高中物理基本概念、定理、定律、公式（表达式）总表
六、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e=1.60×10-19C）
2.库仑定律F=KQ1Q2/r2（在真空中）*F=KQ1Q2/εr2(在介质中） F:点电荷间的作用力(N)
K:静电力常量K=9.0×109N•m2/C2 Q1、Q2:两点荷的电量(C) ε：介电常数 r:两点荷间的距离(m) 方向在它们的连线上，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) q：检验电荷的电量(C) 是矢量
4.真空点电荷形成的电场E=KQ/r2 r：点电荷到该位置的距离（m） Q：点电荷的电亘
5.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)
6.电势与电势差UA=εA/q UAB=UA- UB UAB =WAB/q=- ΔεAB/q
7.电场力做功WAB= qUAB 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)
8.电势能εA=qUA εA:带电体在A点的电势能(J) q:电量(C) UA:A点的电势(V)
9.电势能的变化ΔεAB =εB- εA (带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值)
10.电场力做功与电势能变化ΔεAB= -WAB= -qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
11.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)
12.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)
13.带电粒子在电场中的加速(Vo=0) W=ΔEK qu=mVt2/2 Vt=(2qU/m)1/2
14.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)
类似于平 垂直电杨方向: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
15.*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
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。(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)静电的产生、静电的防止和应用。
七、恒定电流
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.部分电路欧姆定律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=ε/( r + R) ε= Ir + IR ε=U内+U外
I:电路中的总电流(A) ε: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=Iε P出=IU η=P出/P总
I:电路总电流(A) ε:电源电动势(V) U: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 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=ε/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(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:选择量程、短接调零、测量读数、
注意档位(倍率)。
(4)注意:测量电阻要与原电路脱开,选择量程使指针在中央附近,每次换档要重新短接调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法： 电流表外接法：
电压表示数：U=UR+UA 电流表示数：I=IR+IV
R的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+R>R R的测量值=U/I=UR/(IR+IV)= RVR/(RV+R)<R
选用电路条件R>>RA [或R>(RARV)1/2] 选用电路条件R<<RV [或R<(RARV)1/2]
12.变阻器在电路中的限流接法与分压接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小 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≈Ro 便于调节电压的选择条件Rp<Ro或Rp≈Ro
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ε2/(2r)。(6)同种电池的串联与并联要求掌握。
八、磁场
1.磁感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.磁通量Φ=BS Φ:磁通量(Wb) B:匀强磁场的磁感强度(T) S:正对面积(m2)
3.安培力F=BIL (L⊥B) B:磁感强度(T) F:安培力(F) I:电流强度(A) L:导线长度(m)
4.洛仑兹力f=qVB (V⊥B) f:洛仑兹力(N) q:带电粒子电量(C) V:带电粒子速度(m/S)
5.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=Vo
(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心= f洛 mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= 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。
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)常见磁场的磁感线分布要掌握。
九、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式] [公式中的物理量和单位]
1)ε=nΔΦ/Δt（普适公式） ε：感应电动势(V) n：感应线圈匝数
2)ε=BLV (切割磁感线运动) ΔΦ/Δt:磁通量的变化率 S：面积
3)εm=nBSω （发电机最大的感应电动势） εm:电动势峰值 L:有效长度(m)
4)ε=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.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)。
*3.自感电动势ε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)
4．涡流
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教材C254。(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。
十、交变电流（正弦式交变电流）
1.电压瞬时值e=εmsinωt 电流瞬时值 ί=Imsinωt (ω=2πf)
2.电动势峰值εm=nBSω 电流峰值(纯电阻电路中)Im=εm/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值 ε=εm/(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.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)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:P´=(P/U)2R P´: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。(6)正弦交流电图象B111
十一、分子动理论、能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol 2.分子直径数量级10-10米
3.油膜法测分子直径d=V/s V:单分子油膜的体积(m3) S:油膜表面积(m2)
4.分子间的引力和斥力(1) r<r0 f引<f斥 F分子力表现为斥力
(2) r=r0 f引=f斥 F分子力=0 E分子势能=Emin(最小值)
(3) r>r0 f引>f斥 F分子力表现为引力
(4) r>10r0 f引=f斥≈0 F分子力≈0 E分子势能≈0
5. W+Q=ΔE (做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的) W:外界对物体做的正功(J) Q:物体吸收的热量(J) ΔE:增加的内能(J)
6．热力学第二定律
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小布朗运动越明显,温度越高越剧烈。(2)温度是分子平均动能的标志。(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快。(4)分子力做正功分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小。(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0。(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和。对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零。(7)能的转化和定恒定律，能源的开发与利用见教材A195。(8)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离。
