高考物理二十二個知識點公式解析【3】
十五 光的反射和折射公式總結
1.反射定律α=i {α;反射角，i:入射角｝
2.絕對折射率(光從真空中到介質)n=c/v=sin /sin {光的色散，可見光中紅光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介質中的光速， :入射角， :折射角｝
3.全反射：1)光從介質中進入真空或空氣中時發生全反射的臨界角C：sinC=1/n
2)全反射的條件：光密介質射入光疏介質;入射角等于或大于臨界角
注:
(1)平面鏡反射成像規律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對稱;
(2)三棱鏡折射成像規律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移;
(3)光導纖維是光的全反射的實際應用〔見第三冊P12〕,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡;
(4)熟記各種光學儀器的成像規律,利用反射(折射)規律、光路的可逆等作出光路圖是解題關鍵;
(5)白光通過三棱鏡發色散規律：紫光靠近底邊出射見〔第三冊P16〕。
十六 振動和波公式總結
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力，k:比例系數，x:位移，負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m)，g:當地重力加速度值，成立條件:擺角θ<100 l="">>r｝
3.受迫振動頻率特點：f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固，A=max，共振的防止和應用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中，一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續傳播)條件：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者相差不大
9.波的干涉條件：兩列波頻率相同(相差恒定、振幅相近、振動方向相同)
10.多普勒效應:由于波源與觀測者間的相互運動，導致波源發射頻率與接收頻率不同{相互接近，接收頻率增大，反之，減小〔見第二冊P21〕｝
十七 電場公式總結
1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷：(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數倍
2.庫侖定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k=9.0×109N m2/C2，Q1、Q2:兩點電荷的電量(C)，r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引｝
3.電場強度：E=F/q(定義式、計算式){E：電場強度(N/C)，是矢量(電場的疊加原理)，q：檢驗電荷的電量(C)｝
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r：源電荷到該位置的距離(m)，Q：源電荷的電量｝
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V)，d:AB兩點在場強方向的距離(m)｝
6.電場力：F=qE {F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強度(N/C)｝
7.電勢與電勢差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)｝
9.電勢能：EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點的電勢(V)｝
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值｝
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V)｝
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω：介電常數)
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中：E=U/d)
拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2，a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面，導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面;
(6)電容單位換算：1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容：靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕
等勢面〔見第二冊P105〕。
十八 恒定電流公式總結
1.電流強度：I=q/t{I:電流強度(A)，q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C)，t:時間(s)｝
2.歐姆定律：I=U/R {I:導體電流強度(A)，U:導體兩端電壓(V)，R:導體阻值(Ω)｝
3.電阻、電阻定律：R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω m)，L:導體的長度(m)，S:導體橫截面積(m2)｝
4.閉合電路歐姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外{I:電路中的總電流(A)，E:電源電動勢(V)，R:外電路電阻(Ω)，r:電源內阻(Ω)｝
5.電功與電功率：W=UIt，P=UI{W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(W)｝
6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:電熱(J)，I:通過導體的電流(A)，R:導體的電阻值(Ω)，t:通電時間(s)｝
7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q，因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：P總=IE，P出=IU，η=P出/P總{I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U:路端電壓(V)，η：電源效率｝
9.電路的串/并聯 串聯電路(P、U與R成正比) 并聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接后,調節Ro使電表指針滿偏，得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應，因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)｝、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時，要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法：
電壓表示數：U=UR+UA
電流表外接法：
電流表示數：I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
選用電路條件Rx<
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小
便于調節電壓的選擇條件Rp>Rx
電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便于調節電壓的選擇條件Rp
注1)單位換算：1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯總電阻大于任何一個分電阻,并聯總電阻小于任何一個分電阻;
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關內容：電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十九 磁場公式總結
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量，單位T),1T=1N/A m
2.安培力F=BIL;(注：L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕 {f:洛侖茲力(N)，q:帶電粒子電量(C)，V:帶電粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種)：
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,
洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
注：
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定，只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負;
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕;(3)其它相關內容：地磁場/磁電式電表原理〔見第二冊P150〕/回旋加速器〔見第二冊P156〕/磁性材料
二十 電磁感應公式總結
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律，E：感應電動勢(V)，n：感應線圈匝數，ΔΦ/Δt:磁通量的變化率｝
2)E=BLV垂(切割磁感線運動) {L:有效長度(m)｝
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢){Em:感應電動勢峰值｝
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向：由負極流向正極｝
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大)，
ΔI:變化電流， t:所用時間，ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)｝
注：(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定，楞次定律應用要點〔見第二冊P173〕
;(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算：1H=103mH=106μH。
(4)其它相關內容：自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
二十一 交變電流公式總結
1.電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在遠距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數;B:磁感強度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交變電流的變化頻率與發電機中線圈的轉動的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線;
(2)發電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應電動勢為零,過中性面電流方向就改變;
(3)有效值是根據電流熱效應定義的,沒有特別說明的交流數值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入;
(5)其它相關內容：正弦交流電圖象〔見第二冊P190〕/電阻、電感和電容對交變電流的作用
〔見第二冊P193〕。
二十二 電磁振蕩和電磁波公式總結
1.LC振蕩電路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:頻率(Hz)，T:周期(s)，L:電感量(H)，C:電容量(F)｝
2.電磁波在真空中傳播的速度c=3.00×108m/s，λ=c/f {λ:電磁波的波長(m)，f:電磁波頻率｝
注:
(1)在LC振蕩過程中,電容器電量最大時，振蕩電流為零;電容器電量為零時，振蕩電流最大;
(2)麥克斯韋電磁場理論:變化的電(磁)場產生磁(電)場;
(3)其它相關內容：電磁場〔見第二冊P215〕/電磁波〔見第二冊P216〕/無線電波的發射與接收〔見第二冊P219〕/電視雷達〔見第二冊P220〕。
(責任編輯：郭躍文)
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