物理选修1-1知识点汇总.doc

第一部分：电磁现象与规律
1、 电荷 电荷守恒
1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2、元电荷：一个元电荷的电量为1.6×10-19C，是一个电子所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、电荷量（Q）：电荷的多少。单位：库仑（C）
4、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。
5、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．
注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律
1、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2、 公式： k＝9．0×109N·m2／C2
3、适用条件：（1）真空中； （2）点电荷．
点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。点电荷很相似于我们力学中的质点．
三、电场 电场强度 电场线
（一）电场
1．存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
2．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3．电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。
（二）电场强度
1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱
2．表达式：E＝F/q（定义式） 单位是：N/C或V/m；
E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）
E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）
3．电场强度是矢量，方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．
4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，
5．电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关，
（三）电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．
特点：
1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．
2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．
3．在同一幅电场分布图中电场越强的地方，电场线越强．
4．匀强电场的电场线平行且距离相等．
5．没有画出电场线的地方不一定没有电场．
6．电场线永不相交也不闭合，
匀强电场
－　－　－　－　
点电荷与带电平板
+
等量异种点电荷的电场
等量同种点电荷的电场
孤立点电荷周围的电场
7．电场线不是电荷运动的轨迹．
四、磁场 磁感线
1.磁场的产生
（1）磁极周围有磁场.（2）电流周围有磁场（奥斯特发现电流的磁效应）.
2.磁场的基本性质
对处于磁场中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用，有强弱和方向.(对磁体一定有力的作用；对电流、运动电荷可能有力的作用).
3.磁感线
（1）用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.
（2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向.
（3）磁感线的疏密表示磁场的强弱.
（4）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）.
（5）要熟记常见的几种磁场的磁感线.

五、电流的磁场、安培定则（右手螺旋定则）
1. 电流的磁效应：不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称之为电流的磁效应.
1820年，丹麦物理学家奥斯特揭示了电流的磁效应，
2.安培定则（右手螺旋定则）：
（1）判断直线电流的磁场具体做法是右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
（2）判断通电螺线管的磁场具体做法是右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.

六、磁感应强度（B）
1、磁感应强度是反映磁场强弱的物理量.
2、公式：B=F/IL_单位：特斯拉（T）;
3、磁感应强度是矢量.
小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向
七、安培力的大小 左手定则
1、在磁场中，通电线圈受到安培力的作用，发生扭转，我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.
2、通电导体放在磁场里，当导线方向与磁场垂直时，所受的安培力最大;当导线方向与磁场一致时，导线不受安培力;当导线方向与磁场斜交时，所受的安培力介于最大值和0之间.
3、导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力最大：F＝BIL.
4、安培力的方向——左手定则
伸开左手，使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
安培力一定垂直于电流的方向，又垂直于磁感应强度的方向。
4.磁场力的本质
磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用.因此在分析磁极和电流间的各种相互作用时，除要记住“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的结论，还应该记住更加普遍适用的：“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”.
八、洛仑兹力的方向
1.磁场对运动电荷有力的作用，这种力叫做洛伦兹力.
2.洛伦兹力的方向（左手定则）：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷的运动方向，则拇指所指的方向就是运动正电荷所受洛伦兹力的方向.
3.洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向
九、电磁感应现象
1.英国物理学家_法拉第_经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了_电磁感应_现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲.
2、电磁感应：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，_导体_中就产生电流，这类现象就叫做_电磁感应_.由电磁感应产生的电流叫做_感应电流_.
3、电磁感应的产生条件
（1）磁通量：穿过一个_闭合电路_的磁感线的多少.
（2）条件：只要穿过_闭合电路_的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.
十、电磁感应定律
1、感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势.
2、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
表达式： ，多匝线圈的电动势： .
3、交变电流（简称交流（AC），俗称交流电）：
（1）定义：大小和方向都随时间做周期变化的电流.
（2）交流发电机：由定子和转子组成，转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动势.
（3）交流的变化规律：日常使用的电是由电网送来的，电
网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的
规律变化，叫做正弦式电流.
1）表达式：
2）图象：

3）描述物理量：周期（T）、频率（f）、有效值（Ue、Ie）、峰值（Um、Im）
其中，.另外，家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值.（交流的有效值，是根据电流的热效应规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里他们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值）
4、变压器
（1）构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成.
（2）工作原理：变压器利用的是电磁感应现象的互感现象.
（3）同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高。
5、高压输电：
（1）输电时，电能的损失主要是由电流的热效应引起的。
（2）减小输电线路上电能损失的方法：
1）减小输电线电阻（从ρ、L、S三个角度考虑，但效果不佳）.
2）减小输电电流I（因为，所以采用高压输电既有效又经济）.
6、自感现象
1）.导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.
2）.通电自感和断电自感（阻碍电流的变化）
（1）A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合S，观察到灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来.
原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间.
（2）断开电路，观察到S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭.
原因：当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小.L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流.灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大.
7、涡流：导体由于处在变化的磁场中自身感应出的环形电流。
应用：①电磁炉 ②金属探测器 ③变压器的铁芯等
十一、电磁波
1.麦克斯韦电磁场理论
基本内容：
（1）变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
（2）均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场.
（3）振荡的（周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场.
2.频率ƒ、波速с、波长λ
,,或.
3. 电磁波谱
（1）定义：按波长或频率大小的顺序排列成谱.
（2）按波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线.

