高三物理期末總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
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高三物理期末總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)1
一、受力分析
1、概念
把研究對(duì)象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來(lái),并畫出物體所受的力的示意圖,這個(gè)過(guò)程就是受力分析。
2、受力分析的重要依據(jù)
①?gòu)牧Φ母拍钆袛?尋找對(duì)應(yīng)的施力物體;
②從力的性質(zhì)判斷,尋找產(chǎn)生各性質(zhì)力的原因;
③從力的效果判斷,尋找是否改變物體的形狀或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即是否產(chǎn)生加速度)(是靜止、勻速還是變速運(yùn)動(dòng))。
3、受力分析一般順序
一般先分析場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力);然后分析彈力,環(huán)繞物體一周,找出跟研究對(duì)象接觸的物體,并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用;最后分析摩擦力,對(duì)凡有彈力作用的地方逐一進(jìn)行分析。
二、受力分析常用的方法
1、整體法與隔離法
整體法、隔離法在受力分析時(shí)要靈活選用:
(1)當(dāng)所涉及的物理問(wèn)題是整體與外界作用時(shí),應(yīng)用整體分析法,可使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了,而不必考慮內(nèi)力的作用。
(2)當(dāng)涉及的物理問(wèn)題是物體間的作用時(shí),要應(yīng)用隔離分析法,這時(shí)系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。
2、假設(shè)法
在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在或不存在的情況假設(shè),然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在。
三、受力分析的步驟
(1)明確研究對(duì)象--即確定受力分析的物體,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是多個(gè)物體的組合.
(2)隔離物體分析--將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來(lái),進(jìn)而分析周圍有哪些物體對(duì)它施加了力的作用.
(3)畫出受力示意圖--邊分析邊將力畫在示意圖上,準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向.
(4)檢查畫出的每一個(gè)力能否找到它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給運(yùn)動(dòng)狀態(tài),否則,必然發(fā)生了漏力、多力等錯(cuò)誤。
四、受力分析要注意的問(wèn)題
受力分析就是指把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來(lái),并畫出受力圖.受力分析時(shí)要注意以下五個(gè)問(wèn)題:
(1)研究對(duì)象的受力圖,通常只畫出根據(jù)性質(zhì)命名的力,不要把按效果分解的力或合成的力分析進(jìn)去。受力圖完成后再進(jìn)行力的合成和分解,以免造成混亂。
(2)區(qū)分內(nèi)力和外力:對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn);當(dāng)把其中的某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí),原來(lái)的內(nèi)力變成外力,要畫在受力圖上。
(3)防止"添力":找出各力的施力物體,若沒有施力物體,則該力一定不存在。為避免多力,應(yīng)注意
①分析出的所有力都應(yīng)找到施力物體;
②不能把研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力也分析進(jìn)去;
③不能同時(shí)考慮合力和分力.
(4)防止"漏力":嚴(yán)格按照重力、彈力、摩擦力、其他力的步驟進(jìn)行分析是防止"漏力"的有效辦法。為避免漏力,應(yīng)做到:
①養(yǎng)成"一重二彈三摩四其他"的順序分析受力的習(xí)慣;
②分析是彈力、摩擦力這些接觸力時(shí),按一定的繞向圍繞研究對(duì)象,對(duì)接觸面逐一分析.
(5)受力分析還要密切注意物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力的有無(wú)及方向。
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1.交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流，叫做交變電流。按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)、電流稱為正弦交流電。
2.正弦交流電----(1)函數(shù)式：e=Emsinωt(其中★Em=NBSω)
(2)線圈平面與中性面重合時(shí)，磁通量，電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時(shí)，磁通量為零，電動(dòng)勢(shì)，磁通量的變化率。
(3)若從線圈平面和磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，交變電流的變化規(guī)律為i=Imcosωt。
(4)圖像：正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。
3.表征交變電流的物理量
(1)瞬時(shí)值：交流電某一時(shí)刻的值，常用e、u、i表示。
(2)值：Em=NBSω，值Em(Um，Im)與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)哪個(gè)位置無(wú)關(guān)。在考慮電容器的耐壓值時(shí)，則應(yīng)根據(jù)交流電的值。
(3)有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的。即在同一時(shí)間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值。
①求電功、電功率以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流等物理量時(shí)，要用有效值計(jì)算，有效值與值之間的關(guān)系
E=Em/，U=Um/，I=Im/只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來(lái)計(jì)算，切不可亂套公式。②在正弦交流電中，各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測(cè)量值都指有效值。
(4)周期和頻率----周期T：交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間。在一個(gè)周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次。
頻率f：交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。角頻率：ω=2π/T=2πf。
4.電感、電容對(duì)交變電流的影響
(1)電感：通直流、阻交流;通低頻、阻高頻。(2)電容：通交流、隔直流;通高頻、阻低頻。
5.變壓器-(1)理想變壓器：工作時(shí)無(wú)功率損失(即無(wú)銅損、鐵損)，因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計(jì)。
(2)★理想變壓器的關(guān)系式：
①電壓關(guān)系：U1/U2=n1/n2(變壓比)，即電壓與匝數(shù)成正比。
②功率關(guān)系：P入=P出，即I1U1=I2U2+I3U3+…
③電流關(guān)系：I1/I2=n2/n1(變流比)，即對(duì)只有一個(gè)副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比。
(3)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。
6.電能的輸送-----(1)關(guān)鍵：減少輸電線上電能的損失：P耗=I2R線
(2)方法：①減小輸電導(dǎo)線的電阻，如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積。②提高輸電電壓，減小輸電電流。前一方法的作用十分有限，代價(jià)較高，一般采用后一種方法。
(3)遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程：輸電導(dǎo)線損耗的電功率：P損=(P/U)2R線，因此，當(dāng)輸送的電能一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來(lái)的1/n2。
