高二學(xué)生需要掌握的物理公式(2)
高二學(xué)生需要掌握的物理公式
高二的物理需要學(xué)習(xí)的公式(二)
恒定電流
1.電流強(qiáng)度：I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A)，q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C)，t:時間(s)｝
2.歐姆定律：I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A)，U:導(dǎo)體兩端電壓(V)，R:導(dǎo)體阻值(Ω)｝
3.電阻、電阻定律：R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m)，L:導(dǎo)體的長度(m)，S:導(dǎo)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(nèi)+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(nèi)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(dǎo)體的電流(A)，R:導(dǎo)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(lián)串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)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(diào)節(jié)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(yīng)，因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、短接歐姆調(diào)零、測量讀數(shù)
{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(diào)零。
11.伏安法測電阻
電流表內(nèi)接法：電流表外接法：
電壓表示數(shù)：U=UR+UA電流表示數(shù)：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(diào)節(jié)范圍小,電路簡單,功耗小電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗較大
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp>Rx便于調(diào)節(jié)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(lián)總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)總電阻小于任何一個分電阻;
(4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當(dāng)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(guān)內(nèi)容：電阻率與溫度的關(guān)系/半導(dǎo)體及其應(yīng)用/超導(dǎo)及其應(yīng)用。
磁場
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場的強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度(T),F:安培力(F),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注：V⊥B);質(zhì)譜儀{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(jìn)入磁場的運(yùn)動情況(掌握兩種)：
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進(jìn)入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運(yùn)動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁場:做勻速圓周運(yùn)動,規(guī)律如下:
(a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=m(2π/T)2r=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;
(b)運(yùn)動周期與圓周運(yùn)動的半徑和線速度無關(guān),洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);
(c)解題關(guān)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(fù);
(2)磁感線的特點(diǎn)及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖〕;
(3)其它相關(guān)內(nèi)容：地磁場/磁電式電表原理/回旋加速器/磁性材料分子電流假說。
電磁感應(yīng)
1.感應(yīng)電動勢的大小計算公式
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式)
高二的物理學(xué)科的思維特點(diǎn)
1.模型化
物理學(xué)科的研究，以自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和最普遍的運(yùn)動形式為內(nèi)容。對于那些紛繁復(fù)雜事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一種經(jīng)過抽象概括了的理想化的“典型”，在此基礎(chǔ)上去研究“典型”，以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律性，建立新的概念。這種以模型概括復(fù)雜事物的方法，是對復(fù)雜事物的合理的簡化。而抽象概括和簡化的過程，也正是人腦對事物的思維加工過程。模型就是一種概括的反映，就是概念，亦即是一種思維的形式。
把握好物理模型的思維，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難所在之一。然而，在中學(xué)物理教學(xué)中，模型占有重要的地位。物理教學(xué)，首先是引導(dǎo)學(xué)生步入模型這個思維的大門，適應(yīng)并掌握這種思維形式，具備掌握物理模型的思維能力。
2.多級性
任何一門學(xué)科，其內(nèi)容都不會是孤立的存在，不可避免地會與其他學(xué)科有或多或少的聯(lián)系。在本學(xué)科內(nèi)，一個物理問題的提出、解決，其后所牽涉到的問題，可能有許多個環(huán)節(jié)，問題的解決所經(jīng)歷的思維過程，往往需要分作幾個過程、階段或幾個方面、幾步。須經(jīng)歷分析、綜合的相互轉(zhuǎn)換，往復(fù)循環(huán)，逐級上升。本文謂此特點(diǎn)為物理思維的多級性。
一般說，物理思維的多級性，亦包括了模型的轉(zhuǎn)換。無疑，這種思維的多級性，要求更高的思維能力，這是對于思維能力培養(yǎng)的一次推進(jìn)。而對于步入新階段學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，是一個新的水平，也是對思維惰性的一個沖擊。從開設(shè)物理課開始，便須注意不斷地引導(dǎo)并培植學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題的敏銳能力，鼓勵學(xué)生勤于鉆研、深于追究的思維品質(zhì)。
3.多向性
許多物理問題的解決，并不只有一種辦法。同一個問題，從不同的方面出發(fā)，用不同的方法，都可以得到同一個結(jié)果。
還有一些問題則不同，并不只有一個結(jié)果存在，需要作全面的分析。而解決這類問題所需要的思維過程，須是開放性的。即依據(jù)一定的知識或事實，靈活而全面地尋求對問題的各種可能的答案。這種特點(diǎn)，被稱作發(fā)散思維或求異思維。
求異、發(fā)散是思維的靈活性、廣闊性的體現(xiàn)，要求個體具有能從常規(guī)、呆板或帶有偏見的思維方式中解脫出來，把思維從曾經(jīng)歷過的路上轉(zhuǎn)移開來，以探求新的解決辦法，又能從不同的角度、方向、方面去思考問題，用多種方法去解決問題。
而且，在思考中能靈活地進(jìn)行分析和綜合的轉(zhuǎn)換，全面地把握問題，細(xì)心地權(quán)衡哪些思維是有利的，哪些思維是正確的。
4.表述的多樣性
物理問題的表達(dá)方式也是多種多樣的。例如表述物理規(guī)律，可以用文字?jǐn)⑹?，也可以用公式表示，還可以借助于畫圖像。有些問題還可以用各種圖示。概念的表述，亦有類似的方式。每一種表述，都是一種語言，同樣是一種思維。
這種表述的多樣性，在解決問題的過程中，要求首先對思維的方法要加以選擇、優(yōu)化。選擇和優(yōu)化是對思維的批判性品質(zhì)的表現(xiàn)，也是思維靈活性品質(zhì)的表現(xiàn)。物理教學(xué)，就需培養(yǎng)學(xué)生選擇表述方式的意識，學(xué)會并掌握物理語言，準(zhǔn)確地運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z言思考、論述物理問題的習(xí)慣和能力。
5.思維的轉(zhuǎn)換
思維的轉(zhuǎn)換是物理思維的又一個特點(diǎn)。它要求個體及時地更換自己的思維方向，轉(zhuǎn)換思維的方式，改變語言表達(dá)方式，以更簡捷、有效的方式進(jìn)行分析、綜合。研究對象的轉(zhuǎn)換、物理模型的轉(zhuǎn)換、物理模型和數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換等是常見的。
思維的轉(zhuǎn)換，既是物理思維的特點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理甚覺困難的又一所在。
思維的轉(zhuǎn)換，是思維的靈活性品質(zhì)的體現(xiàn)，在物理教學(xué)中，需要有意識地培植這種品質(zhì)。
6.假設(shè)與驗證
為著解決某一問題的思維，所必須經(jīng)歷的步驟，一般說有如下四步，即發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)清問題、提出假設(shè)、驗證假設(shè)得出結(jié)論。而其中的假設(shè)與驗證是思維過程的中心環(huán)節(jié)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在解決有多種可能的問題時，結(jié)論與假設(shè)有關(guān)的，必須加以驗證。驗證假設(shè)的思維是人的認(rèn)識深化的過程。驗證的方法，可以是間接的方法，即推理的方法，也可以是直接的檢查，即知覺的方法。但無論以怎樣的方法來作驗證，都直接地培養(yǎng)了學(xué)生思維的廣闊性和深刻性。
7.等效思維
等效方法的運(yùn)用，是物理思維的又一個特點(diǎn)。所謂等效，即效果相同。例如矢量的合成分解、等效電路等屬之，都是簡化復(fù)雜問題的方法。把復(fù)雜的對象等效作一個模型，以便能夠應(yīng)用已有的知識去處理。這種等效處理的方法本身，就是一種思維。
8.實踐性
物理知識的另一個特點(diǎn)是它與實踐的緊密聯(lián)系。許多知識是實踐觀察的總結(jié)。
就其來源于實踐而又應(yīng)用于技術(shù)這一點(diǎn)講，物理知識是非常具體的、通俗的。而就其概括實踐來講，無論是初級經(jīng)驗的概括，還是高級科學(xué)的概括，它又是那么抽象，既具體又抽象的特點(diǎn)，要求解決物理問題的思維，必須具有相應(yīng)的特點(diǎn)。
一些論述需要作抽象的概括，而另一些論述則必須考慮到現(xiàn)實狀況，作聯(lián)系實際的思考。脫離實際必然導(dǎo)致思維的謬誤。因而，在物理教學(xué)中，必須時刻注意聯(lián)系實際，以期培養(yǎng)學(xué)生具有既能(河南作抽象的概括，又能具體地應(yīng)用、聯(lián)系實際的思維品質(zhì)。
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