2011高考物理专题复习――磁场
一、磁场
磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。
与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。
1．地磁场
地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。2．地磁体周围的磁场分布
与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
3．指南针
放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。
4．磁偏角
地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。说明：
①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。
②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。
③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。
二、磁场的方向
在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。
规定：
在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。
确定磁场方向的方法是：
将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。
磁体磁场：
可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。
电流磁场：
利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。
三、磁感线
在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
（1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。
（2）磁感线特点
（1）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。
（3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
以下各图分别为条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环行电流的磁场
说明：
①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。
②磁感线与电场线类似，在空间不能相交，不能相切，也不能中断。
四、几种常见磁场
1通电直导线周围的磁场
（1）安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。
（2）磁感线分布如图所示：
说明：
①通电直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，实际上电流磁场应为空间图形。
②直线电流的磁场无磁极。
③磁场的强弱与距导线的距离有关，离导线越近磁场越强，离导线越远磁场越弱。
④图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面，“·”表示磁场方向垂直离开纸面。
2．环形电流的磁场
（1）安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
（2）磁感线分布如图所示：
（3）几种常用的磁感线不同画法。
说明：
①环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两侧分别是N极和S极。
③环形电流的磁场在微观上可看成无数根很短的直线电流的磁场的叠加。
3．通电螺线管的磁场
（1）安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲时四指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上的磁感线方向。
（2）磁感线分布：如图所示。
（3）几种常用的磁感线不同的画法。
说明：
①通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极。管内（边缘除外）是匀强磁场，磁场分布由S极指向N极。
②环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的。因此，通电螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的叠加。
③不管是磁体的磁场还是电流的磁场，其分布都是在立体空间的，要熟练掌握其立体图、纵截面图、横横面图的画法及转换。
4．匀强磁场
（1）定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫做匀强磁场。（2）磁感线分布特点：间距相同的平行直线。
（3）产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场，如图所示：
五、磁感应强度
1、磁感应强度
为了表征磁场的强弱和方向，我们引入一个新的物理量：磁感应强度。描述磁场强弱和方向的物理量，用符号“B”表示。
通过精确的实验可以知道，当通电直导线在匀强磁场中与磁场方向垂直时，受到磁场对它的力的作用。对于同一磁场，当电流加倍时，通电导线受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比。而当通电导线长度加倍时，它受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比。对于磁场中某处来说，通电导线在该处受的磁场力F与通电电流强度I与导线长度L乘积的比值是一个恒量，它与电流强度和导线长度的大小均无关。在磁场中不同位置，这个比值可能各不相同，因此，这个比值反映了磁场的强弱。
（1）磁感应强度的定义
电流元
①定义：物理学中把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。
②理解：孤立的电流元是不存在的，因为要使导线中有电流，就必须把它连到电源上。
（2）磁场对通电导线的作用力
①内容：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积成正比。
②公式：。
说明：
①B为比例系数，与导线的长度和电流的大小都无关。
②不同的磁场中，B的值是不同的。
③B应为与电流垂直的值，即式子成立条件为：B与I垂直。
磁感应强度
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的作用F，跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电直导线所在处的磁场的磁感应强度。
公式：B=F / IL。
（2）磁感应强度的单位
在国际单位制中，B的单位是特斯拉（T），由B的定义式可知：
1特（T）=
（3）磁感应强度的方向
磁感应强度是矢量，不仅有大小，而且有方向，其方向即为该处磁场方向。小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场的方向。
B是矢量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向。
2、磁通量
磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线，磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向，磁感线的密疏，反映磁感应强度的大小。为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系，规定：在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小（单位是特）数值相同。这里应注意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意数来画图，这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小；方向的分布，不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值。
（1）磁通量的定义
穿过某一面积的磁感线的条数，叫做穿过这个面积的磁通量，用符号φ表示。
物理意义：穿过某一面的磁感线条数。
（2）磁通量与磁感应强度的关系
按前面的规定，穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数，等于磁感应强度B，所以在匀强磁场中，垂直于磁场方向的面积S上的磁通量φ=BS。
若平面S不跟磁场方向垂直，则应把S平面投影到垂直磁场方向上。
当平面S与磁场方向平行时，φ=0。
公式
（1）公式：Φ=BS。
（2）公式运用的条件：
a．匀强磁场；b．磁感线与平面垂直。
（3）在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。此时，式中即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。
（3）磁通量的单位
(4)磁通密度
磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此穿过单位面积的磁通量——磁通密度，它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度的大小，B =Φ/S。
六、磁场对电流的作用
1．安培分子电流假说的内容
安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。
2．安培假说对有关磁现象的解释
（1）磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软磁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。
（2）磁体的消磁：磁体的高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失。
磁现象的电本质
磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。
说明：
①根据物质的微观结构理论，原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流。在安培生活的时代，由于人们对物质的微观结构尚不清楚，所以称为“假说”。但是现在，“假设”已成为真理。
②分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。
安培力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
3．安培力的方向——左手定则
（1）左手定则
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。
（2）安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系：
