，则杆的支持力减小，直到v=VgT时，重力完全用 于提供向心力，支持力减小到o；v继续增大时，重力 不够提供向心力，则需要杆来提供，表现为拉力，且 随着v的增大，拉力也增大。所以D正确。值44第一部分物理学科与教学知识5.【答案】D。解析:”=5伴周期T=Z叽=0.4 s。由 波的图象得，振幅4=10 cm、波长入=4 m,故波速为 V=车=10 m/s,P点在t=0时振动方向为正y方向，根据“微小平移法”可知波向正”方向传播。6.【参考答案】(1)分离变量得詈=-kdt,两边积分，注意积分 上下限，可得器-krdtJ Vo V J 0可得：L=L+ktv v0(2)公式可以简化为v=#k，由于丫=整1+Vo Kl ul则 dx=T-dt=,z J lt d(1+vokt)1+vokt k(1+vokt)两边积分考虑积分上下限可得：出=-J 一、d(1+vkt)Jo J ok(1+vokt)得至U x4n(1+Vokt)。K45!物理学科知识与教学能力高频考点速记第二节电磁学1.库仑定律。2.电场、电场强度、电场线。3.电：势能、电势和电势差。4.静电场中的导体。5,闭合 i电路的欧姆定律。6.安培力、洛仑兹力。7.磁通量、;磁通量的变化量、磁通量的变化率。8.楞次定律、i法拉第电磁感应定律。变高频考点速记)一、电场 1.电荷、电荷守恒(1)自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。(2)电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能凭 空消失,只能从一个物体转移到另一个物体;或从物 体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷 的总量保持不变。值46第一部分物理学科与教学知识(3)元电荷(基本电荷):一个电子所带的基本电 荷，叫做元电荷，表示为:e=1.60 xl0T9C。实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e,或者是电荷 量e的整数倍。电荷量e的数值最早由美国科学家 密立根用实验测得的。(4)比荷:带电粒子的电荷量和质量的比值里。m电子的比荷为泉=1.76x10”C/kgo2.库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的力,跟它们 的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反 比，作用力的方向在它们的连线上，即：F=丹河，其中k为静电力常量,4=9.0 x109 N-成立条件：真空中(空气中也近似成立);点电荷，即 带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽 略不计。47!物理学科知识与教学能力高频考点速记3.电场强度放入电场中某一点的电荷所受的电场力F跟它 的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,E=。点电荷周围的场强公式为，其中Q是产生该电场的电荷。匀强电场的场强公式为E=，其中d是沿电 d场线方向上的距离。如果电荷分布已知，那么从点电荷的电场强度 公式出发，根据电场强度的叠加原理，就可求出任意 电荷分布激发电场的场强。根据带电体上的电荷分布情况,相应的电场强 度可改写为E=不fv曙云体分布）；4tt80 1 V rE=A 人嘿（面分布）；4tT 80 11 O rE=11*e（线分布）。4,7T80 J I r 48第一部分物理学科与教学知识【2014年上半年真题】两个无限长的共轴圆柱 面上均带正电，内外半径分别为昭和a,沿轴线方 向单位长度所带电荷分别为儿，入2,则两圆柱面之间 距离轴线为r的P点处的场强大小E为()oA B AjAs_2tt0 r 2tts()rC 入2 0 入1_,2i To(R2-r).27To(r-%)【答案】A。解析:取同轴圆柱形高斯面，侧面积 为2i rrZ,当r Rt时，r处的场强为0;当Rt rR2时，码与必,所以 答案为Ao4.电场线(1)电场线的方向为该点的场强方向，曳扬线的(2)电场线互不相交,等势面也互不相交。(3)电场线和等势面在相交处互相垂直。(4)电场线的方向是电势降低的方向，而且是降 低最快的方向。(5)电场线密的地方等差等势面密;等差等势面49!物理学科知识与教学能力高频考点速记密的地方电场线也密。5.电场强度通量(1)定义：通过某面积S的电场强度通量等效为 垂直通过S的电场线的条数。均匀电场,S是平面，且与电场线垂直，电通 量 0=ES；均匀电场,S是平面，与电场线不垂直，=ES1=ESC0Sa,a是S的法线和电场线的夹角；S是任意曲面,E是非均匀电场，把S分成无 限多dS,通过dS的通量dG=EdS,通过整个曲面的 电通量G=E-dS。(2)规定:闭合面的法线指向面外。电场线穿出 处,a为锐角，电通量时0。电场线穿入处,a为钝 角，电通量dG 2R=m=m 由此可得：R=K Imv 21TmqB-*四、电磁感应!1.感应电流只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回 路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象 叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。2.产生感应电流的条件发生电磁感应现象，产生感应电流的条件通常 有如下两种表述。当穿过线圈的磁通量发生变化时就将发生电 磁感应现象，线圈中产生感应电动势。如线圈闭合，则线圈里就将产生感应电流。68第一部分物理学科与教学知识当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将 发生电磁感应现象,导体中产生感应电动势,如做切 割磁感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电 路中就将产生感应电流。产生感应电动势的那部分 导体相当于电源。