华师大版高中物理必修第二册知识点总结共46页

2华师大版高中物理必修第册知识点第九章电场A真空中的库仑定律电荷、电荷守恒

1.⑴自然界中只存在两种电荷亚电荷、复电荷.使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电.⑵静电感应当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带回号电荷.⑶电荷守恒电荷即不会创生，也不会消失，它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；在转移过程中，电荷总量保持不变.（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变）⑷元电荷指一个电子或质子所带的电荷量，用表示.e=-^Ce库仑定律

2.⑴真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们的距离F kqq二的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.即r2其中k为静电力常量，k922N-m/c⑵成立条件

①真空中（空气中也近似成立），

②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.（对带电均匀的球，〃为球心间的距离）.电场强度

3.⑴电场带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷直力的作用，这种力叫电场力.电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的.电场还具有能的性质.⑵电场强度反映电场强弱和方向的物理量,是矢量.E

①定义放入电场中某点的试探电荷所受的电场力尸跟它的电荷量，的比值,叫该点的电场强度.即q单位VM,N/C

②场强的方向规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.（说明电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无差，而是由该点的位置和场源电何来决定.）⑶点电荷的电场强度r，其中为场源电荷,£为场中距为广的某点处的场强大小.对于求均匀带电的E=球体或球壳外某点的场强时，〃为该点到球心的距离.⑷电场强度的叠加当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.⑸电场线为形象描述电场而引入的假想曲线.

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷.

②电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.

③同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏.⑹匀强电场电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线式，它们之间有一定的区别要判断电路中各元件之间是串联还是并联，就必须抓住它们的基本特征具体方法是1用电器连接法分析电路中用电器的连接方法，逐个顺次连接的是串联；并列在电路两点之间的是并联2电流流向法当电流从电源正极流出，依次流过每个元件的则是串联；当在某处分开流过两个支路，最后又合到一起,则表明该电路为并联*E电阻定律

1.电阻定义式1R=U/I物理意义导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用

22.电阻定律内容同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料1有关表达式:2R=pl/S3,电阻率计算式:1p=RS/l物理意义反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量2电阻率与温度的关系3

①金属电阻率随温度升高而增大

②半导体电阻率随温度升高而减小

③一些合金几乎不受温度的影响第十一章磁场安培力A

一、安培力安培力L通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力..安培力的计算公式是与的夹角；2F=BILsin0I B通电导线与磁场方向垂直时，即此时安培力有最大值；=90°,通电导线与磁场方向平行时，即此时安培力有最小值，时，安培力介于和最大值之=0°,F=0N;0°VBV90°F0间.,安培力公式的适用条件:3

①公式一般适用于匀强磁场中，的情况，对于非匀强磁场只是近似适用（如对电流元）,但对某些特F=BIL18殊情况仍适用.如图所示，电流如在处磁场的磁感应强度为则对的安培力方向向左,同理对安培力向右，L LB,L LF=BLL,L L,即同向电流相吸，异向电流相斥.

②根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律.

二、左手定则.用左手定则判定安培力方向的方法伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感1线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向..安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直，即跟所在的面垂直.但与的方向不一定垂2F F BI BI直..安培力、磁感应强度、电流三者的关系3F B1

①已知的方向，可惟一确定的方向；LB F

②已知、的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定的方向；F BI

③已知的方向时、磁感应强度的方向不能惟一确定.FJ B.由于的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把4B,I,F立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等.规律方法安培力的性质和规律；1

①公式二中为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿由始端流向末端.F BIL LL如图所示，甲中‘苏/，乙中（直径）（半圆环且半径为）L=d=2R R

②安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心；

③安培力做功做功的结果将电能转化成其它形式的能.、安培力作用下物体的运动方向的判断2（）电流元法1即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.特殊位置法2把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向.等效法:3环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.利用结论法4

①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；

②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.转换研究对象法5因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤6

①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况

②用左手定则确定各段通电导线所受安培力

③据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况磁场对通电线圈的作用7若线圈面积为线圈中的电流强度为所在磁场的孩感应强度为线圈平面跟磁场的夹角为则线圈所受磁场S,I,B,0,的力矩为M=BIScos

