高三年級物理必修二知識點解析

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  【一】

  1.分子動理論

  (1)物質(zhì)是由大量分子組成的分子直徑的數(shù)量級一般是10-10m。

  (2)分子永不停息地做無規(guī)則熱運動。

 、贁U散現(xiàn)象:不同的物質(zhì)互相接觸時,可以彼此進入對方中去。溫度越高,擴散越快。②布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中微小顆粒的無規(guī)則運動,是液體分子對微小顆粒撞擊作用的不平衡造成的,是液體分子永不停息地無規(guī)則運動的宏觀反映。顆粒越小,布朗運動越明顯;溫度越高,布朗運動越明顯。

  (3)分子間存在著相互作用力

  分子間同時存在著引力和斥力,引力和斥力都隨分子間距離增大而減小,但斥力的變化比引力的變化快,實際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力。

  2.物體的內(nèi)能

  (1)分子動能:做熱運動的分子具有動能,在熱現(xiàn)象的研究中,單個分子的動能是無研究意義的,重要的是分子熱運動的平均動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。

  (2)分子勢能:分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,叫做分子勢能。分子勢能隨著物體的體積變化而變化。分子間的作用表現(xiàn)為引力時,分子勢能隨著分子間的距離增大而增大。分子間的作用表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨著分子間距離增大而減小。對實際氣體來說,體積增大,分子勢能增加;體積縮小,分子勢能減小。

  (3)物體的內(nèi)能:物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。任何物體都有內(nèi)能,物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關。

  (4)物體的內(nèi)能和機械能有著本質(zhì)的區(qū)別。物體具有內(nèi)能的同時可以具有機械能,也可以不具有機械能。

  3.改變內(nèi)能的兩種方式

  (1)做功:其本質(zhì)是其他形式的能和內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化。(2)熱傳遞:其本質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

  (3)做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的,但有本質(zhì)的區(qū)別。

  4.★能量轉(zhuǎn)化和守恒定律

  5★.熱力學第一定律

  (1)內(nèi)容:物體內(nèi)能的增量(ΔU)等于外界對物體做的功(W)和物體吸收的熱量(Q)的總和。

  (2)表達式:W+Q=ΔU

  (3)符號法則:外界對物體做功,W取正值,物體對外界做功,W取負值;物體吸收熱量,Q取正值,物體放出熱量,Q取負值;物體內(nèi)能增加,ΔU取正值,物體內(nèi)能減少,ΔU取負值。

  6.熱力學第二定律

  (1)熱傳導的方向性

  熱傳遞的過程是有方向性的,熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,而不會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。

  (2)熱力學第二定律的兩種常見表述

  ①不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化。

 、诓豢赡軓膯我粺嵩次諢崃坎阉坑脕碜龉,而不引起其他變化。

  (3)永動機不可能制成

 、俚谝活愑绖訖C不可能制成:不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對外做功,這種機器被稱為第一類永動機,這種永動機是不可能制造成的,它違背了能量守恒定律。

 、诘诙愑绖訖C不可能制成:沒有冷凝器,只有單一熱源,并從這個單一熱源吸收的熱量,可以全部用來做功,而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機。第二類永動機不可能制成,它雖然不違背能量守恒定律,但違背了熱力學第二定律。

  7.氣體的狀態(tài)參量

  (1)溫度:宏觀上表示物體的冷熱程度,微觀上是分子平均動能的標志。兩種溫標的換算關系:T=(t+273)K。

  絕對零度為-273.15℃,它是低溫的極限,只能接近不能達到。

  (2)氣體的體積:氣體的體積不是氣體分子自身體積的總和,而是指大量氣體分子所能達到的整個空間的體積。封閉在容器內(nèi)的氣體,其體積等于容器的容積。

  (3)氣體的壓強:氣體作用在器壁單位面積上的壓力。數(shù)值上等于單位時間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量。

 、佼a(chǎn)生原因:大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁,形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力。

