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最全的高中物理公式(2)

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最全的高中物理公式

八、分子动理论、能量守恒定律

学习啦在线学习网   1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米

  2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}

  3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。

学习啦在线学习网   4.分子间的引力和斥力(1)r

  (2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)

  (3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力

  (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0

  5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),

学习啦在线学习网   W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}

学习啦在线学习网   6.热力学第二定律

  克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);

学习啦在线学习网   开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}

  7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}

  注:

  (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;

  (2)温度是分子平均动能的标志;

学习啦在线学习网   3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;

学习啦在线学习网   (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;

  (5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量,Q>0

学习啦在线学习网   (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;

  (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;

学习啦在线学习网   (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。

  九、气体的性质

学习啦在线学习网   1.气体的状态参量:

学习啦在线学习网   温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,

  热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}

学习啦在线学习网   体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL

学习啦在线学习网   压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,

  标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)

  2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大

学习啦在线学习网   3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}

  注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;

学习啦在线学习网   (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。

  十、电场

  1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍

学习啦在线学习网   2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),

  r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}

学习啦在线学习网   3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}

学习啦在线学习网   4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}

学习啦在线学习网   5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}

学习啦在线学习网   6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}

  7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q

学习啦在线学习网   8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),

  UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}

  9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}

学习啦在线学习网   10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}

学习啦在线学习网   11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)

  12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}

学习啦在线学习网   13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)

  常见电容器

学习啦在线学习网   14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2

  15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)

  类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)

  抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m

  注:

  (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;

  (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;

  3)常见电场的电场线分布要求熟记;

学习啦在线学习网   (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;

学习啦在线学习网   (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,

学习啦在线学习网   导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;

  (6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;

学习啦在线学习网   (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;

学习啦在线学习网   (8)其它相关内容:静电屏蔽/示波管、示波器及其应用等势面。

  十一、恒定电流

学习啦在线学习网   1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}

学习啦在线学习网   2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}

  3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}

  4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外

学习啦在线学习网   {I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}

  5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}

学习啦在线学习网   6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}

  7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

  8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总

  {I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}

  9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)

  电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+

  电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+

  电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3

  功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+

学习啦在线学习网   10.欧姆表测电阻

学习啦在线学习网   (1)电路组成(2)测量原理

学习啦在线学习网   两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得

  Ig=E/(r+Rg+Ro)

学习啦在线学习网   接入被测电阻Rx后通过电表的电流为

  Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)

  由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小

学习啦在线学习网   (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

  (4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。

学习啦在线学习网   11.伏安法测电阻

  电流表内接法:电流表外接法:

学习啦在线学习网   电压表示数:U=UR+UA电流表示数:I=IR+IV

  Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)

  选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]选用电路条件Rx<

学习啦在线学习网   12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法

  限流接法

学习啦在线学习网   电压调节范围小,电路简单,功耗小电压调节范围大,电路复杂,功耗较大

学习啦在线学习网   便于调节电压的选择条件Rp>Rx便于调节电压的选择条件Rp

  注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω

学习啦在线学习网   (2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;

  (3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;

  (4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;

学习啦在线学习网   (5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);

  (6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用

  十二、磁场

  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{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);

学习啦在线学习网   ?解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

学习啦在线学习网   注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;

  (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;

  (3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料

  十三、电磁感应

  1.[感应电动势的大小计算公式]

学习啦在线学习网   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(交流发电机最大的感应电动势){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}

学习啦在线学习网   *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),

学习啦在线学习网   ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}

学习啦在线学习网   注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点;

学习啦在线学习网   (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。

  (4)其它相关内容:自感/日光灯。

  十四、交变电流(正弦式交变电流)

  1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)

学习啦在线学习网   2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总

  3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2

  4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系

  U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出

  5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;

学习啦在线学习网   (P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻);

学习啦在线学习网   6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);

学习啦在线学习网   S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。

  注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;

  (2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;

学习啦在线学习网   (3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;

  (4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,

  当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;

  (5)其它相关内容:正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。

  十五、电磁振荡和电磁波

  1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T{f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}

  2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f{λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}

  注:(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;

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