0.磁力矩*B

一、洛仑兹力磁场对运动电荷的作用力.洛伦兹力的公式是、之间的夹角1f=qvBsinO,0V B当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，

2.F=0o当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，

3.f=qvBo只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为

4.Oo

二、洛伦兹力的方向.洛伦兹力的方向既垂直于磁场的方向，又垂直于运动电荷的速度的方向，即总是垂直于和所在1FB v FBv的平面.使用左手定则判定洛伦兹力方向时，伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，2四指指向正电荷运动方向当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向

三、洛伦兹力与安培力的关系.洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向运动的自由电荷受到的洛伦兹力的1宏观表现洛伦兹力一定不做功，它不改变运动电荷的速度大小；但安培力却可以做功

2.第十二章电磁感应楞次定律楞次定律A1磁通量.概念在磁感应强度为的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积与的乘积1B SB.公式

①二2BS.适用条件3匀强磁场1为垂直磁场的有效面积2S.磁通量是标量

4.物理意义相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示，矩形、、的面积分别为、5abed abba‘abcd Si、匀强磁场的磁感应强度与平面垂直，贝:S2S3,B abcd通过矩形的磁通量为或1abed BSiCosBBS3o2通过矩形abcd的磁通量为BS3O通过矩形的磁通量为3abba

0.磁通量变化△

①二・6P22电磁感应现象.定义1当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.条件2条件穿过闭合电路的磁通量发生变化1例如闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动

2.实质3产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流坟口果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流3感应电流方向的判定.楞次定律1内容感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化Q适用范围一切电磁感应现象

2.右手定则2内容如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并1使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向适用情况导线切割磁感线产生感应电流2用右手定则时应注意

①主要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

②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

③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向

④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

⑤〃因电而动〃用左手定则；〃因动而电〃用右手定则

⑥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；即四指指向正极导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便B导体切割磁感线时感应电动势的大小导体切割磁感线产生的电动势电磁感应中电路问题的解法电磁感应规律与闭合电路欧姆定律相结合的问题，主要涉及电路的分析与计算解此类问题的基本思路是1找电源哪部分电路产生了电磁感应现象，则这部分电路就是电源2由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极

①在外电路，电流从正极流向负极；在内电路，电流从负极流向正极

②存在双感应电动势的问题中，要求出总的电动势3正确分析电路的结构，画出等效电路图

①内电路〃切割〃磁感线的导体和磁通量发生变化的线圈都相当于〃电源〃，该部分导体的电阻相当于内电阻

②外电路除〃电源〃以外的电路即外电路4运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点.电功率等列方程求解第十三章光的波粒二象性A光的干涉和衍射

1.双缝干涉1两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.2产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.3双缝干涉实验规律

①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为.若光程差是波长lambda;的整倍数，即n=0,1,2,

3.・.P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍n=0,1,2,3・・P点将出现暗条纹.

②屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹中央条纹，若用白光实验该点是白色的亮条纹.

③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验，中央是白色条纹,两侧是彩色条纹.

④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双健之间距离出双缝到屏的距离及光的波长lambda;有关，即.在和d不变的情况下，和波长lambda;成正比，应用该式可测光波的波长lambda；.

⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于，小于.

