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物理君解答120個高中物理必知問題(39-45)



中斷了好久呢!物理君好忙??!希望大家諒解!




39、什么是電勢、電勢能、電勢差?怎樣用等勢面描述電場中電勢的分布情況?等勢面和電場線之間有什么關系?電荷在電場中所受的電場力有什么關系式?它是如何和力學知識聯(lián)系起來的?電場力做功有什么特點?如何計算電場力做的功?電場力做功和電勢能的變化有什么聯(lián)系?它與我們在力學中學習的功能關系可以整合起來嗎?



答:電勢能:由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關,電荷在電場中也具有勢能,這種勢能叫做電勢能。 電勢差是電場中兩點間的電勢的差值,UAB=φA-φB電場中某一點的電勢的大小,與選取的參考點有關;電勢差的大小,與選取的參考點無關。電勢和電勢差都是標量,單位都是伏特,都有正負值;電勢的正負表示該點比參考點的電勢大或??;電勢差的正負表示兩點的電勢的高低。應用WAB=qUAB計算時,相關物理量用正、負值代入,其結果:WAB>0,電場力做正功;WAB<0,電場力做負功;UAB>0,φA>φB;UAB<0,φA<φB

等勢面上所有的點電勢是相等的。等式面與電場線垂直。電荷在電場中所受的電場力F=Eq。 沿著電場線方向電場線方向電勢降得最快,電場力做正功電勢能減小,電場力做負功電勢能增加。W=FS,電場力做正功,電勢能變??;電場力做負功時,電勢增大。它與我們在力學中學習的功能關系相同。




40、什么是靜電感應和靜電平衡狀態(tài)?導體處于靜電平衡狀態(tài)時具有什么樣的特點?什么叫靜電屏蔽?



答:靜電感應,是指當導體接近帶電物體時產(chǎn)生的電荷分布于導體表面的現(xiàn)象。



一,靜電平衡導體的特點


孤立的帶電導體和處于感應電場中的感應導體,當達到靜電平衡時,具有以下特點:


1.導體內部的場強處處為零,E內=0.沒有電場線.


2.整個導體是等勢體,導體表面是等勢面,但導體表面的場強并不一定相同.


3.導體外部電場線與導體表面垂直,表面場強不一定為零.


4.對孤立導體,凈電荷分布在外表面上,并且電荷的分布與表面的曲率有關,曲率大的地方電荷分布密.

在靜電平衡狀態(tài)下,不論是空心導體還是實心導體;不論導體本身帶電多少,或者導體是否處于外電場中,必定為等勢體,其內部場強為零,這是靜電屏蔽的理論基礎。



導體置于電場中時,自由電荷受力,發(fā)生定向移動,從而重新分布。重新分布的電荷在導體內產(chǎn)生一個與原電場反向的電場,阻礙電荷定向移動,直至最后無電荷定向移動為止,這時感應電荷電場與原電場的合場強為零。




41、什么是電容器?它是如何構造的?如何使電容器充電、放電?電容的定義式是什么?平行板電容器的表達式是什么?研究電容器問題時通常要分四步,是哪四步?靜電計有什么作用?



答:

電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。

他的構造有圓筒,平行板,還有瓷片等不同材質的電容器。將電容器連在恒定電源兩極即可充電,充當電源時會放電。定義式是:C=Q/U,表達式為C=εS/4πkd 。其中,ε是一個常數(shù),S為電容極板的正對面積,d為電容極板的距離, k則是靜電力常量。研究電容器,一是正對面積,二是板件距離,三是所沖入的介電質的介電常數(shù),四是插入金屬板時的影響,

靜電計,又叫電勢差計或指針驗電器,是中學靜電實驗中常用的半定量測量儀器。




42、什么是加速電場?帶電粒子在加速電場中運動時,可以采用什么方法求解?什么是偏轉電場?帶電粒子在偏轉電場中的運動一般采用什么方法求解?你會求粒子偏轉的側位移嗎?你會求它的偏轉方向嗎?如果將這兩種電場復合起來你會求解打到熒光屏上的點的位置嗎?如果兩極板之間加上交變電壓,你知道該如何處理嗎?你了解電場中的等效重力場嗎?



答:加速電場就是與電荷速度方向平行的電場.帶電粒子在加速電場中運動時,可以采用電場力來求加速度或者通過電勢能轉化的方法求解。偏轉電場就是和電荷速度方向垂直的電場,一般根據(jù)類平拋的方法求解。粒子偏轉的側位移就是通過加速度和時間來求,偏轉方向由速度的變偏轉量除以原方向速度來求。兩種電場符合起來時,一般就是電子熒光屏的原理,如果兩個極板上加上交變電壓時,我們一般認為粒子的瞬時速度很大,極板的電壓在電子射入和射到屏幕上的時間段內,電壓恒定在某個值不變。電場中的等效重力場是由于,當勻強電場和帶電粒子固定后,粒子受力就變成了恒力,如果方向是豎直向下的話,那么和重力的效應是一樣的,電場也就等效成了重力場。




43.什么是電流?電流產(chǎn)生的條件是什么?方向是如何規(guī)定的。如何利用電流強度的定義式計算金屬導體、電解液中的電流大???如何利用電流強度的定義式計算帶電粒子在點電荷電場及勻強磁場中做圓周運動時的等效電流?電流按照方向和大小怎樣分類?