（3）主要作用
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
X射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
4.电磁波的发射和接收
（1）载波：携带声音、图象等信息的电磁波.
（2）调制：把信息加到载波上，使载波随信号而变叫调制.
（3）调幅（频）波：使振幅（频率）随信号而变叫调幅（频）波.
（4）调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐.
（5）解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调.
第二部分：电磁技术与社会发展
一、有关电磁领域重大技术发明
1、 法国物理学家库仑用精密的实验定量研究了电荷间的相互作用的规律，它就是库仑定律。
2、 伏打发明了电池，爱迪生发明了电灯；贝尔发明了电话。贝尔德发明了电视机
3、 丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，说明了电与磁之间存在着相互作用，这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义。
4、 英国物理学家法拉第经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系。
5、 英国物理学家麦克斯韦建立完整的电磁场理论并预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹用实验证实了它的存在。
6、 英国物理学家法拉第最早提出了“场”和“力线”的概念
二、电机、电动机对能源利用方式、工业发展所起的作用
1、发电机把其它形式的能转化成电能， 原理：电磁感应
2、电动机把电能转化成机械能，原理：磁场对电流的作用力
三、常见传感器及其应用
1、传感器：传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件。
2、常见传感器：

①用光和声来控制楼道电灯的开关，就要用到声光传感器。
②当房间失火时能感知出现的烟雾，能通过电路发出警报。这个小盒子就是烟雾传感器。
③双金属温度传感器：利用不同金属材料材料的热膨胀系数不同而制成双金属温度传感器进行电路控制，如日光灯的启动器。
④光敏电阻传感器：光敏电阻的阻值能随光照的强度而变化。无光照时，光敏电阻的阻值很大，流过电路的电流很小。有光照时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流增大。
⑤压力传感器：电容器的电容随两极板间的距离的变化而变化。根据这个原理可以制成压力传感器。
四、电磁波的应用及对生活的影响
1、无线电通信、数字通信、数字电视
2、信息时代
第三部分：家用电器与日常生活
一、静电的利用与防止
1.防止静电危害的主要方法是把多余的静电导走，如接地放电，增大空气湿度.
实例：油罐车的拖地铁链，飞机着落架上的导电轮胎，地毯里的金属丝.
2.静电应用
实例：静电除尘，静电复印，静电喷涂.
二、家用电器的的基本工作原理
1、电磁炉：利用涡流加热
2、微波炉：食物中的水分子在微波作用下加速运动，温度增加。微波炉利用食物分子本身产生的热，快速加热食物。
三、电热器、白炽灯等常见家用电器的技术参数
1、交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，
对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的 倍（关系式是 ）。
2、频率为50Hz的正弦交变电流，对人体的安全电压有效值不能超过，这个交流电压的周期是 ，峰值是 _。
3、焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.
（2）公式：Q=I2Rt.
（3）应用：制成各种电热器，如电热水器、电熨斗、电热毯、保险丝等.
4、电功率：用电器在单位时间消耗的电能叫做电功率.公式：P=W/t=IU.单位：瓦（W）.
5、热功率：电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率.公式：P=Q/t=I2R.
（1）电动机：电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电功率大于热功率.
（2）电热器：电能全部转化为内能，电功率等于热功率
6、电热器：根据电流的热效应制成的，如电热水器、电熨斗、电热毯、电饭锅等。其电能转化为内能。注意：电热器上的铭牌的额定功率是它的热功率，同时也是有效值。
白炽灯：利用电流的热效应制成的。
铭牌标注为：额定电压和额定功率（均指有效值）。
四、安全用电与节约用电
1、电流
（1）定义：电荷的定向移动形成电流.
（2）产生条件：①要有自由移动的电荷；②导体两端存在电压.
（3）方向：与正电荷定向移动方向相同.
（4）大小：I=Q/t，单位：安培（A)，1A=103mA=106µA
2、电动势
（1）大小：电源没有接入电路时两极间的电压，单位：伏特（V）.
（2）物理意义：反映电源将其它形式的能转化为电能的本领大小.
（3）电源把其他形式的能转化为电能，提供给用电器使用.
化学电池——化学能→电能；发电机——机械能→电能；太阳电池——太阳能→电能.
（4）常识：干电池1.5V,蓄电池2V.
3、安全用电注意点：高度重视，警防触电；避免短路；电器金属外壳应该接地线；不要在同一插座上同时接大功率的用电器；不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等电热器；家庭电路要有保险装置。
4、节约用电
（1）家电不要待机，不用时要切断电源.
（2）换用节能灯.
五、地磁场
地磁场：地球本身就是一个大磁体，地磁场的N极在地理的南极，S极在地理的北极.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做磁偏角.
六、电阻器、电容器和电感器
1、两个正地的靠得很近的平行金属板间夹有一层绝缘材料，就构成了平行板电容器。这层绝缘材料称为电介质。电容器是储存电荷的装置。
2、电容器储存电荷的本领大小用电容表示，其国际单位是法拉。平行板的正对面积越大，板间距离越近，电容越大。
3、若把电容器接在电路中，则它能起到隔直流和通交流的作用。
4、电阻器对电流有阻碍作用，用电阻R来表示。工作时满足欧姆定律，电能全转化为内能。
5、电感器“通直流、阻交流，通低频、阻高频。”其原理为“自感作用”

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