使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电
(1)摩擦起电:两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)
(2)接触起电:带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)
(3)感应起电:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体)
三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变。
电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。
1、电场线不是客观存在的线;
2、电场线的形状:电场线起于正电荷终于负电荷;G:用锯木屑观测电场线
(1)只有一个正电荷:电场线起于正电荷终于无穷远;
(2)只有一个负电荷:起于无穷远,终于负电荷;
(3)既有正电荷又有负电荷:起于正电荷终于负电荷;
3、电场线的作用:
①表示电场的强弱:电场线密则电场强(电场强度大);电场线疏则电场弱电场强度小);
②表示电场强度的方向:电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向;
4、电场线的特点:
①电场线不是封闭曲线;
②同一电场中的电场线不向交
电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点(零势点)时电场力作的功;
1、电势具有相对性,和零势面的选择有关;
2、电势是标量,单位是伏特V;
3、电势差和电势间的关系:UAB=φA—φB;
4、电势沿电场线的方向降低;
5、相同电荷在同一等势面的任意位置,电势能相同;原因:电荷从一点移到另一点时,电场力不作功,所以电势能不变;
6、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方;
7、等势面的画法:相临等势面间的距离相等
定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象
定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象
定义:物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
1、产生电流的条件:
(1)自由电荷;
(2)电场;
2、电流是标量,但有方向:我们规定:正电荷定向移动的方向是电流的方向;
注:在电源外部,电流从电源的正极流向负极;在电源的内部,电流从负极流向正极;
3、电流的大小:通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示;
(1)数学表达式:I=Q/t;
(2)电流的国际单位:安培A
(3)常用单位:毫安mA、微安uA;(4)1A=103mA=106uA
①熔化热
1、熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化(而从液态变成固态的过程叫凝固)。
注意:晶体在熔化和凝固的过程中温度不变,同一种晶体的熔点和凝固点相同;而非晶体在熔化过程中温度不断升高,凝固的过程中温度不断降低。
2、熔化热:某种晶体熔化过程中所需的能量(Q)与其质量(m)之比叫做这种晶体的熔化热。
I、用λ表示晶体的熔化热,则λ=Q/m,在国际单位中熔化热的单位是焦尔/千克(J/Kg)。
II、晶体在熔化过程中吸收热量增大分子势能,破坏晶体结构,变为液态。所以熔化热与晶体的质量无关,只取决于晶体的种类。
III、一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
注意:非晶体在熔化的过程中温度会不断变化,而不同温度下非晶体由固态变为液态时吸收的热量是不同的,所以非晶体没有确定的熔化热。
②汽化热
1、汽化:物质从液态变成气态的过程叫汽化(而从气态变成液态的过程叫液化)。
2、汽化热:某种液体汽化成同温度的气体时所需要的能量(Q)与其质量(m)之比叫这种物质在这一温度下的汽化热。用L表示汽化热,则L=Q/m,在国际单位制中汽化热的单位是焦尔/千克(J/Kg)。
I、液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其它分子的吸引而做功,因此要吸收能量。
II、一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
III、液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。
1、晶体:外观上有规则的几何外形,有确定的熔点,一些物理性质表现为各向异
2、非晶体:外观没有规则的几何外形,无确定的熔点,一些物理性质表现为各向同性
①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点
②晶体与非晶体并不是绝对的,有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体(石英→玻璃)
3、单晶体多晶体
如果一个物体就是一个完整的晶体,如食盐小颗粒,这样的晶体就是单晶体(单晶硅、单晶锗)
如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成,这样的物体叫做多晶体,多晶体没有规则的几何外形,但同单晶体一样,仍有确定的熔点。
1、物质的原子结构:物质是由分子,原子组成,原子由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的。而原子核又是由质子和中子组成的。质子带正电、中子不带电。在一般情况下,物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目,整个物体不带电,呈电中性。
2、电荷守恒定律:任何孤立系统的电荷总数保持不变。在一个系统的内部,电荷可以从一个物体传到另一个物体。但是,在这个过程中系统的总的电荷时不改变的。
3、用物质的原子结构和电荷守恒定律分析静电现象
(1)分析摩擦起电
(2)分析接触起电
(3)分析感应起电
4、物体带电的本质:电荷发生转移的过程,电荷并没有产生或消失。
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
1、定义:电流流过导体产生的热量跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
2、意义:电流通过导体时所产生的电热。
3、适用条件:任何电路。
二、电阻定律
1、电阻定律:在一定温度下,导体的电阻与导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比。
2、意义:电阻的决定式,提供了一种测电阻率的方法。
3、适用条件:适用于粗细均匀的金属导体和浓度均与的电解液。
三、欧姆定律
1、欧姆定律:导体中电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比。
2、意义:电流的决定式,提供了一种测电阻的方法。
3、适用条件:金属、电解液(对气体不适用)。适用于纯电阻电路。
1、电流产生的条件:
(1)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子)
(2)导体两端存在电势差(电压)
(3)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
2、电流的方向
电流可以由正电荷的'定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:
(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
(2)电流有方向但电流强度不是矢量。
(3)方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。通常所说的直流常常指的是恒定电流。
1、安培力:
⑴对象:磁场对电流的作用力。
⑵大小:F安=BIL(注意适用条件)普遍式:F=BILsinθ。
⑶方向:左手定则。
要点:四指:电流方向,大拇指:安培力方向
2、洛仑兹力:
⑴对象:磁场对运动电荷的作用力。
⑵大小:f洛=qvB(注意适用条件)普遍式:f洛=qvBsinθ
⑶方向:左手定则。要点:四指:正电荷运动的方向,大拇指:洛伦兹力方向
⑷注意:洛伦兹力时刻与速度方向垂直,且指向圆心。时刻垂直v与B决定的平面,所以洛伦兹力不做功。