①，，即安培力垂直于电流和磁感线所在的平面，但B与I不一定垂直。
②判断通电导线在磁场中所受安培力时，注意一定要用左手，并注意各方向间的关系。
③若已知B、I方向，则方向确定；但若已知B（或I）和方向，则I（或B）方向不确定。
4．电流间的作用规律
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。
安培力大小的公式表述
（1）当B与I垂直时，F=BIL。
（2）当B与I成角时，，是B与I的夹角。
推导过程：如图所示，将B分解为垂直电流的和沿电流方向的，B对I的作用可用B1、B2对电流的作用等效替代，。
5．几点说明
（1）通电导线与磁场方向垂直时，F=BIL最大；平行时最小，F=0。
（2）B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度。
（3）导线L所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为直线电流元）。
（4）式中的L为导线垂直磁场方向的有效长度。如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，导线的等效长度为2 r，故安培力F=2BIr。
七、磁电式电流表
1.电流表的构造
磁电式电流表的构造如图所示。在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，在铝框上绕有线圈。铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。
2．电流表的工作原理
如图所示，设线圈所处位置的磁感应强度大小为B，线圈长度为L，宽为d，匝数为n，当线圈中通有电流I时，安培力对转轴产生力矩：，安培力的大小为：F=nBIL。故安培力的力矩大小为M1=nBILd。
当线圈发生转动时，不论通过电线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变。
当线圈转过角时，这时指针偏角为角，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩为M2，对线圈，根据力矩平衡有M1=M2。
设弹簧材料的扭转力矩与偏转角成正比，且为M2=k。
由nBILd=k得。
其中k、n、B、I、d是一定的，因此有。
由此可知：电流表的工作原理是指针的偏角的值可以反映I值的大小，且电流表刻度是均匀的，对应不同的在刻度盘上标出相应的电流值，这样就可以直接读取电流值了。
1.斜角为θ=30°的光滑导轨AB，上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源，导轨间距为L=10cm，将一个质量为m=30g，电阻R=0.5Ω的金属棒水平放置在导轨上，若导轨周围存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，当闭合开关S 后，金属棒刚好静止在导轨上，如图所示，求导轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？
解：
合上开关S后金属棒上有电流流过，由闭合电路欧姆定律I==6A
金属棒静止在导轨上，它受到重力mg和支持力N的作用，因导轨光滑，仅此二力金属棒不可能平衡，它必需受到垂直于导轨平面的安培力作用才能平衡，根据题意和左手定则判断出，磁场方向垂直轨面斜向下，金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上，如图所示。
由进一步受力分析得出，若金属棒平衡，则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等，方向相反。
F=mgsinθ
又因为F=BIL，则可以解得B=0.25T
2．如图所示，在两个倾角都为θ的光滑斜面上，各放一根相同的金属棒，分别通有稳恒电流I1和I2。在两通电金属棒所在空间存在匀强磁场，两磁场的磁感应强度的大小相等，其中B1的方向竖直向上，B2的方向垂直于斜面斜向上。两金属棒处于平衡状态，则I1∶I2等于什么？
3. 如图所示，长60cm、质量为10g的金属棍ab两端用相同的弹簧悬挂起来，放在匀强磁场中。磁感应强度为B=0.4T，方向垂直纸面向里，求：
（1）为使弹簧恰好不伸长，金属棍中通入的电流大小和方向
（2）当金属棍中通以0.2A的电流，方向自a向b，金属棍下降1mm；若电流仍为0.2A，但方向改为自b向a，金属棍下降多少？（g取10m/s2）
4、如图4所示，环形金属轻弹簧线圈，套在条形磁铁中心位置，若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧线圈所包围面积的磁通量将（）
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法确定变化情况
答案：B
解析：图5为条形磁铁的磁场分布，由于磁场的磁感线是闭合的曲线，在磁体内部是由S极指向N极，在磁体外部是由N极指向S极，且在磁体外的磁感线分布在磁体四周很大的空间。穿过弹簧线圈的磁感线有磁体内部向上的，也有磁体外部向下的，实际穿过弹簧线圈的磁通量是合磁通量，即向上的磁通量与向下的磁通量之差，当弹簧线圈的面积增大后，穿过弹簧线圈向上的磁通量没有变化，而向下的磁通量增大，所以合磁通量减小，故选B。
5、如图6所示，矩形线圈abcd的面积S＝1×10－2m2，其平面与磁场方向夹角θ＝30°，此时穿过线圈的磁通量Φ1＝1×10－3Wb，求：
(1)该匀强磁场的磁感应强度；
(2)线圈以ab边为轴，cd边向左上方由图示位置转过60°角，求这时穿过线圈磁通量Φ2，上述过程中磁通量变化了多少？
(3)若按（2）中转动方向，线圈从图示位置转过180°角的过程中，磁通量变化了多少？
解析：首先沿着由b到a方向画出侧视图，如图7所示：
(1)设匀强磁场磁感应强度为B，由Φ=BSsin30°得：
Φ2＝BS＝0.2×1×10－2Wb＝2×10－3Wb
变化的磁通量为：
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2×10－3－1×10－3)Wb＝1×10－3Wb
(3)设线圈在初始位置时磁通量为正，为：
Φ1＝1×10－3Wb
翻转180°后，穿过线圈的磁通量为负，为：
Φ3＝－1×10－3Wb
翻转180°的过程中磁通量的变化量为：
ΔΦ＝｜Φ3－Φ1｜＝2×10－3Wb
6、有一面积为100cm2的金属环，电阻为0.1Ω，环中磁场变化规律如图8所示，且磁场方向垂直于环面向里，在t1到t2这段时间内，环中流过的电荷量是多少？
解析：因为Φ＝B·S，当S一定时，ΔΦ＝ΔB·S，由感应电动势为
由图象可知，在t1到t2这段时间内，ΔB＝0.1T，根据闭合电路欧姆定律和电流的定义可得，流过环中的电荷量
q为
7、如图9所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况下线圈产生感应电流的是（）
A.导线中电流变大
B.线框向右平动
C.线框向下平动
D.线框以ab边为轴转动
E.线框以直导线为轴转动
答案：ABD
解析：讨论是否产生感应电流，需分析通电导线周围的磁场分布情况，通电导线周围的磁感线是一系列同心圆，且由内向外由密变疏，即越远离导线磁感线越疏。
对A选项，因I增大而引起导线周围的磁场磁感应强度增大，故A正确。
对B选项，因离开直导线方向越远，磁感线分布越疏（如图乙所示），因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确。
对C选项，由乙图可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错。
对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在如图乙所示位置时，穿过线框的磁通量很大，当线框转过90°时，穿过线框的磁通量最小：Φ＝0，因此可以判定线框以ab轴转动时磁通量一定变化，故D正确。
对E选项，先画出俯视图（如图丙），由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数不变，因此无感应电流，故E错。
8、在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是（）
A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方
解析：将导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向。
答案：C
总结升华：做本实验时，首先要考虑到地磁场的影响。若导线东西放置，小磁针有可能不偏转，导致实验失败。
9、家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作火线和零线都有电流时，它们将（）
A．相互吸引B．一会儿吸引，一会儿排斥C．相互排斥D．彼此不发生相互作用
解析：火线与零线虽然都连接用电器，且相互平行，但是当用电器正常工作时，流过它们的电流方向相反，并且时刻相反。再根据电流产生磁场，磁场对电流有作用力来判断，因通过火线和零线的电流方向总是相反的，根据平行导线中通以同向电流时相互吸引，通以反向电流时相互排斥的结论可以得出C选项正确。
答案：C
总结升华：解此题的关键：一是用电器正常工作时，通过火线和零线的电流方向总是相反的；二是要掌握电流间相互作用的规律。
10、磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。
（1）如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？
（2）如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？
解析：本题从矢量角度考查了对磁感应强度的理解。
（1）因为磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：
；；
（2）在赤道上空，因为，故有；在极地上空，因为，故有。
答案：（1）（2）
总结升华：
（1）磁感应强度的合成与分解应该遵守矢量的平行四边形法则。
（2）为了描述磁场强弱，我们引入了磁感应强度这个新的物理量，对磁感应强度要领的学习可以结合电场强度的定义来加深理解。
11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为（）
A．等于4 T B．大于或等于4 T
C．小于或等于4 T D．上述说法都错误
解析：本题较深层次地考查了对磁感应强度的定义式的理解。式中电流应为垂直于磁场方向的电流。
题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度的定义式得出。若导线放置时没有与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，若把此导线与磁场垂直放置时，受到的磁场力将大于0.4 N，根
据磁感应强度定义式可知，此处磁感应强度将大于4 T，所以答案应选B。
答案：B
总结升华：据给定的磁场力（或磁感应强度）求出磁感应强度（磁场力），应理解公式成立的条件。
12、下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（）
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
解析：本题考查对磁感应强度方向的理解。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。