2.薄膜干涉1薄膜干涉的成因由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹2薄膜干涉的应用

①增透膜透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的

②检查平整程度待检平面和标准平面之间的楔形空气菌膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的;反之，干涉条纹有弯曲现象B光的电磁波说*光的偏振光的偏振性偏振性由于电磁波是横波，光矢量振动方向与波的传播方向是垂直的，因此光矢量在垂直于波线的平面内不是对称分布的，而是偏向某个特定的方向如下图所示，光矢量沿着轴方向振动，而垂直于轴的方向还有很多，这就是所谓的偏振性纵波的振动方向相对波线的方向没有偏向性，因此纵波没有偏振性光的偏振态的类型虽然一个单独的电磁波的波列一定是偏振的，但是实际的电磁波并不是一个单独的波列，而是由大量的波列混合一起形成的，因此一束光总体往往不是偏振的a.自然光在垂直于波线的平面内，光振动沿着任何方向的振幅都一样大，如上图中a所示，且彼此之间没有固定的相位关系b.部分偏振光在垂直于波线的平面内，光振动沿不同方向的振幅不相同，如上图中b所示c.线偏振光只存在沿一个固定方向振动的光矢量的光d.圆偏振光和椭圆偏振光在垂直于波线的平面内，光矢量以一定的角速度旋转，如果光矢量同时保持大小不变，则为圆偏振光，否则就是椭圆偏振光注意电场强度并不像位移那样具有长度量纲，因此不能把光振动看成在空间点振动，也不能认为它转动时末端在空间形成一个轨迹！这只是一种类比，并不存在轨迹的概念C光电效应光子说光频率必须大于或等于极限频率，光电效应才能发生高中物理光电效应定义光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化这类光变致电的现象被人们统称为光电效应光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应光电效应里电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金属表面射出，与光照方向无关光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响光电效应说明了光具有粒子性相对应的，光具有波动性最典型的例子就是光的干涉和衍射高中物理光电效应分类光电效应分为外光电效应和内光电效应内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的\\\\现象高中物理光电效应规律L每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值相应的波长被称做极限波长（或称红限波长）当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出

2.光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关

3.光电效应的瞬时性实验发现，即几乎在照到金属时立即产生光电流响应时间不超过十的负九次方秒（1ns）

4.入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，即一定颜色的光，入射光越强，-定时间内发射的电子数目越多D光的波粒二象性*物质波光的波粒二象性、光子数目少时，易表现出粒子性；光子数目多时，易表现出波动性1上、波长越长，越易表现出波动性；波长越短，越易表现出粒子性p=

2、光子的能量光子的动量34实物粒子的波粒二象性一一实物粒子的波动性、德布罗意波（物质波）1,卜A=任何运动的实物粒子都有一种波长与之对应Pe v=—任何粒子都有一种频率与之对应h、实物粒子（电子、质子、中子、分子等）波动性和实验验证科学家在实验室里，用晶体做了电子束衍射（波2的特性）实验，得到了电子束的衍射图样，从而证明了实物粒子也具有波动性（如图）概率波光波和物质波都是概率波实验规律用光和实物粒子做干涉实验，减小入射强度，让光子或粒子一个一个地通过双缝，照射时间较短时（入射光子或粒子数较少）得到甲图的干涉图样（光子或粒子打到屏上的位置没有规律，充分说明了粒子数少时易表现出粒子性）；当照射时间逐渐增加，图象由乙逐渐变成丙图（出现了近波动特征的明暗相间的条纹，充分说明了粒子数多时易表现出波动性）说明、并非所有光子或粒子只打到亮条纹处，也有打到暗纹处的，只是打到亮纹处的粒子概率较大一一光波和实物1波都是概率波、光（或实物粒子）的波动性，是光子（或粒子）本身的属性，不是由光子（或粒子）间的作用引起的2第十四章原子核A放射性元素的衰变放射性元素的衰变01原子核的衰变原子核放出a粒子或p粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核原子核的衰变我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（decay）o衰变遵循的原则质量数守恒，电荷数守恒原子核衰变的分类a衰变原子核放出a粒子的衰变叫做a衰变B衰变原子核放出B粒子的衰变叫做衰变Y衰变伴随a射线或B射线产生放射性元素衰变不可能有单独的Y衰变，衰变后元素的化学性质发生了变化，即生成了新的原子核！B匀强电场电场的叠加

1、电荷与电荷之间的相互作用是通过它们之间一种特殊的物质——电场发生的

2、电场是物质存在着的另一种形态只要有电荷存在，其周围空间就存在电场

3、静电力电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用4（E）、电场的强弱称电场强度定义其中q是放入电场中的检验电荷电量，F是检验电荷受到的电场力，E是电荷放入处电场的电场强度E的单位牛/库电场强度是矢量，它的方向规定正电荷受力方向为该处场强方向那么负电荷受力的方向跟场强方向相反汪