1、力的国际单位是牛顿,用N表示;
2、力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点;
3、力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向;
4、力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等;
二、重力:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力;
a、重力不是万有引力而是万有引力的一个分力;
b、重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下)
c、测量重力的仪器是弹簧秤;
d、重心是物体各部分受到重力的等效作用点,只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心;
三、弹力:发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力;
a、产生弹力的条件:二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力;
b、弹力包括:支持力、压力、推力、拉力等等;
c、支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向;
d、在弹性限度内弹力跟形变量成正比;F=Kx
四、摩擦力:两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时,受到阻碍物体相对运动的力,叫摩擦力;
a、产生磨擦力的条件:物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物间就一定有弹力;
b、摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反;
c、滑动摩擦力的大小F滑=μFN压力的大小不一定等于物体的重力;
d、静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力;
五、合力、分力:如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力;
a、合力与分力的作用效果相同;
b、合力与分力之间遵守平行四边形定则:用两条表示力的线段为临边作平行四边形,则这两边所夹的对角线就表示二力的合力;
c、合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之和;
d、分解力时,通常把力按其作用效果进行分解;或把力沿物体运动(或运动趋势)方向、及其垂直方向进行分解;(力的正交分解法);
六、矢量
矢量:既有大小又有方向的物理量(如:力、位移、速度、加速度、动量、冲量)
标量:只有大小没有方向的物力量(如:时间、速率、功、功率、路程、电流、磁通量、能量)
(1)位移图像:
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边。
(2)速度图像:
①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值。
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率。
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向。
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动。
(1)定义:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态
(2)特点:
1、处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。
2、感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强的大小相等,方向相反。
3、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面。
4、电荷只分布在导体的外表面,在导体表面的分布与导体表面的弯曲程度有关,越弯曲,电荷分布越多。
磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。
磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。
磁体的分类:
①形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;
②来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;
③保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。
磁极:磁体上磁性的部分叫磁极。磁体两端的磁性,中间的磁性最弱。
磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。
磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化:软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
(1)定义及定义式
电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值,叫做这一点的电势。
(2)电势的单位:伏(V)。
(3)电势是标量。
(4)电势是反映电场能的性质的物理量。
(5)零电势点
规定的电势能为零的点叫零电势点。理论研究中,通常以无限远点为零电势点,实际研究中,通常取大地为零电势点。
(6)电势具有相对性
电势的数值与零电势点的选取有关,零电势点的选取不同,同一点的电势的数值则不同。
(7)顺着电场线的方向电势越来越低。电场强度的方向是电势降低最快的方向。
(8)电势能与电势的关系:ε=qU。
放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度;
1、定义式:E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷;
2、电场强度是矢量,电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反)
3、该公式适用于一切电场;
4、点电荷的电场强度公式:E=kQ/r2
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下
(a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;
(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);
(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
1、只有当物体所受合外力为零时,物体才能处于静止或匀速直线运动状态;
2、力是该变物体速度的原因;
3、力是改变物体运动状态的原因(物体的速度不变,其运动状态就不变)
4、力是产生加速度的原因;
二、惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性。
1、一切物体都有惯性;
2、惯性的大小由物体的质量决定;
3、惯性是描述物体运动状态改变难易的物理量;
三、牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。
1、数学表达式:a=F合/m;
2、加速度随力的产生而产生、变化而变化、消失而消失;
3、当物体所受力的方向和运动方向一致时,物体加速;当物体所受力的方向和运动方向相反时,物体减速。
4、力的单位牛顿的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力,叫1N;
四、牛顿第三定律:物体间的作用力和反作用总是等大、反向、作用在同一条直线上的;
1、作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失;
2、作用力和反作用力与平衡力的根本区别是作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上,平衡力作用在同一物体上。