答案：BD
总结升华：
（1）磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向；
（2）磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关。
13、关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（）
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的物质
B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
解析：条形磁铁内部磁感线从S极到N极，C不正确，磁感线是为了形象描述磁场而假设的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项D不正确；磁场是一种客观存在的物质，所以选A正确；磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时北极受力方向和北极指向均为磁场方向，所以选项B正确。
答案：AB
总结升华：磁场是一种客观存在的特殊物质，磁感线虽是假想的闭合的曲线，但可形象地描述磁场的强弱和方向。应注意两者的区别与关系。
14、如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判定电源的正、负极。
解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由a→b。根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出，d端流入，故电源c端为正极，d端为负极。
答案：c为正极d为负极
误区警示：不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极就相当于条形磁铁的S极，关键要分清螺线管内、外部磁感线的方向。
15、关于磁通量的下列说法，正确的是（）
A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大
D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
解析：磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ=BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，Φ只有大小，没有方向，是标量。由此可知选项A错误，B正确。
磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，由此可知选项C错误。由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必从该曲面穿出，由此可知选项D正确。
答案：BD
误区警示：在该题中误选A是因为没有理解磁通量是标量，它的大小反映穿过某一面积的磁感线条数，而在单位面积上穿过的磁感线条数的多少才表示磁场强弱；如果只注意决定磁通量大小因素之一的面积，忽视另外因素，如磁感应强度及磁场方向和面积间的夹角，将会误选C。
16、如图所示线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ=________。
解析：线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直，不能直接用Φ=BS计算，处理时可以用不同的方法。
方法一：把S投影到与B垂直的方向，即水平方向，如图中，，
故。
方法二：把B分解为平行于线圈平面的分量和垂直于线圈平面的分量，
显然不穿过线圈，且，故。
答案：
总结升华：在应用Φ=BS计算磁通量时，要特别注意B⊥S这个条件，根据实际情况选择不同的方法。
17、如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以（）
A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端
解析：本题主要考查两个方面知识：电流的磁场和左手定则。要求直杆MN垂直纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画出来，得A、B正确。若使a、c两端（或b、d两端）的电势相对于另一端b、d（或a、c）的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D也正确。
答案：ABD
总结升华：安培定则、左手定则往往同时应用。应特别注意，安培定则是判断电流的磁场方向，又称右手螺旋定则，而左手定则是用左手判断电流的受力情况的。
18、如图所示，导线abc为垂直折线，其中电流为I，ab=bc=L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，求导线abc所受安培力的大小和方向。
解析：
方法一：ab段所受的安培力大小Fab=BIL，方向向右，bc段所受的安培力大小Fbc=BIL，方向向上，所以该导线
所受安培力为这两个力的合力，如图所示，，方向沿∠abc的角平分线向上。
方法二：abc受安培力等效于ac（通有a→c的电流I）所受的安培力，即F=BI·L，方向同样由等效电流ac判断为在纸面内垂直于ac斜向上。
答案：方向沿∠abc的角平分线向上
总结升华：对安培力公式的正确理解是分析本题的关键。本题中既可分段求解，然后求合力，又可采用等效方法直接求解。两种方法比较，第二种较简单、直观。
19、质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2 m，杆ab与导轨间
头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？
解析：杆ab中的电流为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上。当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin。
正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程求解。
根据第一幅受力图列式如下：
；
，。
解上述方程得：Imax=0.46 A。
根据第二幅受力图，得：
，；
，。
解上述方程得：Imin=0.14 A。
答案：0.14 A≤I≤0.46 A
总结升华：
（1）必须先将立体图转换为平面图，然后对物体进行受力分析，要注意安培力方向的确定。最后根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。
（2）注意静摩擦力可以有不同的方向，因而求解结果是一个范围。
八、洛伦兹力
运动电荷在磁场中所受的力叫做洛伦兹力。
1．洛伦兹力与安培力的关系
（1）安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。电流是带电粒子定向运动形成的，通电导线在磁场中受到磁场力（安培力）的作用，提示了带电粒子的定向运动的电荷数。
（2）大小关系：，式中的N是导体中的定向运动的电荷数。
2．洛伦兹力的方向——左手定则
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
3．洛伦兹力的大小
洛伦兹力的大小用公式来计算，其中为电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角。
（1）当运动电荷运动方向与磁感应强度方向垂直时：F=qvB；
（2）当运动电荷运动方向与磁感应强度方向平行时：F=0；
（3）当电荷在磁场中静止时：F=0。
4．洛伦兹力公式F=qvB的另一种推导
电荷在t时间内全部通过截面A，如图所示，设通过的电荷量为Q，有Q=nqL=nq·vt。
又因为，，故。
安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数目为nL，所以洛伦兹
力。
5.洛伦兹力的方向
（1）洛伦兹力的方向可由左手定则判定，决定洛伦兹力方向的因素有三个：
电荷的电性（正、负）、速度方向、磁感应强度的方向。当电荷一定即电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素的方向相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素的方向相反，则洛伦兹力方向将不变。
（2）在电荷的运动方向与磁场方向垂直时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者决定的平面。
（3）电荷运动的方向v和B不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度v的方向。
6．应用洛伦兹力公式应注意的问题
（1）公式F=qvB仅适用于v⊥B的情况，式中的v是电荷相对于磁场的运动速度。
（2）当电荷的运动方向与磁场方向相同或相反，即v与B平行时，由实验可知，F=0。所以只有当v与B不平行
时，运动电荷才受洛伦兹力。当电荷运动方向与磁场方向夹角为时，电荷所受洛伦兹力的计算公式为：F=Bqvsin。
（3）当v=0时，F=0。即磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力。这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力作用是不同的。
7．洛伦兹力与安培力、电场力有何区别和联系
（1）洛伦兹力与安培力的关系
①洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现；
②尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为；
③洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功。
可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的联系，也有显著的区别。
（2）洛伦兹力与电场力的比较
这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的。
F=qvBsin
1．构造
电视机显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成，如图所示。
2．原理
阴极发射电子，经过偏转线圈（偏转线圈产生的磁场和电子运动方向垂直）电子受洛伦兹力发生偏转，偏转后的电子打在荧光屏上，使荧光屏发光。
3．扫描
在电视机显像管的偏转区有两对线圈，叫做偏转线圈，偏转线圈中通入大小、方向按一定规律变化的电流，分别在竖直方向和水平方向产生偏转磁场，其方向、强弱都在不断地变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像下图那样不断移动，这种电视技术叫做扫描。
4．工作过程
电视机显像管发射电子，在加速电场中被加速后进入偏转磁场。在偏转磁场的作用下，电子束在荧光屏上扫描。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描，加上人的“视觉暂留”，所以我们感到整个荧光屏都在发光。
十、带电粒子在匀强磁场中的运动
1．运动轨迹
带电粒子（不计重力）以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中：
