2015高考物理二十二个知识点公式解析

　　十五 光的反射和折射公式总结

　　1.反射定律α=i {α;反射角，i:入射角｝

　　2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin /sin {光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速， :入射角， :折射角｝

　　3.全反射：1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC=1/n

　　2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角

　　注:

　　(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;

　　(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;

　　(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;

　　(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;

　　(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见〔第三册P16〕。

　　十六 振动和波公式总结

　　1.简谐振动F=-kx {F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向}

　　2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角θ<100;l>>r｝

　　3.受迫振动频率特点：f=f驱动力

　　4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用〔见第一册P175〕

　　5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕

　　6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}

　　7.声波的波速(在空气中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)

　　8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大

　　9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)

　　10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近，接收频率增大，反之，减小〔见第二册P21〕｝

　　十七 电场公式总结

　　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

　　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｝

　　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)｝

　　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｝

　　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)｝

　　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

　　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)｝

　　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｝

　　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)｝

　　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〔见第二册P111〕

　　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〔见图[第二册P98];

　　(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;

　　(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,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;

　　(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;

　　(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕

　　等势面〔见第二册P105〕。

　　十八 恒定电流公式总结

　　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)｝

　　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{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)｝

　　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，因三此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=I3 I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+

　　10.欧姆表测电阻

　　(1)电路组成 (2)测量原理

　　两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得

　　Ig=E/(r+Rg+Ro)

　　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

　　(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。

　　11.伏安法测电阻

　　电流表内接法：

　　电压表示数：U=UR+UA

　　电流表外接法：

　　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<

　　12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法

　　限流接法

　　电压调节范围小,电路简单,功耗小

　　便于调节电压的选择条件Rp>Rx

　　电压调节范围大,电路复杂,功耗较大

　　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

　　(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;

　　(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〔见第二册P127〕。

　　十九 磁场公式总结

　　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〔见第二册P155〕 {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);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

　　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〔见图及第二册P144〕;(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料

　　二十 电磁感应公式总结

　　1.[感应电动势的大小计算公式]

　　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｝

　　*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)，

　　ΔI:变化电流， t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝

　　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〔见第二册P173〕

　　;(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〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。

　　二十一 交变电流公式总结

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

　　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;(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)〔见第二册P198〕;

　　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);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;

　　(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〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用

　　〔见第二册P193〕。

　　二十二 电磁振荡和电磁波公式总结

　　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;

　　(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场;

　　(3)其它相关内容：电磁场〔见第二册P215〕/电磁波〔见第二册P216〕/无线电波的发射与接收〔见第二册P219〕/电视雷达〔见第二册P220〕。

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