⑦？的大小和方向由电场本身决定的,是客观存在的,与放入的检验电荷无关

②E

5、电场叠加如果空间有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加形成合电场电场叠加遵守矢量的平行四边形定则

6、电场的形象描写-----------------电场线（法拉弟）规定电场线的疏密表示电场的强弱；电场线上各点的切线方向表示该点的场强方向特点.电场线的疏密反映电场的强弱；电场线不相交；电场线不是真实存在的，是人们为了形象描述电场分布而假想的线；电场线不一定是电荷运动轨迹匀强电场在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.C电势能电势和电势差

一、电势能电场力的功L・W=F S应是沿电场线方向位移，根据底的方向决定电场力做正功、负功电场力做功与路径无关，与重力功比较理S解上述内容.电势能2电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定势能的位置比电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负电势能用£表示，单位焦耳（）J.电势能与电场力的功的关系302半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间表示放射性元素衰变快慢的物理量不同的放射性元素其半衰期不同经过n个半衰期（T）,其剩余的质量为质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余的粒子数为

1.半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理.化学状态无关

2.半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的B原子核的人工转变人工转变放射性同位素的应用

①利用其射线a射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电Y射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程

②作为示踪原子用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能

③进行考古研究利用放射性同位素碳14,判定出土木质文物的产生年代一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形状，强度容易控制）*C结合能和质能方程L比结合能原子里的核子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子的结合能组成原子的核子越多，它的结合能也越高它的结合能与核壬教之比，称做比结合能比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定

2.质能方程爱因斯坦的相对论指出物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是我三典Q,这就是爱因斯坦的质能方程质能方程的另一个表达形式是AE=Amc\在非国际单位里，可以用它表示1原子质量单位的质量跟的能量相对应*D核聚变E人类对物质微观结构的探索