(4)解有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，公式P損=U線I線或P損=U線2R線不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易把U線和U總相混淆而造成錯(cuò)誤。
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1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，即ΔΦ≠0。
(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件：無(wú)論回路是否閉合，只要穿過(guò)線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流。
2.磁通量
(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，定義式：Φ=BS。如果面積S與B不垂直，應(yīng)以B乘以在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積S′，即Φ=BS′，國(guó)際單位：Wb
求磁通量時(shí)應(yīng)該是穿過(guò)某一面積的磁感線的凈條數(shù)。任何一個(gè)面都有正、反兩個(gè)面;磁感線從面的正方向穿入時(shí)，穿過(guò)該面的磁通量為正。反之，磁通量為負(fù)。所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和。
3.楞次定律
(1)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡(jiǎn)便。
(2)對(duì)楞次定律的理解
①誰(shuí)阻礙誰(shuí)---感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量。
②阻礙什么---阻礙的是穿過(guò)回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身。③如何阻礙---原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即“增反減同”。④阻礙的結(jié)果---阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少。
(3)楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因，表現(xiàn)形式有三種：
①阻礙原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);③阻礙原電流的變化(自感)。
4.法拉第電磁感應(yīng)定律
電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。表達(dá)式E=nΔΦ/Δt
當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為E=BLvsinθ。當(dāng)B、L、v三者兩兩垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv。(1)兩個(gè)公式的選用方法E=nΔΦ/Δt計(jì)算的是在Δt時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí)，它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)。E=BLvsinθ中的v若為瞬時(shí)速度，則算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)：若v為平均速度，算出的就是平均電動(dòng)勢(shì)。(2)公式的變形
①當(dāng)線圈垂直磁場(chǎng)方向放置，線圈的面積S保持不變，只是磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=nSΔB/Δt。
②如果磁感強(qiáng)度不變，而線圈面積均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Nbδs/Δt。
5.自感現(xiàn)象
(1)自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(2)自感電動(dòng)勢(shì)：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢，自感電動(dòng)勢(shì)方向總是阻礙電流的變化。
6.日光燈工作原理
(1)起動(dòng)器的作用：利用動(dòng)觸片和靜觸片的接通與斷開起一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的作用，起動(dòng)的關(guān)鍵就在于斷開的瞬間。
(2)鎮(zhèn)流器的作用：日光燈點(diǎn)燃時(shí)，利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時(shí)高壓;日光燈正常發(fā)光時(shí)，利用自感現(xiàn)象，對(duì)燈管起到降壓限流作用。
7.電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題
在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器，便可對(duì)用電器供電，在回路中形成電流。因此，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往與電路問(wèn)題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是：
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。(2)畫等效電路。
(3)運(yùn)用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。
8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題
(1)通過(guò)導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往和力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，基本方法是：①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。②求回路中電流強(qiáng)度。
③分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向)。④列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問(wèn)題中，要抓好受力情況，運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住a=0時(shí)，速度v達(dá)值的特點(diǎn)。
9.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題
導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能，具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過(guò)電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，因此，電磁感應(yīng)過(guò)程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問(wèn)題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng))，對(duì)應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，解決這類問(wèn)題的基本方法是：
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。
(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式。
(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。
10.電磁感應(yīng)中圖像問(wèn)題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問(wèn)題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍。
另外，要正確解決圖像問(wèn)題，必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對(duì)應(yīng)到實(shí)際過(guò)程中去，又能根據(jù)實(shí)際過(guò)程的抽象規(guī)律對(duì)應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實(shí)際過(guò)程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。
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