 、跊Q定因素:一定氣體的壓強大小,微觀上決定于分子的運動速率和分子密度;宏觀上決定于氣體的溫度和體積。

  (4)對于一定質(zhì)量的理想氣體,PV/T=恒量

  8.氣體分子運動的特點

  (1)氣體分子間有很大的空隙。氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍。

  (2)氣體分子之間的作用力十分微弱。在處理某些問題時,可以把氣體分子看作沒有相互作用的質(zhì)點。

  (3)氣體分子運動的速率很大,常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達到數(shù)百米每秒。離這個數(shù)值越遠,分子數(shù)越少,表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。

  【二】

  1.磁場

  (1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場。變化的電場也能產(chǎn)生磁場。

  (2)磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。

  (3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷(或電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。

  (4)安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流即分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體。

  (5)磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向。

  2.磁感線

  (1)在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強,這一系列曲線稱為磁感線。

  (2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進入S極,在內(nèi)部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交。

  (3)幾種典型磁場的磁感線的分布:

 、僦本電流的磁場:同心圓、非勻強、距導線越遠處磁場越弱。

  ②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內(nèi)可看作勻強磁場,管外是非勻強磁場。

 、郗h(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠,磁場越弱。

 、軇驈姶艌觯捍鸥袘獜姸鹊拇笮√幪幭嗟、方向處處相同。勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線。

  3.磁感應強度

  (1)定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量,在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度,定義式B=F/IL。單位T,1T=1N/(A·m)。

  (2)磁感應強度是矢量,磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向,即通過該點的磁感線的切線方向。

  (3)磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強度I的大小、導線的長短L的大小無關,與電流受到的力也無關,即使不放入載流導體,它的磁感應強度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比。

  (4)磁感應強度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應強度的方向就是該處的磁場方向,并不是在該處的電流的受力方向。

  4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點有三個:

  (1)地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近。

  (2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。

  (3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向北。

  5★.安培力

  (1)安培力大小F=BIL。式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度。若載流導體是彎曲導線,且導線所在平面與磁感強度方向垂直,則L指彎曲導線中始端指向末端的直線長度。

  (2)安培力的方向由左手定則判定。

  (3)安培力做功與路徑有關,繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零。

  6.★洛倫茲力

  (1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:v⊥B。當v∥B時,f=0。

  (2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功。

  (3)洛倫茲力與安培力的關系:洛倫茲力是安培力的微觀實質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。

  (4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。

  7.★★★帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律

  在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計),

  (1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動。

  (2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi),以入射速率v做勻速圓周運動。①軌道半徑公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB

  8.帶電粒子在復合場中運動

  (1)帶電粒子在復合場中做直線運動

 、賻щ娏W铀芎贤饬榱銜r,做勻速直線運動,處理這類問題,應根據(jù)受力平衡列方程求解。

 、趲щ娏W铀芎贤饬愣ǎ遗c初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運動,處理這類問題,根據(jù)洛倫茲力不做功的特點,選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解。

  (2)帶電粒子在復合場中做曲線運動

  ①當帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動。處理這類問題,往往同時應用牛頓第二定律、動能定理列方程求解。

 、诋攷щ娏W铀艿暮贤饬κ亲兞Γc初速度方向不在同一直線上時,粒子做非勻變速曲線運動,這時粒子的運動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動能定理或能量守恒列方程求解。

 、塾捎趲щ娏W釉趶秃蠄鲋惺芰η闆r復雜運動情況多變,往往出現(xiàn)臨界問題,這時應以題目中“”、“”“至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯(lián)立求解。

  物理學是研究自然界中物理現(xiàn)象的科學。這些現(xiàn)象包括力現(xiàn)象,聲音現(xiàn)象,熱現(xiàn)象,電和磁現(xiàn)象,光現(xiàn)象,原子和原子核的運動變化等現(xiàn)象。學習物理的主要任務就要研究這些現(xiàn)象,找出其中的規(guī)律,了解產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因,并使同學們知道和掌握,以更好地為生產(chǎn)和生活服務。我們知道,我們周圍的世界就是由物質(zhì)構(gòu)成的,許多生產(chǎn)和生活現(xiàn)象都是物理現(xiàn)象,要學好物理,就要認真觀察周圍存在的各種物理現(xiàn)象。