3.产生感应电动势的条件1.楞次定律的内容2.楞次定律的第二种表述感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原 因。因为产生感应电流的原因很多,因此这种表述应 用更加灵活。常用的一般有以下几种情况:阻碍相 对运动，即“来拒去留”，使线圈面积有扩大或缩小 的趋势，阻碍原电流的变化。69!物理学科知识与教学能力高频考点速记3.楞次定律的应用步骤明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路 上的方向；搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增 减情况；根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；运用安培定则判断出感应电流的方向。4.右手定则血用右手定则时应注意：主要适用于闭合回路的一部分导体做切割磁 感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向 判定。右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用 时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互 相垂直。当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇 70第一部分物理学科与教学知识指应指向切割磁感线的分速度方向。若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若 未形成闭合回路,四指指向高电势。“因电而动”用左手定则，“因动而电”用右手 定则。应用时要特别注意：四指指向是电源内部电 流的方向（负一正），因而也是电势升高的方向，即:四指指向正极。1.磁通量的变化率磁通量的变化率普是描述磁通量变化快慢的物理量，表示回路中平均感应电动势的大小，是-t图象上某点切线的斜率。箸与。以及没有必然联系。2.法拉第电磁感应定律成正比。公式:E=n篝，其中底为线圈的匝数。71-1物理学科知识与教学能力高频考点速记(2)一种特殊情况:回路中的一部分导体做切割 磁感线运动时，其感应电动势E=BLvsm0,LSmO为导 体的有效切割长度。3.注意事项(1正=好的两种基本形式:当线圈面积S不变，垂直于线圈平面的磁场B发生变化时,；当磁场8不变，垂直于磁场的线圈面积S发生变 化时,E=n等。(2)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的 变化率箸，与的大小及A0的大小没有必然联系。(3)若篝为恒定(如:面积S不变，磁场8均匀变化,喘-去，或磁场8不变，面积S均匀变化,-=k),则感应电动势恒定。若篝为变化量，则感应电动势E也为变化量,E篝计算的是At时间内平均 感应电动势，当At-O时,E=/i箸的极限值才等于 值72第一部分物理学科与教学知识瞬时感应电动势。1.当闭合回路的导体中的电流发生变化时，导体 本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体 中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生 变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。自感的 实质是回路中流过导体自身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象。2.自感电动势:在自感现象中产生的感应电动 势叫自感电动势。其效果表现为延缓导体中电流的 变化，其大小为E|q=L*。五、交变电流 1.正弦交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀 速转动产生正弦式交流电。当闭合矩形线圈在匀强 磁场中,绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭 合线圈中就有交流电产生。如图所示，设矩形线圈 abed以角速度3绕。轴、从线圈平面跟磁感线垂73!物理学科知识与教学能力高频考点速记直的位置开始做逆时针方向转动。此时，线圈都不切 割磁感线,线圈中感应电动势等于零。经过时间2线 圈转过31角,这时而边的线速度。方向跟磁感线方 向夹角等于必，设ab边的长度为边的长度为 V,线圈中感应电动势为e=2B/噂si nw,对于N匝 线圈，有 e=NBSa)sina)t 或者写成 e=Einajt(EnNBSto=叫做电动势的最大值。)由上式，在匀强磁场 中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产 生的感应电动势是按正弦规律变化的。根据闭合电2.描述交变电流的物理量(1)峰值和瞬时值峰值小,交变电动势最大值，当线圈转到穿 过线圈的磁通量为0的位置时，取此值。值74第一部分物理学科与教学知识感应电动势瞬时值表达式：若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：e=sm*sin(x)t感应电流瞬时值表达式：i=/m，si n3，在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用 瞬时值。(2)周期和频率周期T：交变电流完成一次周期性变化所需 的时间，单位是秒(s),周期越大，交变电流变化越 慢，在一个周期内,交变电流的方向变化2次。频率/：交变电流在1 s内完成周期性变化的 次数，单位是赫兹，符号为Hz,频率越大，交变电流 变化越快。关系:户需=$1 Z TT(3)有效值有效值是根据电流的热效应来规定的，在 75!物理学科知识与教学能力高频考点速记周期的整数倍时间内(一般交变电流周期较短)，如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热 效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电 流的有效值。