十二、气体的性质
1.标准大气压 1atm=1.013×105Pa=76cmHg ( 1Pa=1N/m2 )
2.热力学温度与摄氏温度关系T=t+273 T:热力学温度(K） t:摄氏温度(℃)
3.玻意耳定律(等温变化）P1V1=P2V2 PV=恒量 P:气体压强 V:气体体积
4.查理定律（等容变化）Pt=Po(1+t/273) Po:该气体0℃时的压强 P1/T1=P2/T2
5.盖∙吕萨克定律(等压变化）Vt=Vo(1+t/273) VO:该气体0℃时的体积 V1/V2=T1/T2
注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关。(2)公式3、4、5、成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。(3)P--V图、P--T图、V--T图要求熟练掌握。
十三、振动和波（机械振动与机械振动的传播）
1. 简谐振动F=-KX F:回复力 K:比例系数 X:位移 负号表示F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<50
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 共振的防止和应用A140
5.波速公式V=S/t=λf=λ/T 波传播过程中，一个周期向前传播一个波长。
6.声波的波速(在空气中） 0℃：332m/s 20℃:344m/s 30℃:349m/s (声波是纵波)
7.波发生明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大。
8.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）
注：（1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关。（2）加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处。（3）波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式。（4）干涉与衍射是波特有。(5)振动图象与波动图象。
十四、电磁振荡和电磁波
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。
十五、光的反射和折射（几何光学）
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=sini/sinγ 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 i:入射角 γ:折射角
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 (6)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。(7)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射
十六、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）
1.两种学说: 微粒说(牛顿) 波动说(惠更斯)
2．双缝干涉:中间为亮条纹, 亮条纹位置:d= nλ 暗条纹位置:d=(2n+1)λ/2
n=0,1,2,3,··· d:路程差(光程差) λ:光的波长 λ/2:光的半波长
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 (助记：紫光的频率大，波长小。)
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4
5.电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
6.光子说,一个光子的能量E=ћν ћ:普朗克常量 ν:光的频率
7.光电方程mVm2/2=ћν–W mVm2/2:光电子初动能 ћν:光子能量 W:金属的逸出功
注:(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等(2)理解光的电磁说,知道光的电磁本质以及红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用。(3)光的直线传播只是一种近似规律。(4)其它相关内容: 光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线/光电效应的规律/光子说/光电管及其应用/光的波粒二性/
十七、冲量与动量(物体的受力与动量的变化）
1.动量P=mV P:动量(Kg/S) m:质量(Kg) V:速度(m/S) 方向与速度方向相同
3.冲量I=Ft I:冲量(N•S) F:恒力(N) t:力的作用时间(S) 方向由F决定
4.动量定理I =ΔP 或 Ft= mVt - mVo ΔP: 动量变化ΔP=mVt - mVo 是矢量式
5.动量守恒定律P前总=P后总 P=P´ m1V1+m2V2= m1V1´+ m2V2´
6.弹性碰撞ΔP=0；ΔEK=0 （即系统的动量和动能均守恒）
7.非弹性碰撞ΔP=0；0<ΔEK<ΔEKm ΔEK：损失的动能 EKm：损失的最大动能
8.完全非弹性碰撞ΔP=0；ΔEK=ΔEKm (碰后连在一起成一整体)
9.物体m1以V1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰(见教材C158):
V1´=(m1-m2)V1/(m1+m2) V2´=2m1V1/(m1+m2)
10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
11.子弹m水平速度Vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损 E损=mVo2/2-(M+m)Vt2/2=fL相对 Vt:共同速度 f:阻力
注：(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上。(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或内力远远大于外力,系统在某方向受的合外力为零，则在该方向系统动量守恒(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒。(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加。
十八、原子和原子核
1.α粒子散射试验结果:(a)大多数的α粒子不发生偏转。(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转。(C)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)。
2.原子核的大小10-15---10-14m，原子的半径约10-10m (原子的核式结构)
3.玻尔的原子模型: (a)能量状态量子化:En=E1/n2 (b)轨道半径量子化:Rrn=n2·R1
(C)原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:ћν=E初-E末 (能级跃迁)。
4.天然放射现象：α射线（α粒子是氦原子核）、β射线（高速运动的电子流）、γ射线（波长极短的电磁波）、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的。
5.质子的发现:卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验,质子实际上就是氢原子核。
6.中子的发现:查德威克用α粒子轰击铍时,得到了中子射线。相同质子数和不同中子数的原子互称同位素。放射性同位素的应用:a利用它的射线；b做为示踪原子。
7.爱因斯坦的质能联系方程:E=mC2 E:能量(J) m:质量(Kg) C:光在真空中的速度。
8.核能的计算ΔE=ΔmC2 当Δm的单位用Kg时，ΔE的单位为J；当Δm用原子质量单位u时，算出的ΔE单位为uC2；1uC2=931.5MeV 。
注:(1)常见的核反应方程(发现中子、质子、重核裂变、轻核聚变等核反应方程) 要求掌握。(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数。(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键。(4)其它相关内容:重核裂变/链式反应/链式反应的条件/轻核聚变/核能的和平利用/核反应堆/太阳能/
十九、实验:1研究匀变速直线运动/2探究弹力和弹簧伸长的关系 /3验证力的平等四边形定则 /4验证牛顿运动定律/5探究动能定理 /6验证机械能守恒定律/7测定金属的电阻率/8描绘小电珠的伏安特性曲线/9测电池的电动势和内阻 /10练习使用多用表/11传感器的简单使用 /选考实验：12用油膜法估测分子的大小 /13测电阻/14研究电磁感应现象/15测定玻璃的折射率/16测定凸透镜的焦距/17用卡尺观察光的衍射现象。单摆测定重力加速度
二十、高中物理识结构概说:分为五大部分1力学（力学/运动学/动力学/机械能/振动和波动）；2热学（分子动理论/气体的性质）；3电磁学（静电场/恒定电流/磁场/电磁感应/电磁波（麦氏理论）；4光学（几何光学/光的本性）；5原子物理（原子的结构/衰变/核反应/质能方程）。物理是一门以实验为基础的学科，因此物理实验是高中物理的重要组成部分。其中能量观点贯穿于整个物理学的始终。
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