  【三】

  1.★電磁感應現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應,產(chǎn)生的電流叫做感應電流。

  (1)產(chǎn)生感應電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。(2)產(chǎn)生感應電動勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源。

  (2)電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應電動勢,如果回路閉合,則有感應電流,回路不閉合,則只有感應電動勢而無感應電流。

  2.磁通量

  (1)定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量,定義式:Φ=BS。如果面積S與B不垂直,應以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′,即Φ=BS′,國際單位:Wb

  求磁通量時應該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù)。任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時,穿過該面的磁通量為正。反之,磁通量為負。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:感應電流的磁場,總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應電流方向的判定,而右手定則只適用于導線切割磁感線運動的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便。

  (2)對楞次定律的理解

 、僬l阻礙誰---感應電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應電流的磁通量。

 、谧璧K什么---阻礙的是穿過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,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;當原磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同,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:感應電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個原因,表現(xiàn)形式有三種:

 、僮璧K原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對運動;③阻礙原電流的變化(自感)。

  ★★★★4.法拉第電磁感應定律

  電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。表達式E=nΔΦ/Δt

  當導體做切割磁感線運動時,其感應電動勢的計算公式為E=BLvsinθ。當B、L、v三者兩兩垂直時,感應電動勢E=BLv。(1)兩個公式的選用方法E=nΔΦ/Δt計算的是在Δt時間內(nèi)的平均電動勢,只有當磁通量的變化率是恒定不變時,它算出的才是瞬時電動勢。E=BLvsinθ中的v若為瞬時速度,則算出的就是瞬時電動勢:若v為平均速度,算出的就是平均電動勢。(2)公式的變形

 、佼斁圈垂直磁場方向放置,線圈的面積S保持不變,只是磁場的磁感強度均勻變化時,感應電動勢:E=nSΔB/Δt。

 、谌绻鸥袕姸炔蛔,而線圈面積均勻變化時,感應電動勢E=Nbδs/Δt。

  5.自感現(xiàn)象

  (1)自感現(xiàn)象:由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。(2)自感電動勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢,自感電動勢方向總是阻礙電流的變化。

  6.日光燈工作原理

  (1)起動器的作用:利用動觸片和靜觸片的接通與斷開起一個自動開關的作用,起動的關鍵就在于斷開的瞬間。

  (2)鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點燃時,利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時高壓;日光燈正常發(fā)光時,利用自感現(xiàn)象,對燈管起到降壓限流作用。

  7.電磁感應中的電路問題

  在電磁感應中,切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應電動勢,該導體或回路就相當于電源,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,便可對用電器供電,在回路中形成電流。因此,電磁感應問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應問題的基本方法是:

  (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。(2)畫等效電路。

  (3)運用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解。

  8.電磁感應現(xiàn)象中的力學問題

  (1)通過導體的感應電流在磁場中將受到安培力作用,電磁感應問題往往和力學問題聯(lián)系在一起,基本方法是:①用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向。②求回路中電流強度。

 、鄯治鲅芯繉w受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向)。④列動力學方程或平衡方程求解。

  (2)電磁感應力學問題中,要抓好受力情況,運動情況的動態(tài)分析,導體受力運動產(chǎn)生感應電動勢→感應電流→通電導體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時,加速度等于零,導體達穩(wěn)定運動狀態(tài),抓住a=0時,速度v達值的特點。

  9.電磁感應中能量轉(zhuǎn)化問題

  導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)生感應電流,機械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點研究電磁感應問題常是導體的穩(wěn)定運動(勻速直線運動或勻速轉(zhuǎn)動),對應的受力特點是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過程常常是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決這類問題的基本方法是:

  (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。

  (2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達式。

  (3)分析導體機械能的變化,用能量守恒關系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。

  10.電磁感應中圖像問題

  電磁感應現(xiàn)象中圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應電動勢(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應電動勢(或電流)的方向,從而確定其正負,以及在坐標中的范圍。

  另外,要正確解決圖像問題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應到實際過程中去,又能根據(jù)實際過程的抽象規(guī)律對應到圖像中去,最終根據(jù)實際過程的物理規(guī)律進行判斷。


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