正弦交流电的有效值与最大值之间的关系 为：2 8,t/,=V 2 U,/,=VT Io(4)相位相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。正弦交流电e/si n(M+w)中a)t+EB B.(pAcpB,EA EB C.(PaEb D.(pA cpB,EA由此可知，一定量的理想气体的内能完全决定于 分子运动的自由度i和气体的热力学温度T,而与气 体的体积和压强无关。一定质量的理想气体在不同 的状态变化中，只要温度的变化量相等，那么它的内 能变化量就相同，而与过程无关。3.比热容定义:单位质量的某种物质温度升高（降低）1七时吸收（放出）的热量。其单位是J/（kg七）。物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、86第一部分物理学科与教学知识状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状 等无关。水的比热容为4.2x103 j/（kg.幻）表示：1 kg的水 温度升高（降低）1 丁吸收（放出）的热量为4.2X10M。水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因 为水的比热容大。计算公式:Q=Czn（Z-o）,Q tt=Cm（o-O o热平衡方程:不计热损失Q放。4.内能的利用内能的利用方式：利用内能来加热;从能的角度看，这是内能的转 移过程。利用内能来做功;从能的角度看，这是内能转化 为机械能。热机:定义:利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化:内能转化为机械能蒸汽机内燃机喷气式发动机内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化 为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要 有汽油机和柴油机。87司|物理学科知识与教学能力高频考点速记内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工 作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲 程、排气冲程o在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和 排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程 是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为 机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。热机的效率:热机用来做有用功的那部分能 量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：77=卯有用/Q总提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量 减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小 摩擦。5.卡诺热机卡诺循环是由两个准静态的等温过程和两个准 静态的绝热过程组成。气体在等温膨胀过程中从高 温热源吸取的热量为Qi,气体在等温压缩过程中向 低温热源放出热量Q2,气体对外所做净功为A。根据 热力学第一定律,A=QlQ2。利用这种循环可以把热不断地转变为功。热机把 热转换为功的4效率定义为上与=%唐=1-米，88第一部分物理学科与教学知识卡诺热机的效率为7=1-9。11【2014年下半年真题】如图所示,一定质量气体 由A经历卡诺循环到4,4到8,C到D为等温,B 到C,D到A为绝热，下列说法正确的是（）。A.4-8外界对气体做功B.BC气体分子平均动能增大C.C D单位时间内碰撞单位面积器壁的分子 数增加D.D-A气体分子平均速率不变【答案】C。解析:AB过程中，体积增大，气体对 外界做功,A错误；BC过程中，绝热膨胀，气体对外 做功，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错 误;CD过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变 大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C 89司|物理学科知识与教学能力高频考点速记正确；DA过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度 升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线 发生变化,D错误。口 1.气体（1）气体的状态参量体积叭气体的体积是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所能充满容器的容积。温度T：表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志。单位K,T=t+273.15 K。压强P：单位面积上受到的正压力。气体压强是气体分子对容器频繁碰撞的结果，单位Pa。（2）气体的实验定律玻意耳定律（等温变化）:一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积P成反比，即 pV=Co查理定律（等容变化）:一定质量的某种气体，在等容变化过程中，压强和热力学温度成正比，即方=c。盖一吕萨克定律（等压变化）:一定质量的某种 气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温 90第一部分物理学科与教学知识度7成正比，即卜C。(3)理想气体的状态方程理想气体: