高二物理電磁學部分上學期期會考試必備知識點

電磁學部分是高中物理學習的重點和難點部分，是大家進行高中物理學習必須掌握的一個部分。為幫助大家更好地學習這部分知識點，物理網整理了高二物理上學期期中考試必備知識點：電磁學部分，希望對大家的學習有幫助。

電磁學部分：

　　1、基本概念：

電場、電荷、點電荷、電荷量、電場力(靜電力、庫侖力)、電場強度、電場線、勻強電場、電勢、電勢差、電勢能、電功、等勢面、靜電屏蔽、電容器、電容、電流強度、電壓、電阻、電阻率、電熱、電功率、熱功率、純電阻電路、非純電阻電路、電動勢、內電壓、路端電壓、內電阻、磁場、磁感應強度、安培力、洛倫茲力、磁感線、電磁感應現象、磁通量、感應電動勢、自感現象、自感電動勢、正弦交流電的週期、頻率、瞬時值、最大值、有效值、感抗、容抗、電磁場、電磁波的週期、頻率、波長、波速

　　2、基本規律：

電量平分原理(電荷守恆)

庫倫定律(注意條件、比較-兩個近距離的帶電球體間的電場力)

電場強度的三個表達式及其適用條件(定義式、點電荷電場、勻強電場)

電場力做功的特點及與電勢能變化的關係

電容的定義式及平行板電容器的決定式

部分電路歐姆定律(適用條件)

電阻定律

串並聯電路的基本特點(總電阻;電流、電壓、電功率及其分配關係)

焦耳定律、電功(電功率)三個表達式的適用範圍

閉合電路歐姆定律

基本電路的動態分析(串反並同)

電場線(磁感線)的特點

等量同種(異種)電荷連線及中垂線上的場強和電勢的分佈特點

常見電場(磁場)的電場線(磁感線)形狀(點電荷電場、等量同種電荷電場、等量異種電荷電場、點電荷與帶電金屬板間的電場、勻強電場、條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、環形電流、通電螺線管)

電源的三個功率(總功率、損耗功率、輸出功率;電源輸出功率的最大值、效率)

電動機的三個功率(輸入功率、損耗功率、輸出功率)

電阻的伏安特性曲線、電源的伏安特性曲線(圖像及其應用;注意點、線、面、斜率、截距的物理意義)

安培定則、左手定則、楞次定律(三條表述)、右手定則

電磁感應想象的判定條件

感應電動勢大小的計算：法拉第電磁感應定律、導線垂直切割磁感線

通電自感現象和斷電自感現象

正弦交流電的產生原理

電阻、感抗、容抗對交變電流的作用

變壓器原理(變壓比、變流比、功率關係、多股線圈問題、原線圈串、並聯用電器問題)

　　3、常見儀器：

示波器、示波管、電流計、電流表(磁電式電流表的工作原理)、電壓表、定值電阻、電阻箱、滑動變阻器、電動機、電解槽、多用電錶、速度選擇器、質普儀、迴旋加速器、磁流體發電機、電磁流量計、日光燈、變壓器、自耦變壓器。

　　4、實驗部分：

(1)描繪電場中的等勢線：各種靜電場的模擬;各點電勢高低的判定;

(2)電阻的測量：①分類：定值電阻的測量;電源電動勢和內電阻的測量;電錶內阻的測量;②方法：伏安法(電流表的內接、外接;接法的判定;誤差分析);歐姆表測電阻(歐姆表的使用方法、操作步驟、讀數);半偏法(並聯半偏、串聯半偏、誤差分析);替代法;*電橋法(橋為電阻、靈敏電流計、電容器的情況分析);

(3)測定金屬的電阻率(電流表外接、滑動變阻器限流式接法、螺旋測微器、遊標卡尺的讀數);

(4)小燈泡伏安特性曲線的測定(電流表外接、滑動變阻器分壓式接法、注意曲線的變化);

(5)測定電源電動勢和內電阻(電流表內接、數據處理：解析法、圖像法);

(6)電流表和電壓表的改裝(分流電阻、分壓電阻阻值的計算、刻度的修改);

(7)用多用電錶測電阻及黑箱問題;

(8)練習使用示波器;

(9)儀器及連接方式的選擇：①電流表、電壓表：主要看量程(電路中可能提供的最大電流和最大電壓);②滑動變阻器：沒特殊要求按限流式接法，如有下列情況則用分壓式接法：要求測量範圍大、多測幾組數據、滑動變阻器總阻值太小、測伏安特性曲線;

(10)傳感器的應用(光敏電阻：阻值隨光照而減小、熱敏電阻：阻值隨温度升高而減小)

　　5、常見題型：

電場中移動電荷時的功能關係;

一條直線上三個點電荷的平衡問題;

帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉(示波器問題);

全電路中一部分電路電阻發生變化時的電路分析(應用閉合電路歐姆定律、歐姆定律;或應用串反並同若兩部分電路阻值發生變化，可考慮用極值法);

電路中連接有電容器的問題(注意電容器兩極板間的電壓、電路變化時電容器的充放電過程);

通電導線在各種磁場中在磁場力作用下的運動問題;(注意磁感線的分佈及磁場力的變化);

通電導線在勻強磁場中的平衡問題;

帶電粒子在勻強磁場中的運動(勻速圓周運動的半徑、週期;在有界勻強磁場中的一段圓弧運動：找圓心-畫軌跡-確定半徑-作輔助線-應用幾何知識求解;在有界磁場中的運動時間);

閉合電路中的金屬棒在水平導軌或斜面導軌上切割磁感線時的運動問題;

兩根金屬棒在導軌上垂直切割磁感線的情況(左右手定則及楞次定律的應用、動量觀點的應用);

帶電粒子在複合場中的運動(正交、平行兩種情況)：

①.重力場、勻強電場的複合場;

②.重力場、勻強磁場的複合場;

③.勻強電場、勻強磁場的複合場;

④.三場合一;

複合場中的擺類問題(利用等效法處理：類單擺、類豎直面內圓周運動);

LC振盪電路的有關問題;

光的反射和折射

1.光的直線傳播

(1)光在同一種均勻介質中沿直線傳播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直線傳播的例證.(2)影是光被不透光的物體擋住所形成的暗區. 影可分為本影和半影，在本影區域內完全看不到光源發出的光，在半影區域內只能看到光源的某部分發出的光.點光源只形成本影，非點光源一般會形成本影和半影.本影區域的大小與光源的面積有關，發光面越大，本影區越小.(3)日食和月食:

人位於月球的本影內能看到日全食，位於月球的半影內能看到日偏食，位於月球本影的延伸區域(即偽本影)能看到日環食;當月球全部進入地球的本影區域時，人可看到月全食.月球部分進入地球的本影區域時，看到的是月偏食.

2.光的反射現象---:光線入射到兩種介質的界面上時，其中一部分光線在原介質中改變傳播方向的現象.

(1)光的反射定律:

①反射光線、入射光線和法線在同一平面內，反射光線和入射光線分居於法線兩側.②反射角等於入射角.

(2)反射定律表明，對於每一條入射光線，反射光線是唯一的，在反射現象中光路是可逆的.

3.★平面鏡成像

(1.)像的特點---------平面鏡成的像是正立等大的虛像，像與物關於鏡面為對稱。

(2.)光路圖作法-----------根據平面鏡成像的特點，在作光路圖時，可以先畫像，後補光路圖。

(3).充分利用光路可逆-------在平面鏡的計算和作圖中要充分利用光路可逆。(眼睛在某點A通過平面鏡所能看到的範圍和在A點放一個點光源，該電光源發出的光經平面鏡反射後照亮的範圍是完全相同的。)

4.光的折射--光由一種介質射入另一種介質時，在兩種介質的界面上將發生光的傳播方向改變的現象叫光的折射.

(2)光的折射定律---①折射光線，入射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分居於法線兩側.

②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常數.(3)在折射現象中，光路是可逆的.

★5.折射率---光從真空射入某種介質時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.

某種介質的折射率，等於光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之比，即n=c/v，因cv，所以任何介質的折射率n都大於1.兩種介質相比較，n較大的介質稱為光密介質，n較小的介質稱為光疏介質.

★6.全反射和臨界角

(1)全反射:光從光密介質射入光疏介質，或光從介質射入真空(或空氣)時，當入射角增大到某一角度，使折射角達到90時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現象叫做全反射.(2)全反射的條件

①光從光密介質射入光疏介質，或光從介質射入真空(或空氣).②入射角大於或等於臨界角

(3)臨界角:折射角等於90時的入射角叫臨界角，用C表示sinC=1/n

7.光的色散:白光通過三稜鏡後，出射光束變為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光的光束，這種現象叫做光的色散.

(1)同一種介質對紅光折射率小，對紫光折射率大.

(2)在同一種介質中，紅光的速度最大，紫光的速度最小.

(3)由同一種介質射向空氣時，紅光發生全反射的臨界角大，紫光發生全反射的臨界角小.

8.全反射稜鏡-------橫截面是等腰直角三角形的稜鏡叫全反射稜鏡。選擇適當的入射點，可以使入射光線經過全反射稜鏡的作用在射出後偏轉90o(右圖1)或180o(右圖2)。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發生全反射。

.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的稜柱。當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是：⑴射出光線和入射光線平行;⑵各種色光在第一次入射後就發生色散;⑶射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關;⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。

光的波動性和微粒性

1.光本性學説的發展簡史

(1)牛頓的微粒説:認為光是高速粒子流.它能解釋光的直進現象，光的反射現象.

(2)惠更斯的波動説:認為光是某種振動，以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現象.

2、光的干涉

光的干涉的條件是：有兩個振動情況總是相同的波源，即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光(因為激光發出的是單色性極好的光)。⑵設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源於同一個光源，因此頻率必然相等)。下面4個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。

2.干涉區域內產生的亮、暗紋

⑴亮紋：屏上某點到雙縫的光程差等於波長的整數倍，即=n(n=0，1，2，)

⑵暗紋：屏上某點到雙縫的光程差等於半波長的奇數倍，即=(n=0，1，2，)

相鄰亮紋(暗紋)間的距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時，由於白光內各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現彩色條紋。

3.衍射----光通過很小的.孔、縫或障礙物時，會在屏上出現明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。

⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射。

⑵發生明顯衍射的條件是：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當障礙物或孔的尺寸小於0.5mm時，有明顯衍射現象。)

⑶在發生明顯衍射的條件下當窄縫變窄時亮斑的範圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。

4、光的偏振現象：通過偏振片的光波，在垂直於傳播方向的平面上，只沿着一個特定的方向振動，稱為偏振光。光的偏振説明光是橫波。

5.光的電磁説

⑴光是電磁波(麥克斯韋預言、赫茲用實驗證明了正確性。)

⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。

各種電磁波的產生機理分別是：無線電波是振盪電路中自由電子的週期性運動產生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發後產生的;倫琴射線是原子的內層電子受到激發後產生的;射線是原子核受到激發後產生的。

⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質及其應用舉例。

種類產生主要性質應用舉例

紅外線一切物體都能發出熱效應遙感、遙控、加熱

紫外線一切高温物體能發出化學效應熒光、殺菌、合成VD2

X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷

原子物理

盧瑟福的核式結構模型(行星式模型)

粒子散射實驗：是用粒子轟擊金箔，結果是絕大多數粒子穿過金箔後基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數粒子發生了較大的偏轉。這説明原子的正電荷和質量一定集中在一個很小的核上。

盧瑟福由粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核裏，帶負電的電子在核外空間運動。

由粒子散射實驗的實驗數據還可以估算出原子核大小的數量級是10-15m。

2.玻爾模型(引入量子理論，量子化就是不連續性，整數n叫量子數。)

⑴玻爾的三條假設(量子化)

①軌道量子化rn=n2r1r1=0.5310-10m

②能量量子化：E1=-13.6eV

★③原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量h=Em-En

⑵從高能級向低能級躍遷時放出光子;從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由於碰撞(用加熱的方法，使分子熱運動加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級到被電離可以吸收能量大於或等於電離能的任何頻率的光子。(如在基態，可以吸收E13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用於電離外，都轉化為電離出去的電子的動能)。

2、天然放射現象

⑴.天然放射現象----天然放射現象的發現，使人們認識到原子核也有複雜結構。

⑵.各種放射線的性質比較

種類本質質量(u)電荷(e)速度(c)電離性貫穿性

射線

氦核4+20.1最強最弱，紙能擋住

射線

電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板

射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版

3、核反應

①核反應類型

⑴衰變：衰變：(核內)

衰變：(核內)

衰變：原子核處於較高能級，輻射光子後躍遷到低能級。

⑵人工轉變：(發現質子的核反應)

(發現中子的核反應)

⑶重核的裂變：在一定條件下(超過臨界體積)，裂變反應會連續不斷地進行下去，這就是鏈式反應。

⑷輕核的聚變：(需要幾百萬度高温，所以又叫熱核反應)

所有核反應的反應前後都遵守：質量數守恆、電荷數守恆。(注意：質量並不守恆。)

②.半衰期

放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間叫半衰期。(對大量原子核的統計規律)計算式為：N表示核的個數，此式也可以演變成或，式中m表示放射性物質的質量，n表示單位時間內放出的射線粒子數。以上各式左邊的量都表示時間t後的剩餘量。

半衰期由核內部本身的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態無關。

③.放射性同位素的應用

⑴利用其射線：射線電離性強，用於使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。射線貫穿性強，可用於金屬探傷，也可用於治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發生突變，可用於生物工程，基因工程。

⑵作為示蹤原子。用於研究農作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結構及其功能。

⑶進行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質文物的產生年代。

一般都使用人工製造的放射性同位素(種類齊全，各種元素都有人工製造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理。可製成各種形狀，強度容易控制)。

4、核能

(1).核能------核反應中放出的能叫核能。

(2).質量虧損---核子結合生成原子核，所生成的原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些，這種現象叫做質量虧損。

★(3).質能方程-----愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質量之間存在着密切的聯繫，它們的關係是：

E=mc2，這就是愛因斯坦的質能方程。

質能方程的另一個表達形式是：E=mc2。以上兩式中的各個物理量都必須採用國際單位。在非國際單位裏，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質量單位的質量跟931.5MeV的能量相對應。

在有關核能的計算中，一定要根據已知和題解的要求明確所使用的單位制。

(4).釋放核能的途徑

凡是釋放核能的核反應都有質量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質量不同。核子平均質量小的，每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質量最小，所以鐵原子核最穩定。凡是由平均質量大的核，生成平均質量小的核的核反應都是釋放核能的。

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