1.物质是由分子或原子组成的

2.分子是组成物质的最小微粒

3.分子由原子组成的

1.原子是由更小的微粒——带负电的电子和带正电的原子核组成的

2.原子核是由不带电的中子和带正电的质子组成的

3.质子和中子是由被称为“夸克”的更小的粒子组成

4.各种粒子的空间尺度第十五章宇宙A万有引力和第一宇宙速度万有引力1万有引力定律自然界的一切物体都相互吸引，两个物体间引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比四詈F=G万有引力公式，其中r指球心间的距离*B宇宙大爆炸学说这种学说认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成爆炸刚开始的时候，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在爆炸之后，宇宙不断膨胀，导致温度和密度很快下降随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并结合成为普通的气体气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙*c人类对宇宙结构的探索科学家们通过天文望远镜还有手里的一纸一笔，冲破地球的层层帷幔去捕捉太空里若隐若现的点点星光，经过漫长的历程和艰苦的工作，太阳系的面纱被逐渐揭开了然而，关于行星更多的奥秘使人们产生了前所未有的强烈的求知欲通过肉眼我们就能看到月亮表面存在大片的深色区域，神话里说那是月宫里的桂树和嫦娥的玉兔，伽利略认为它们是大片的海洋，那么这些区域究竟是什么呢？许多天文学家从望远镜里看到了火星上有整齐规则的条纹，他们猜想那是人工运河，那么〃火星人〃真的存在吗？木星上像木疙瘩一般壮观的大红斑究竟是什么？土星的五彩光环又如何解释？冥王星真是太阳系的边际吗？〃坐地观天”一一这种古老的方法已无法令人满足了，飞出地球去看个究竟一一人们迈出了向太空进军的步伐这回万有引力成了讨厌的绊脚石具有近六亿亿千克质量的地球通过引力将人类及地表一切物体牢牢束缚，还在自己表面覆上了数百公里的大气层，要冲出牢笼谈何容易！不过这也没有难住聪明的人们，当牛顿注意到同受地球引力作用的苹果和月亮一个猝然下坠而另一个却亿万年逍遥天外时，他就已经找到战胜引力的法宝，那就是〃运动速度〃牛顿从月球在地球引力维系下的运动受到启发，最早提出了〃人造卫星〃的雏形他在巨著《自然哲学的数学原理》中这样写道〃如果从山顶用弹药以一定的速度把一个铅球平射出去，那么它将沿着一条曲线射到两英里以外才落到地面；如果能消除掉空气阻力，而且发射速度增加到2倍或10倍，那么铅球的射程也会增加到两倍或十倍而且用增加发射速度的办法，我们可以随意增加其射程，并同时减少它所画的曲线的曲率，使它终于在10倍、30倍或90倍远的距离处落到地面，或者甚至可以使它在落地以前绕地球一转；或者最后，也可以把它发射到空中去，在那里继续运动以至无穷远而永远不落到地面〃这并非天方夜谭，其实只要炮弹以足够的速度绕地球做圆周运动，那么地球的引力就只够为炮弹提供向心力罢了设地球质量为Me,半径为Re,而炮弹的质量为m,在地表附近绕地球运转的线速度为Vo，那么根据万有引力定律和圆周运动向心力公式f向二f引人们自然想到了利用火箭出色的推进能力来实现〃飞天〃的梦想14世纪末，勇敢的中国人〃万户〃手持大风筝，自缚于绑有47只特大火箭的座椅上，然后叫人点火随着一声巨响，〃万户〃带着他的理想飞上了天堂，却在人类航天史上留下了悲壮的第一笔真正从理论上为航天理想解决动力问题的人是〃航天之父〃俄国科学家齐奥尔科夫斯基他提出了〃多级火箭〃克服地球引力进入太空轨道的办法，一般经过2~3级就能达到第一宇宙速度了齐奥尔科夫斯基还肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置1926年，美国人戈达德研制成功了最早的带有指挥和导航系统的液体火箭，但是他的工作并未得到人们的重视，美国人失去了一次宝贵的机会二战期间，纳粹德国拿过了戈达德手中的接力棒，他们研制的V-2火箭给盟国人民带来了巨大灾难，但毕竟让火箭技术得以发展，并逐渐走向成熟德国战败后，苏美两国瓜分了德国的火箭技术并加以研究1957年前苏联第一颗人造卫星发射成功，开创了人类的航天新纪元；1961年4月12日，前苏联宇航员尤里加加林乘坐〃东方号”飞船进入太空轨道，揭开了人类走进太空的序幕•也在1961年，美国开始实施〃阿波罗登月计划〃1969年7月16日，搭载着“阿波罗11号〃飞船的〃土星5号〃在美国卡纳维尔角发射升空经过四天旅程，阿波罗飞船进入月球轨道，环绕月球13圈之后载人登月舱与母船分离，向月面降落当距离月面只有150米时，宇航员发现预定着陆点竟在一个布满巨大岩块的火山口中，瞬间地面仪器显示舱内指挥长阿姆斯特朗的心跳增至156次/分钟！不过在宇航员们的努力下，飞船越过了火山口安全着陆21日11点56分，月球上传来了阿姆斯特朗的声音〃对于我个人，这仅是一小步，但对于人类，这是跨出了伟大的一步〃还有怎样的言语更能总结人类月〃圆梦〃的伟大意义呢？这以后，〃阿波罗“