（1）当v∥B时，带电粒子将做匀速直线运动；
（2）当v⊥B时，带电粒子将做匀速圆周运动；
（3）当v与B的夹角为θ（θ≠0°，90°，180°）时，带电粒子将做等螺距的螺旋线运动。
2．轨道半径和周期（v⊥B时）
如图所示，带电粒子以速度v垂直磁场方向入射，在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为m，所带的电荷量为q。
（1）轨道半径：由于洛伦兹力提供向心力，则有，得到轨道半径。
（2）周期：由轨道半径与周期之间的关系可得周期。
说明：
①由公式知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，其轨道半径跟运动速率成正比。要注重对轨道
半径的组合理解和变式理解，例如（P是带电粒子的动量，为比荷的倒数）
②由公式知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比
荷成反比。
十一、质谱仪
1．质谱仪的作用及工作过程
质谱仪是利用电场和磁场控制电荷运动的精密仪器，它是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其结构如甲图所示，容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的带电粒子。经过S1和S2之间的电场加速，它们进入磁场将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线，每一条谱线对应于一定的质量。从谱线的位置可以知道圆周的半径，如果再已知带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量，这种仪器叫做质谱仪。
2．比荷的计算
如图乙所示，设飘入加速电场的带电粒子带电荷量为+q、质量为m，两板间电压为U、粒子出电场后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场。在加速电场中，由动能定理得。粒子出电场时，速度。在匀强磁场中轨道半径。所以粒子质量。若粒子电荷量q也未知，通过质谱仪可以求出该粒子的比荷（电荷量与质量之比）。
十二、回旋加速器
1．直线加速器（多级加速器）
如图所示，电荷量为q的粒子经过n级加速后，根据动能定理获得的动能可以达到Ek=q(U1+U2+U3+…+Un)。这种多级加速器通常叫做直线加速器，目前已经建成的直线加速器有几千米甚至几十千米长。各加速区的两板之间用独立电源供电，所以粒子从P2飞向P3、从P4飞向P5……时不会减速。
2．回旋加速器
利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，这些过程在回旋加速器的核心部件——两个D形盒和其间的窄缝内完成，如图所示。
（1）磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其
周期和速率、半径均无关（），带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场中加速。
（2）电场的作用：回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。
（3）交变电压：为了保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速，使之能量不断提高，须在窄缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。
（4）带电粒子的最终能量
当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由牛顿第二定律，得，若D形盒的半径为R，则r=R，带电粒子的最终动能
。
说明：由上式可以看出，要使粒子射出的动能Ekm增大，就要使磁场的磁感应强度B以及D形盒的半径R增大，而与加速电压U的大小无关（U≠0）。
20、质子（）和粒子（）从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两个粒子的动能之比Ek1∶Ek2=______________，轨道半径之比r1∶r2=_____________，周期之比T1∶T2=______________。
思路点拨：本题考查了带电粒子经电场加速后进入匀强磁场做匀速圆周运动的问题。
解析：粒子在电场中加速时，只有电场力做功，由动能定理得
。
故Ek1∶Ek2=（q1U）∶（q2U）=q1∶q2=1∶2。
由得。
又由牛顿第二定律，粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，则。
故圆周半径。
所以。
粒子做圆周运动的周期。
故。
总结升华：理解粒子的动能与电场力做功之间的关系，掌握粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径和周期公式是解决此题的关键。
21、一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图甲所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是
。
解析：
（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动。设圆半径为r，则据牛顿第二定律可得：，解得。
如图乙所示，离子回到屏S上的位置A与O点的距离为：AO=2r，所以。
（2）当离子到位置P时，圆心角：
因为，所以。
22如图所示，一束电子（电荷量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，则电子的质量是______________，穿入磁场的时间是_________________
解析：电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为F洛⊥v，故圆心在电子穿入和
穿出磁场时受到洛伦兹力方向的交点上，如图中O点。由几何知识可知，所对圆心角，OB为半径r。r=d / sin30°=2 d，又由r=mv / Be得
m=2dBe / v。由于所对圆心角是30°，因此穿过磁场区域的时间，由于，故
。
答案：
总结升华：对带电粒子的匀速圆周运动的求解，关键是画出匀速圆周运动的轨迹，利用几何知识找出圆心及相应的半径，从而找到圆弧所对应的圆心角。
23一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一电荷质量为m，带电荷量为－q，不计重力，以一速度（方向如图）射入磁场。若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？
思路点拨：这是一道带电粒子在有界磁场中的极值问题。若要粒子不从左边界飞出，则当达到最大速度时，半径最大，此时运动轨迹如图所示，即轨迹恰好和右边界相切。
解析：由几何关系可求得最大半径r，即.
所以。
由牛顿第二定律得Bqv=mv2 / r。
所以。
答案：
总结升华：解答此类问题的关键是画出粒子的轨迹，定出圆心，并根据粒子进入磁场时的初始条件和射出条件找到极值（边界）条件。确定半径时要用到几何知识，且根据边角关系来确定。
24、如图甲所示，在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m，电荷量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大值为x=________，y=________。
思路点拨：不知道哪些离子将打到最远是本题解答错误的一个重要原因。
解析：根据左手定则可以判断出：正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其偏转方向为顺时针方向，射到y轴上最远的离子是沿x轴负方向射出的离子。而射到x轴上最远的离子是沿y轴正方向射出的离子。这两束离子可能到达的最大x、y值恰好是圆周的直径，如图乙所示。
总结升华：①粒子在磁场中做匀速圆周运动时到达的最远点在以入射点为圆心，以轨道的直径为半径的圆周上。
②边界上的入射状态或某些特殊放射方向，往往决定着带电粒子的运动范围（或边界）。例本题中，沿x轴负方向射入的粒子和沿着y轴正方向射入的粒子，决定着它在y方向和x方向上到达的最远点。
25、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图甲所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B 应为多少？
解析：题目选取一个现实问题，解题的关键是根据题意作图，如图乙所示。
电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R。以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量
和电荷量，则又有
由以上各式解得。
总结升华：带电粒子射入圆形匀强磁场区域时，入射方向和粒子离开磁场时的方向存在着对称性。由数学的知识可以证明：粒子沿着圆形区域半径的方向入射必将沿着半径的方向射出！一般地说入射方向与圆形磁场的半径成多大的角，则出射方向也与半径成多大的角。
26、一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于x轴以速度v从y轴上的a点进入图a中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上b点以垂直于x轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面，磁感强度为B的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形内，试求这圆形磁场区域的最小半径（重力忽略不计）。（94·全国）
解析：粒子运动速度方向转过90°角，所以粒子必在磁场中转过圆弧，并且圆弧半径必为，圆弧轨迹与过a点且与y轴相垂直的直线和过b点与x轴相垂直的直线相切。
分别过a点和b点作平行于x轴和y轴的两条直线，它们与粒子圆弧轨迹相切于a＇和b＇，则实线为粒子在
磁场中运动的轨迹，如图（b）所示。为保证在磁场内，并且磁场区域为最小的圆，显见磁场区域应以连线为其直径，如图中的虚线圆所示。
所示，磁场圆形区域半径的数学表达式为：。
总结升华：①数学知识的灵活运用是解决本题的关键。②不能认为粒子从a到b点始终在磁场中运动。
《固体物理》基本概念和知识点 第一章基本概念和知识点 1) 什么是晶体、非晶体和多晶？() 晶面有规则、对称配置的固体，具有长程有序特点的固体称为晶体；在凝结过程中不经过结晶(即有序化)的阶段，原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体，称为多晶。 2) 什么是原胞和晶胞？() 原胞是一个晶格最小的周期性单元，在有些情况下不能反应晶格的对称性； 为了反应晶格的对称性，选取的较大的周期单元，称为晶胞。 3) 晶体共有几种晶系和布拉伐格子？() 按结构划分，晶体可分为7大晶系, 共14布拉伐格子。 4) 立方晶系有几种布拉伐格子？画出相应的格子。() 立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布拉伐格子。 5) 什么是简单晶格和复式格子？分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。() 简单晶格中，一个原胞只包含一个原子，所有的原子在几何位置和化学性质上是完全等价的。碱金属具有体心立方晶格结构；Au、Ag和Cu具有面心立方晶格结构，它们均为简单晶格 复式格子则包含两种或两种以上的等价原子，不同等价原子各自构成相同的简单晶格，复式格子由它们的子晶格相套而成。 一种是不同原子或离子构成的晶体，如：NaCl、CsCl、ZnS等；一种是相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体，如：具有金刚石结构的C、Si、Ge等 6) 钛酸钡是由几个何种简单晶格穿套形成的？() BaTiO在立方体的项角上是钡(Ba)，钛(Ti)位于体心，面心上是三组氧(O)。三组氧(OI，OII，3 OIII)周围的情况各不相同，整个晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自组成的简立方结构子晶格(共5个)套构而成的。 7) 为什么金刚石是复式格子？金刚石原胞中有几个原子？晶胞中有几个原子？() 金刚石中有两种等价的C原子，即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价，体对角线1/4处的C原子等价。金刚石结构由两套完全等价的面心立方格子穿套构成。金刚石属于面心立方格子，原胞中有2个C原子，单胞中有8个C原子。
物理选修3-5_知识点 总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
高中物理选修3-5知识点梳理 一、动量 动量守恒定律 1、动量：P = mv 。单位是s m kg ?.动量是矢量，其向就是瞬时速度的向。因为速度是相对的，所以动量也是相对的。 冲量：Ft I = 冲量是矢量，在作用时间力的向不变时，冲量的向与力的向相同；如果力的向是变化的，则冲量的向与相应时间物体动量变化量的向相同。若力为同一向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量。同一向上动量的变化量=这一向上各力的冲量和。 动量定理：00P P mv mv I t t -=-= 动量与力的关系：物体动量的变化率等于它所受的力。 2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。（适用于目前物理学研究的一切领域。） 动量守恒定律成立的条件：①系统不受外力作用。②系统虽受到了外力的作用，但所受合外力为零。③系统所受的外力远远小于系统各物体间的力时，系统的总动量近似守恒（碰撞，击打，爆炸，反冲）。④系统所受的合外力不为零，但在某一向上合外力为零，则系统在该向上动量守恒。⑤系统受外力，但在某一向上力远大于外力，也可认为在这一向上系统的动量守恒。 常见类型：①由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等。②在物体滑上斜面（斜面放在光滑水平面上）的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直向上的分速度等于零。③子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位移为木块位移与木块厚度之和。 二、验证动量守恒定律（实验、探究） Ⅰ 【注意事项】 1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件． 2．入射球的质量应大于被碰球的质量． 3．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球． 4.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意利用水平仪器确保导轨水平。 【误差分析】 误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．
八年级下册物理知识点总结 知识点1：力的概念 1．力的作用效果 力能改变物体的运动状态；力能改变物体的形状（或说成“力能使物体发生形变”）。2．力的定义 力是物体对物体的作用。力不能单独存在。 （力发生在两个物体之间：一个是施力物体、一个是受力物体。） 3．力的物理量符号：F 。 4．力的单位 力的单位是牛顿，简称牛，符号是F。 托起两个鸡蛋的力大约为1N，托起一个苹果的力大约是1N——2N。 5．力的三要素（影响力的作用效果的因素） 大小、方向、作用点。 6．物体间力的作用是相互的。 知识点2：弹力 1．弹性和塑性 ①弹性：受力时物体会发生弹性形变，不受力时又恢复到原来的形状的性质。 如：弹簧、气球、钢尺、橡皮筋、球类等。 ②塑性：受力时物体会发生塑性形变，不受力时不能自动恢复原来的形状的性质。 如：橡皮泥、面团等。 2．弹力产生条件：①相互接触；②发生弹性形变。 3．常见弹力：拉力、推力、压力、支持力等。 4．测量工具：弹簧测力计（实验室中常用） （1）构造：主要由弹簧、指针、提环、挂钩和刻度板组成。 （2）工作原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力大小成正比。 （3）正确使用： ①观察：测量前应该先观察量程和分度值； ②调试：用手拉动几次挂钩，避免摩擦或被卡壳；并确认指针对准零刻度线，若有偏差，必须校零；
③测量：测量过程中，要使弹簧测力计内弹簧轴线方向（伸长方向）跟所测力的方向在同一条直线上； ④读数：保持弹簧测力计处于静止或匀速直线运动状态时读数，视线应于刻度线相平。 知识点3：重力 1.地球附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，用符号G表示。 2.重力的大小可用弹簧测力计来测量。当物体静止时，弹簧测力计的读数即所受重力。物体所受的重力跟它的成正比，即G=mg,式中g= 9.8N/kg。 3.重力的方向总是竖直向下。应用：建筑工人在砌墙时常常用铅垂线来确定竖直的方向，以此来检查所砌的墙壁是否竖直。 4.重力在物体上的作用点叫做重心。 知识点4：牛顿第一定律 1. 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就 是著名的牛顿第一定律，也叫惯性定律。 【注意】（1）定律是在大量实验的基础上，通过推理概括得出的，不能直接用实验验证。 （2）“不受外力”是定律成立的条件，这是一种理想情况。它也包含物体在某 一方向上不受外力的情况。牛顿第一定律是建立在实验的基础上，经过推 理得出的。 （3）“或”是指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状 态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。 2. 物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。 【注意】（1）惯性是指物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，不能克服和避免。惯 性是物体本身的固有性质，一切物体都具有惯性。 （2）惯性与物体所处的运动状态无关，对任何物体，无论它是运动还是静止，无 论是运动状态改变还是不变，物体都有惯性。 （3）惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。与外界因素无关， 物体惯性大小就是指改变物体运动状态的难易程度。 （4）惯性不是力。惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，惯性 和力是两个不同的概念。不要说“受到惯性”“惯性作用”。 3．惯性现象解释步骤 （1）明确研究的是哪个物体，它原来处于怎样的运动状态； （2）当外力作用在该物体的某一部分（或外力作用在与该物体有关联的其他物体上）时，这一部分的运动状态的变化情况； （3）该物体另一部分由于惯性仍保持原来的运动状态； （4）最后会出现什么现象。 知识点5：摩擦力 1．定义：
材料科学基础 第零章材料概论 该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。 主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。 材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。 按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料 金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、
Cu、Ni等。原子之间的键合方式是金属键。陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。它可以是晶体、非晶体或混合晶体。原子之间的键合方式是离子键，共价键。 聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。原子的键合方式通常是共价键。 复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。其原子间的键合方式是混合键。 材料选择： 密度 弹性模量:材料抵抗变形的能力 强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。 韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本
结构(Structure) 性质(Properties) 加工(Processing) 使用性能(Performance) 在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。 宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构 重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。 第一章材料结构的基本知识 1.引言 材料的组成不同，性质就不同。 同种材料因制备方法不同，其性能也不同。这是与材料的内部结构有关：原子结构、原子键合、原子排列、显微组织。 原子结构 主量子数n
人教版高中物理选修3-5知识点总结 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。（二）黑体和黑体辐射
1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 二．光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应
中国科学院大学考研《固体物理》考试大 纲
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲 本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试形式 (一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分 (二)试卷结构 第一部分：简答题，共50分 第二部分：计算题、证明题，共100分 二、考试内容 (一)晶体结构 1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别 2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性 3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类 4、倒易点阵和布里渊区 5、 X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子 (二) 固体的结合 1、固体结合的基本形式
2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数 (三) 晶体中的缺陷和扩散 1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷 2、扩散及微观机理 3、位错的物理特性 4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电 (四) 晶格振动与晶体的热学性质 1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系 2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似 3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、非简谐效应：热膨胀、热传导 5、中子的非弹性散射测声子能谱 (五) 能带理论 1、布洛赫定理 2、近自由电子模型 3、紧束缚近似 4、费密面、能态密度和能带的特点 5、表面电子态 (六) 晶体中电子在电场和磁场中的运动 1、恒定电场作用下电子的运动 2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念
知识点梳理高中物理选修3-5动量守恒定律一、动量 kg ms mvP.。单位是1、动量：动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。因为速度是相对的，所以动量也是相对的。= I Ft 冲量：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同；如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。若力为同一方向均 匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量。同一方向 上动量的变化量=这一方向上各力的冲量和。 1mv mv P P动量定理：otot 动量与力的关系：物体动量的变化率等于它所受的力。 2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。（适用于目前 物理学研究的一切领域。）_____ _ __ _____ _ _________ _____ __________ 动量守恒定律成立的条件：①系统不受外力作用。②系统虽受到了外力的作用，但所受合外 力为零。③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒（碰撞，击打，爆炸，反冲）。④系统所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。⑤系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可认为在这一方向上系统的 动量守恒。 常见类型：①由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等。②在物体滑上斜面（斜面放在光滑水平面 上）的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的 分速度等于零。③子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位 移为木块位移与木块厚度之和。 二、验证动量守恒定律（实验、探究）I 【注意事项】 1?“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件. 2.入射球的质量应大于被碰球的质量. 3?入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下?方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球. 4.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意利用水平仪器确保导轨水平。 【误差分析】 误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同 一水平面上，给实验带来误差.每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大， 动量守恒的误差就越小?应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差. 三、碰撞与爆炸 1.碰撞的特点：①相互作用的时间极短，可忽略不计。②系统的内力远大于外力，外力可忽略③速度发生突变，物体发生的位移极小，可认为碰撞前后物体处于同一位置。 2.爆炸的特点：作用时间短，内力非常大，机械能增加，动能会增加。 3.碰撞中遵循的规律：动量守恒，动能不增加。 4.一维碰撞：两个物体碰撞前后斗艳同一直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞。
初中物理各章节知识点总结 第七章力 1．什么是力：力是物体对物体的作用。 2．力的单位是：牛顿(简称：牛)，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。 3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。） 4．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。 5．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是： (1)用线段的起点表示力的作用点； (2)延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向； (3)若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小， 6．物体间力的作用是相互的。 (一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。 7．实验室测力的工具是：弹簧测力计。 8．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。 9．弹簧测力计的用法：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零； (2)认清最小刻度和测量范围（分度值和量程）； (3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度， (4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致； (5)观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。 (6)测量力时不能超过弹簧测力计的量程。 10．重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。 重力的方向总是竖直向下的。 11. 重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比。 12．铅垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。 13．重心：重力在物体上的作用点叫重心。（尤其注意：形状规则、质量分布均匀的物体，重心在它的几何中心上;比如一根均匀的木棒或一根均匀的铁棒都在它们的中点上） 第八章运动和力 1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。 2．惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律。 3．物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡。 （故物体处于平衡状态只有两种情况：静止或匀速直线运动状态） 4．二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。 5．物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态（即平衡状态）。 6．摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。 15．滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 16．增大有益摩擦的方法：增大压力和使接触面粗糙些。 减小有害摩擦的方法：(1)使接触面光滑和减小压力； (2)用滚动代替滑动； (3)加润滑油； (4)利用气垫。 (5)让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。 第九章压强 1．压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。（水平放置的物体压力大小等于物体重力大小） 2．压强：物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。 3．压强公式：P=F/S ，式中P单位是：帕斯卡（Pa），1帕=1 N/m2，表示 S F p= F= Ps； P F S= 4．增大压强方法 :(1)S不变，F↑;(2)F不变，S↓ (3) 同时把F↑，S↓。而减小压强方法则相反。 菜刀用久了要磨一磨是为了增大压强，书包的背带要用而宽是为了减小压强铁路的钢轨不是直接铺在路基上而是铺在在枕木上是为了减小压强，钢丝钳的钳口有螺纹是为了增大摩擦。 5．液体压强产生的原因：是由于液体受到重力。 6．液体压强特点：(1)液体对容器底部和侧壁都有压强， (2)液体内部向各个方向都有压强； (3)液体的压强随深度增加而增加，在同一深度，液体向各个方向的压强相等； (4)不同液体的压强还跟液体密度有关系。 7．* 液体压强计算公式：P=ρgh，（ρ是液体密度，单位是千克/米3；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。） 8．根据液体压强公式可知：液体的压强与液体的密度和深度有关，而与物体的质量无关。 9．证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。 10．大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。 11．测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。 12．测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）。飞机上使用的高度计实际上是用气压计改装成的。 13． 1标准大气压：1标准大气压= 1.013×105帕= 76 cm水银柱高=10.34米水柱。 14．沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。 15. 流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，
高中物理磁场知识点汇总 一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在? ?奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。 1．地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 3．指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。 4．磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。规定：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针 N 极的指向即为该点的磁场方向。磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线
半导体物理知识点总结 本章主要讨论半导体中电子的运动状态。主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。 在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。讨论半导体中电子的平均速度和加速度。（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。（掌握能带结构特征）本章重难点： 重点： 1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。 2、熟悉晶体中电子、孤立原子的电子、自由电子的运动有何不同：孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动，自由电子是在恒定为零的势场中运动，而晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动（共有化运动），单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期相同。 3、晶体中电子的共有化运动导致分立的能级发生劈裂，是形成半导体能带的原因，半导体能带的特点： ①存在轨道杂化，失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带②低温下，价带填满电子，导带全空，高温下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶体呈现弱导电性。
选修3-5公式 一、碰撞与动量守恒 1、动量：mv p =，矢量，单位：kg ·m/s 2、动量的变化：12mv mv p -=? (一维) 是矢量减法，一般选初速度方向为正方向 3、动量与动能的关系：k mE p 2=，m p E k 22 = 4、冲量：Ft I =（力与力的作用时间的乘积），矢量，单位：N ·s 5、动量定理：p I ?=，或12mv mv Ft -= 6、动量守恒定律：''221121v m v m mv mv +=+ 条件：系统受到的合外力为零． 7、实验——验证动量守恒定律： M O m ON m OP m '211?+?=? 8、弹性碰撞：没有动能损失 021211'v m m m m v +-=，021122'v m m m v += 9、完全非弹性碰撞：（碰后黏一起）系统损失的动能最多 ')(2101v m m v m += 10、若m 、M 开始均静止，且系统动量守恒，则：mv 1=Mv 2，ms 1=Ms 2 二、波粒二象性 1、光子的能量：λ νhc h E == （ν为光的频率，λ为光的波长） 其中h =×10－34 J ·s 2、遏止电压：km E mv eU ==2max 2 1 3、爱因斯坦光电效应方程：W mv h +=2max 2 1ν 4、康普顿效应——光子的动量：λ h p = 5、德布罗意波的波长：p h =λ
三、原子结构之谜 1、汤姆生用电磁场测定带电粒子的荷质比： 22d B Eh m q = 2、原子的半径约为10－10 m ，原子核的半径约为10－15 m 3、巴耳末系(可见光区)：..., , ), n n R(λ543121122=-= 对于氢原子，里德伯常量R=×107m －1 4、氢原子的能级公式：121E n E n =，轨道半径公式：12r n r n = 其中n 叫量子数，n=1, 2, 3…. E 1=－ eV ，r 1=×10－10m 5、能级跃迁：n m E E h -=ν 四、原子核 1、剩余的放射性元素质量：T t m m )2 1(0=（T 为半衰期） 2、剩余的放射性元素个数：T t N N )2 1(0= 3、α衰变： He Th U 422349023892+→ 4、β衰变：e 0-1234 90Pa Th +→234 91 γ射线伴随着α衰变、β衰变产生 5、卢瑟福发现质子：H O He N 1117842147+→+ 6、査德威克发现中子：n C He Be 101264294+→+ 7、居里夫妇发现人工放射性同位素：n P He Al 1 03015422713+→+ P 30 15具有放射性，e S P 01301430 15+→i 8、爱因斯坦质能方程：2c m E ?=，2 c m E ??=? 9、重核的裂变：n 3Ba Kr n U 101445680 3610235 92++→+
八年级下册物理知识点总结人教版（2019） 第七章力 一、力 1、力的概念：力是物体对物体的作用。 2、力的单位：牛顿，简称牛，用N表示。力的感性理解：拿两个鸡蛋所用的力大约1N。 3、力的作用效果：力能够改变物体的形状，力能够改变物体的运动状态。 说明：物体的运动状态是否改变一般指：物体的运动快慢是否改变（速度大小的改变）和 物体的运动方向是否改变 4、力的三要素：力的大小、方向、和作用点；它们都能影响力的作用效果。 5、力的示意图：用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来, 如果没有大小,可不表示,在同一个图中,力越大,线段应越长 6、力产生的条件：①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用（能够不接触）。 7、力的性质：物体间力的作用是相互的。 两物体相互作用时，施力物体同时也是受力物体，反之，受力物体同时也是施力物体。 二、弹力 1、弹力
①弹性：物体受力时发生形变，不受力时又恢复到原来的形状的性质 叫弹性。 ②塑性：物体受力发生形变，形变后不能恢复原来形状的性质叫塑性。 ③弹力：物体因为发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性 形变的大小相关 弹力产生的重要条件：发生弹性形变;两物体相互接触; 生活中的弹力：拉力,支持力,压力,推力; 2：弹簧测力计 ①结构：弹簧、挂钩、指针、刻度、外壳 ②作用：测量力的大小 ③原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，它的伸长量就越长。 （在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比） ④对于弹簧测力计的使用 (1)认清量程和分度值；(2)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则 要调零; (3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度； (4)使用时力要沿着弹簧的轴线方向，注意防止指针、弹簧与秤壳接触。测量力时不能超过 弹簧测力计的量程。(5)读数时视线与刻度面垂直 说明：物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的，但它变化时 引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不宜观察的量，是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利 用这种方法制作的仪器有：温度计、弹簧测力计等。
第三章第1节磁现象和磁场 一、磁现象 磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。 二、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比） 三、磁场 1.磁体的周围有磁场 2.奥斯特实验的启示： ——电流能够产生磁场， 运动电荷周围空间有磁场 导线南北放置 3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用。 磁场的基本性质 ①磁场对处于场中的磁体有力的作用。 ②磁场对处于场中的电流有力的作用。 第三章第3节几种常见的磁场 一、磁场的方向 物理学规定： 在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 二、图示磁场 1.磁感线——在磁场中假想出的一系列曲线 ①磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致； （小磁针静止时N极所指的方向）
②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 2.常见磁场的磁感线 永久性磁体的磁场：条形，蹄形 直线电流的磁场 剖面图（注意“”和“×”的意思） 箭头从纸里到纸外看到的是点 从纸外到纸里看到的是叉 环形电流的磁场（安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。） 螺线管电流的磁场（安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。） 常见的图示： 磁感线的特点： 1、磁感线的疏密表示磁场的强弱 2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向 3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极 4、磁感线是闭合的曲线（与电场线不同） 5、任意两条磁感线一定不相交 6、常见磁感线是立体空间分布的 7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。 四、安培分子环流假说 1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。 2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释： 未被磁化的铁棒，磁化后的铁棒 永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐. 永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。 3.磁现象的电本质
高中物理选修3-5知识点梳理 一、动量动量守恒定律 1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。②动量是物体机械运动的一种量度。 动量的表达式P=mv.单位是s kg 。动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。因为速度是相对的,所以动 m 量也是相对的。 2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。 运用动量守恒定律要注意以下几个问题： ①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。 ②对于某些特定的问题,例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理，在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。 ③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。 ④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的. ⑥
动量守恒定律有广泛的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用. 3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。 动量与动能的比较: ①动量是矢量,动能是标量。 ②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动（比如热、光、电等）相互转化的物理量。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移--速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了.所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量. 动量守恒定律与机械能守恒定律比较:前者是矢量式，有广泛的适用范围，而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。 4、碰撞：两个物体相互作用时间极短，作用力又很大，其他作用相对很小，运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。 以物体间碰撞形式区分，可以分为“对心碰撞”（正碰）,而物体碰前速度沿它们质心的连线;“非对心碰撞"——中学阶段不研究。 以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分，可以分为：“弹性碰撞”。碰撞前
12 简单机械 12.1 杠杆 知识点一、杠杆 1、什么是杠杆 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 说明：①“硬棒”不一定是直棒，只要在外力作用下不变形的物体都可以看成杠杆，杠杆可以是直的也可以是任意形状的。 ②一根硬棒能成为杠杆，应具备两个条件：一是要有力的作用；二是能绕固定点转动。两个条件缺一不可。例如：撬棒在没有使用时就不能成为杠杆。杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，固定点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置。 2、杠杆的五要素： 五要素物理含义 支点杠杆可以绕其转动的点，用“O”表示 动力是杠杆转动的力，用“F1”表示 阻力阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 动力臂从支点O到动力F1作用线的距离，用“l1”表示 阻力臂从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示 3、八点透析杠杆的五要素 ①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其它位置。同一杠杆，使用方法不同，支点的位置也不可能不同。在杠杆转动时，支点是相对固定的。 ②动力和阻力是相对而言的，不论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体。动力和阻力的作用效果正好相反。 ③动力作用点：动力在杠杆上的作用点。 ④阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。 ⑤力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到 力的作用点的距离。某个力作用在杠杆上，若作用点不 变，力的方向改变，力臂一般要改变。 ⑥力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。 ⑦力臂的表示与画法：过支点做力的作用线的垂线
l l l ⑧ 力臂的三种表示方 式： 选择 哪种 方 式，根据个人习惯而定。 4、力臂的画法： 第一步：先确定支点，即杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。 第二步：确定动力和阻力。人的目的是将石头撬起，则人应向下用力，此力即为动力，用“F1”表示。这个力F1的作用效果是使杠杆逆时针转动，阻力的作用效果恰好与动力的作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应沿着顺时针方向转动，则阻力的作用效果杠杆应沿着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的方向向下的压力，用“F2”表示。 第三步：画出动力臂和阻力臂。将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”“l2”。 知识点二、杠杆的平衡条件 1、杠杆平衡：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时，我们就可以认为杠杆是平衡了。 2、实验探究：杠杆的平衡条件 实验器材：杠杆和支架、钩码、刻度尺、线。 实验步骤：①调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。在调节时，如果杠杆的左边下沉，则应将杠杆两端的平衡螺母向右调，如果杠杆的右边下沉，则应将杠杆两端的平衡螺母向左调，简称“左沉右调，右沉左调”。 ②如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两边收到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。 把支点右方的钩码对杠杆施的力当成动力F1，支点左方的钩码对杠杆施的力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、l1、F2、l2的数据填入实验表格中。 ③改变动力F1和动力臂l1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂l2的大小，再做两次实验，将结果填入实验表格 实验序号动力F1/N 动力臂l1/cm 动力×动力臂 /N·cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 阻力×阻力臂 /N·cm
磁场 一、基本概念 1．磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。⑵电流周围有磁场（奥斯特)。 安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说)，认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。 ⑶变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。 ３．磁感应强度 IL F B (条件是L ⊥Ｂ；在匀强磁场中或ΔL 很小。) 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉,符号为T ，1T=１N/(Ａ?m)＝1kg/(A ?s 2） 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针N 极受磁场力的方向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。 ⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线: 地磁场的特点:两极的磁感线垂直于地面；赤道上方的磁感线平行于地面；除两极外,磁感线的水平分量总是指向北方;南半球的磁感线的竖直分量向上，北半球的磁感线的竖直分量向下。 ⑷电流的磁场方向由安培定则(右手螺旋定则）确定：对直导线,四指指磁感线方向；对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 二、安培力 （磁场对电流的作用力） 1．安培力方向的判定 ⑴用左手定则。 ⑵用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。 ⑶可以把条形磁铁等效为长直通电螺线管（不要把长直通电螺线管等效为条形磁铁)。 例１.条形磁铁放在粗糙水平面上，其中点的正上方有一导线，在 导线中通有图示方向的电流后,磁铁对水平面的压力将会______（增 条形磁铁蹄形磁铁 通电环行导线周围磁场 通电长直螺线管内部磁场 通电直导线周围磁场
《固体物理》基础知识训练题及其参考答案 说明：本内容是以黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》为蓝本，重点训练读者在固体物理方面的基础知识，具体以19次作业的形式展开训练。 第一章 作业1： 1.固体物理的研究对象有那些？ 答：（1）固体的结构；（2）组成固体的粒子之间的相互作用与运动规律；（3）固体的性能与用途。 2.晶体和非晶体原子排列各有什么特点？ 答：晶体中原子排列是周期性的，即晶体中的原子排列具有长程有序性。非晶体中原子排列没有严格的周期性，即非晶体中的原子排列具有短程有序而长程无序的特性。 3.试说明体心立方晶格，面心立方晶格，六角密排晶格的原子排列各有何特点？试画图说明。有那些单质晶体分别属于以上三类。 答：体心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体的体心位置还有一个原子。常见的体心立方晶体有：Li，Na，K，Rb，Cs，Fe等。 面心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体每个表面的中心还都有1个原子。常见的面心立方晶体有：Cu, Ag, Au, Al等。 六角密排晶格：以ABAB形式排列，第一层原子单元是在正六边形的每个角上分布1个原子，且在该正六边形的中心还有1个原子；第二层原子单元是由3个原子组成正三边形的角原子，且其中心在第一层原子平面上的投影位置在对应原子集合的最低凹陷处。常见的六角密排晶体有：Be，Mg，Zn，Cd等。 4.试说明, NaCl，金刚石，CsCl, ZnS晶格的粒子排列规律。 答：NaCl：先将错误!未找到引用源。两套相同的面心立方晶格，并让它们重合，然后，将一套晶格沿另一套晶格的棱边滑行1/2个棱长，就组成Nacl晶格； 金刚石：先将碳原子组成两套相同的面心立方体，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的空角对角线滑行1/4个对角线的长度，就组成金刚石晶格； Cscl:：先将错误!未找到引用源。组成两套相同的简单立方，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的体对角线滑行1/2个体对角线的长度，就组成Cscl晶格。 ZnS：类似于金刚石。