答:電流,是指電荷的定向移動。電源的電動勢形成了電壓,繼而產(chǎn)生了電場力,在電場力的作用下,處于電場內的電荷發(fā)生定向移動,形成了電流。電流產(chǎn)生要有電勢差,要有閉合回路才能產(chǎn)生電流。方向以正電子移動方向為正。

它的定義為單位時間內通過導體某一截面電荷量的代數(shù)和,也就是I(安)=Q電荷量(庫侖)/電流通過的時間T(秒)

對于在點電荷和勻強磁場中做圓周運動時,把粒子受到的電場力和洛倫茲力和向心力建立聯(lián)系,用帶有速度等的式子表達。



電流分為交流電流和直流電流。


交流電:大小和方向都發(fā)生周期性變化。生活中插墻式電器使用的是民用交流電源。


直流電:方向不隨時間發(fā)生改變。生活中使用的可移動外置式電源提供的的是直流電。


交流電在家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的使用,生活民用電壓220V、通用工業(yè)電壓380V,都屬于危險電壓。


直流電一般被廣泛使用于手電筒(干電池)、手機(鋰電池)等各類生活小電器等。干電池(1.5V)、鋰電池、蓄電池等被稱之為直流電源。因為這些電源電壓都不會超過24V,所以屬于安全電源。





44.部分電路歐姆定律的內容是什么?它適用于什么情況?如何通過伏安特性曲線確定電阻的大???電阻的大小與哪些因素有關?金屬導體的電阻率和哪些因素有關?判斷金屬導體形變后電阻的變化問題,需要抓住的關鍵是什么?




答:部分電路歐姆定律公式:I=U/R  其中:I、U、R——三個量是屬于同一部分電路中同一時刻的電流強度、電壓和電阻。  由歐姆定律所推公式:  串聯(lián)電路:  I總=I1=I2(串聯(lián)電路中,各處電流相等)  U總=U1+U2(串聯(lián)電路中,總電壓等于各處電壓的總和)  R總=R1+R2+......+Rn  U1:U2=R1:R2  并聯(lián)電路:  I總=I1+I2(并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流的和)  U總=U1=U2 (并聯(lián)電路中,各處電壓相等)  1/R總=1/R1+1/R2  I1:I2=R2:R1  R總=R1·R2\(R1+R2)  R總=R1·R2·R3:R1·R2+R2·R3+R1·R3  即1/R總=1/R1+1/R2+……+1/Rn  I=Q/T 電流=電荷量/時間 (單位均為國際單位制)  也就是說:電流=電壓/ 電阻  或者 電壓=電阻×電流『只能用于計算電壓、電阻,并不代表電阻和電壓或電流有變化關系』  歐姆定律通常只適用于線性電阻,如金屬、電解液(酸、堿、鹽的水溶液)。伏安特性曲線如果橫軸是電流,縱軸是電壓,則越陡峭電阻越大;反之,則越小。電阻大小首先與材料有關就是電阻率,電阻與電阻率成正比;電阻材料的長度有關,相同材料橫截面積相等長度越長電阻越大;電阻與橫截面積有關,相同材料長度相同,面積越小電阻越大;電阻還與溫度有關,一般情況下是溫度越高電阻越大。導體的電阻率只和導體的材料有關,還有溫度,一般來說是材料決定的。判斷金屬形體變化前后電阻的關系,要注意金屬的質量未生變化,那么在橫截面積變化的同時,長度也在發(fā)生變化。




45.什么是電功、電功率,其表達式是什么?有關用電器安全工作的題目的解題方法是什么?電阻產(chǎn)生的熱量及熱功率如何計算?一般情況下電功和電熱有何關系?什么是純電阻電路、非純電阻電路?常見的非純電阻電路有哪些?電動機一定是非純電阻電路嗎?求解電動機電路的關鍵是什么?




答:電能可以轉化成多種其他形式的能量。電能轉化成多種其他形式能的過程也可以說是電流做功的過程,有多少電能發(fā)生了轉化就說電流做了多少功,即電功是多少。電功率指做功的快慢。p=w/t。用電器安全工作時一般就是功率乘以時間。電阻產(chǎn)生的熱量和熱功率通過電流或者通過其它功推斷來算。一般,在電功產(chǎn)生時,都會產(chǎn)生熱功。純電阻電路指電能全部轉向熱能的電路,而非純電阻電路會有其他形式的能力產(chǎn)生,比如轉動的電動機的電路,還有動能產(chǎn)生。常見的非純電阻電路有轉動的電動機電路,含有音箱的電路等。當電動機通電但是不旋轉時,就變成了純電阻電路。求解電動機電路的關鍵要掌握住各種能量形式的轉化。


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知識要點:

直線運動牛頓定律曲線運動萬有引力機械能靜電場恒定電流磁場電磁感應交變電流力學實驗高物3-3高物3-5高物3-4電磁場電磁波功與能連接體超重失重分子動理論+熱功受力分析


學習方法:

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(物理君原創(chuàng)文章。)



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