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16.17号相继登月成功，并且对月球进行了广泛的考察整个登月计划先后动员了120所大学.2万家企业400万人参加，耗资300亿美元，充分体现了美国强大的科技与经济实力1999年11月20日，我国自行设计研究的〃神舟〃号宇宙载人试验飞船顺利升空，这标志着中国成为了继美国、俄罗斯之后第三个拥有载人航天能力的太空大国，而英语当中又新添“Taikongnaut〃，仔细一拼发现就是〃太空船〃的汉语音译与载人登临考察并行的是无人空间探测器对太阳系的全面探索迄今为止，前苏联与美国已经向太阳系内除天王星、海王星和冥王星之外所有行星甚至彗星都发射了探测器，这些探测器通过无线电波向地球发回了大量天外世界的第一手滨料现在我们知道火星上并无智慧生命，望远镜里看到的〃河渠〃只不过是地球大气不均匀造成的假象，但火星上确有生命存在的必要条件适宜的温度、空气和少量的水，低等生••物是否存在还有待进一步探索金星活像一个大蒸笼，稠密的二氧化碳大气将这个星球严实包裹，使其表面温度高达400摄氏度水星更是一个严酷的世界，没有大气没有水，昼夜温差高达600摄氏度以上木星是一个自转得飞快的液态〃巨人“（它不到10小时便自转一周，直径约是地球的11倍），它的神奇的大红斑原来是可以容纳两个地球的大气旋；五彩缤纷的土星环是由大大小小的冰块组成，它们绕着土星飞快的旋转，在太阳光的照耀下便像彩虹般光彩夺目……目前飞得最远的探测器〃旅行者〃号已经离开太阳系进入了宇宙深处，虽然已无法再向地球联络，但其上载有关于地球和人类的全部信息，科学家们期望有朝一日被智慧外星生命捕获并与我们取得联系，那将是怎样的一种惊喜？1981年4月12日，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号〃如利剑刺破太空，人类航天史翻开了新的一页，由单纯的宇宙探索进入到对太空环境加以利用的实用阶段航天飞机借助火箭垂直起飞，完成任务后像普通飞机那样水平着陆，可以重复使用利用航天飞机发射卫星，可以简化发射程序，降低发射成本正在工作的卫星或飞船出了毛病，宇航员可将它们〃抓〃进货舱，修好后再放回原轨道让其工作，著名的轨道式〃哈勃〃望远镜就曾经历此番周折如果装上各种科学仪器和设备，那么航天飞机货舱就成了太空实睑室，可充分利用太空高洁净、高真空、全失重、强辐射等特殊条件完成地面难以或无法进行的科学实验相信不久的将来，人们就会把一些工厂〃搬“到太空轨道或月球上，进行大规模的生产作业二一△△“，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加与重力功和重力势能变化的关系w£=£2-进行比较

二、电势u=q

1.电势定义图所示为正点电荷的电场，为距无穷远处，此处电势能为零，把电量不同的正电荷1Q qiq2qr……从无穷远处点移到电场中点，电场力做负功为、、・所以电荷在点电势能应为色包上A BWi W2W3••…,B£卜£入为虽然不同，£不同，但它们比值，相同，用此理解，电势的概念为单位q,112电量电荷在处所具有的电势能，或理解为库仑的电荷从到电场力做的功B1B A

2.电势是标量，单位伏特简称伏，用V表示，IV二IJ/C从上面过程分析可知，在离场源无穷远处电势为0正电荷电场中，处处电势为正，负电荷电场中，处处电势为负1⑵沿电力线方向，电势降低

3.电势能与电势的关系，e=uq,对照电场力和电场强度的联系和区别进行比较判断q在正、负点电荷电场中的电势能的正负，分为正、负电荷两种情况考虑q

4.等势面电场中电势相等的点构成的面⑴在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，与在同一水平面上移动的物体重力不做功的道理一样⑵等势面一定与电场线垂直⑶匀强电场中的等势而是与电场线垂直的一族平面思考点电荷电场等势面情况⑷处于静电平衡的导体是等势体等势体不是电势为零

三、电势差.电势差的定义电场中两点间的电势的差值又叫电压1单位伏特符号UUAB=UA—UB UAUB时，UAB0为正，UAVUBEI寸，UAB〈0为负

2.电场力的功W=UABq,当UAUB时q为正电荷电场力做正功，电势能减少，与UAqUbq相等q为负电荷时电场力做负功，电势能增加，与一相符UAqV-Ubq.电势差的物理意义3电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑正电荷电场力做的功例如UAB=10V,移动1库仑正电荷电场力做功库仑负电荷电场力做功一10J,110J.电子伏特，是能量单位，电子伏特（国际符号是）就是在电压为的两点间移动电子时电场力做的功41eV IV-19X10J.在匀强电场中，场强与电势差的关系5⑴沿场强方向电势降低最快的方向（）场强单位2lV/m=lN/c⑶在匀强电场中，电场强度可理解为，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势D电场力做功与电势差的关系

一、匀强电场中的电势差与电场强度的关系

1.大小关系U B=EdA匀强电场中电势差与电场强度的关系式的推导如图所示，在匀强电场中，把一点电荷q从2移到8,则电场力做功为WAB上面两个式子联立，得U=dEd为移动电荷的始末位置沿电场线方向的距离（移动的位移在电场线上的投影）

2.方向关系沿同一（平行）方向，（匀强电场中的）不同地方，电势降落一样快（参考例题2）;沿电场强度的方向，电势降落最快AC AB如上图，沿方向，电势降落最快，沿其他方向电势有变化，比如沿方向电势降落比沿电场方向慢（移动相同的距离，降落不同）

（3）在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，可以定性地判断两者的关系，无法定量地判断比如在非匀强电场中，相同的电势差，在电场强度E越大的地方，d越小；反之也然

二、匀强电场的电场强度计算试（这个公式只用在匀强电场）电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势

三、电场中几个公式的对比*E静电感应现象

1、静电感应把金属导体放在外电场Eo中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静电感应（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）.由带电粒子在电场中受力去分析静电感应可从两个角度来理解

①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；

②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动.

2.静电平衡状态发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E,这个E与原电E E=Eo E=Eo-E场方向相反,当增到与原电场等大时，（即）,合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平平衡状态注意这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动

3.处于静电平衡状态的导体的特点1（）内部场强处处为零，电场线在导体内部中断导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生电场这两种电场叠加的结果.表面任一点的场强方向跟该点表面垂直（因为假若内部场强不为零，则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了）

（2）净电荷（同种电荷）分布在导体的外表面，内部没有净电荷.尖端的地方，面电荷密度大,电场强，这一原理的避雷针（因为净电荷之间有斥力，所以彼此间距离尽量大，净电荷都在导体表面）

（3）是一个等势体，表面是一个等势面.导体表面上任意两点间电势差为零因为假若导体中某两点电势不相等，这两点则有电势差，那么电荷就会定向运动）.

4.静电屏蔽处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零,导体壳（或金属网罩）能把外电场〃遮住〃，使导体内部区域不受外部电场的影响，这种现象就是静电屏蔽.A第十章电路电动势电动势（）非静电力:在电源内部存在电场，电场方向是从正极指向负极根据电荷1守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子这个“非静电力”是电源提供的（）电动势

①定义:2非静电力做功与电荷量的比值叫做电源的电动势

②定义式，

③单位伏特，符号

④物V理意义反映电源把其它形式能转化为电能的本领的大小

⑤方向规定电动势为标量，为研究方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向B闭合电路的欧姆定律闭合电路欧姆定律、定律推导1如图所示，设电源的电动势为外电路电阻为内电路电阻为闭合电路的电流为则在时间内，外电路中E,R,r,Io t电能转化成的内能为外E=0Rt内电路中电能转化成的内能为内汁E=12在电源内部，非静电力做功为W=Eq=Elt根据能量的转化与守恒，非静电力做的功等于内外电路中的电能转化为其他形式的能的总和.即w=E外+E内，由以上各式可得R+r、内容闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比

23、、公式R+r

4、、适用条件外电路是纯电阻的电路

（1）公式五+1或*=1（*+「）只适用于外电路为纯电阻电路的情况，对外电路含有非纯电阻元件（如电动机，电解槽等）的电路不适用

（2）=3外+〃内=%+适用于所有电路当外电路断路，即1=0时，*=u外

（3）外+）适用于所有闭合电路，常用来判断路端电压的变化和测量电源的电动势与内阻

5、路端电压跟负载的关系当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小.其U—I图像如图

（1）所示

（1）注意外电路被短路时，电流过大会烧坏电源，所以不允许外电路短路路端电压与电流的关系图像闭合电路中的U—I图线如图

（2）所示，由图像可知1^=-

（1）纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流，即广AZ7E八=tan6r=—=------------

（2）直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即板；e越大，表明电源的内阻越大电阻的U—I图像与电源的U—I图像的区别对固定电阻R，由部分电路欧姆定律知其U与I成正比，U—I图像为一条过原点的倾斜的直线，直线的斜率等于R,其U-I图像如图

（3）所示

6、动态直流电路的分析在闭合电路中，某个电阻发生变化会对整个电路产生影响，而整体的变化又制约着局部处理这一类型的题目时，必须认清外电路电阻是自变量，根据闭合电路欧姆定律，判断电压、电流强度的变化.分析解答这类习题的一般步骤是

（1）确定外电路电阻R如何变化，根据闭合电路欧姆定律氏+1确定电路的总电流如何变化

（2）由^内二），确定电源的内电压如何变化

（3）由“外二七一〃内，确定路端电压如何变化

（4）由部分电路欧姆定律、串联电路的分压规律和并联电路的分流规律确定某一支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化C电源电动势和内阻的测量伏安法闭合电键，调节滑动变阻器，使灵敏电流计有明显示数实际实验中读数变化不明显，电压表示数接近零缺点）需同时读两个表的值（）电表示数变化不明显，很难读数Q2伏阻法闭合电键，调节变阻箱，电压表有示数，但无明显变化F_U由可知，如果能得到、的两组数据，同样能通过解方程组求出和这U R E r样来测定电源的电动势和内阻安阻法闭合电键，调节变阻箱，灵敏电流计有示数，且有明显变化由可知，如果能得到、的两组数据，也可以得到关于和的两个方程，于是能够从中解出和E=IR+Ir IREr E这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻rD简单串联、并联组合电路的应用

一、串联电路把用电器各元件逐个顺次连接起来，接入电路就组成了串联电路我们常见的装饰用的满天星小彩灯，常常就是串联的串联电路有以下一些特点⑴电路连接特点串联的整个电路是一个回路，各用电器依次相连，没有分支点⑵用电器工作特点各用电器相互影响，电路中一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作⑶开关控制特点串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关

二、并联电路把用电器各元件并列连接在电路的两点间，就组成了并联电路家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器都是并联在电路中的并联电路有以下特点

1、电路连接特点并联电路由干路和若干条支路组成，有〃分支点〃每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路

2、用电器工作特点并联电路中，一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作

3、开关控制特点并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同干路开关起着总开关的作用，控制整个电路而支路开关只控制它所在的那条支路

三、并联和串联的区别

1.串联电路把元件逐个顺次连接起来组成的电路如图，特点是流过一个元件的电流同时也流过另一个例如节日里的小彩灯在串联电路中，闭合开关，两只灯泡同时发光，断开开关两只灯泡都熄灭，说明串联电路中的开关可以控制所有的用电器

2.并联电路把元件并列地连接起来组成的电路，如图，特点是干路的电流在分支处分两部分，分别流过两个支路中的各个元件例如家庭中各种用电器的连接在并联电路中，干路上的开关闭合，各支路上的开关闭合，灯泡才会发光，干路上的开关断开，各支路上的开关都闭合，灯泡不会发光，说明干路上的开关可以控制整个电路，支路上的开关只能控制本支路

3.串联电路和并联电路的特点在串联电路中，由于电流的路径只有一条，所以，从电源正极流出的电流将依次逐个流过各个用电器，最后回到电源负极因此在串联电路中，如果有一个用电器损坏或某一处断开，整个电路将变成断路，电路就会无电流，所有用电器都将停止工作，所以在串联电路中，各几个用电器互相牵连，要么全工作，要么全部停止工作在并联电路中，从电源正极流出的电流在分支处要分为两路，每一路都有电流流过,因此即使某一支路断开，但另一支路仍会与干路构成通路由此可见，在并联电路中，各个支路之间互不牵连

4.怎样判断电路中用电器之间是串联还是并联串联和并联是电路连接两种最基本的形。