高中物理二级结论集(二)

高中物理二级结论集（2）
熟记 “二级结论”，在做填空题或选择题时，就可直接使用。

在做计算题时，虽必须一步步列方程，一般不能直接引用“二级结论”，但只要记得“二级结论”，就能预知结果，可以简化计算和提高思维起点，也是有用的。

细心的学生，只要做的题多了，并注意总结和整理，就能熟悉和记住某些“二级结论”，做到“心中有数”，提高做题的效率和准确度。

运用“二级结论”，谨防“张冠李戴”，因此要特别注意熟悉每个“二级结论”的推导过程，记清楚它的适用条件，避免由于错用而造成不应有的损失。

下面列出一些“二级结论”，供做题时参考，并在自己做题的实践中，注意补充和修正。

一、静电场
1．电势能的变化与电场力的功对应，电场力的功等于电势能增量的负值：电电E W ∆-=。

2．静电现象中移动的是电子（负电荷），不是正电荷。

3．只有电场力对质点做功时，其动能与电势能之和不变。

只有重力和电场力对质点做功时，其机械能与电势能之和不变。

4．电场力做功的计算方法：
(1)由公式W ＝Fl cos θ计算，此公式只适用于匀强电场．可变形为W ＝qEd （其中d ＝l cos θ），式中d 为电荷初、末位置在电场方向上的位移.
(2)由电场力做功与电势能改变的关系计算：W ＝－ΔE p ＝φ1－φ2＝qU .计算时有两种方法： ①三个量都取绝对值，先计算出功的数值．然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做正功，还是电场力做负功．
②将各量的符号代入运算，计算结果的正负即为所求物理量的符合
5、库仑力：
22
1r q q k
F = (适用条件：真空中点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 （静电力恒量）
6、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。

定义式：
q F
E =
（q 为检验电荷，E 与F 、q 无关，由电场本身决定。

）单位：N/C 或V/m .
点电荷电场场强决定式：
2
Q
E k r =（Q 为场源电荷） 匀强电场场强：
d U E =
（U------两点间的电势差，d----两点间沿电场方向的距离） 7、电场线：由正电荷（或无穷远）出发，止于负电荷（或无穷远）的假想曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的电场方向。

电场线的疏密反应场强的大小。

记住几种常见电场线。

8、电势，电势能 q
E A 电=
ϕ，A q E ϕ=电顺电场线方向，电势降低；电场线方向是电势降低最快的方
向。

9、等势面：由电势相等的点构成。

电场线与等势面垂直，等差等势面的疏密反应场强的大小。

记住几种常见等势面的分布图。

10、粒子通过电场加速 22
01122t qU mv mv =
-
11、粒子在电场中的偏转（类平抛运动）F qE qU a m m md ===；速度0x v v =；y qE qU v at t t m md
===；
粒子通过偏转电场的速度偏转角 2
tan y x
v qUL
v mdv θ=
=
位移0x L v t ==；偏移量2
2
2022212121V L md qU V L m qE at y === ； 粒子通过偏转电场的位移偏转角 2
tan 2y qUL
a x mdv ==； 速度偏角的正切值是位移偏角正切值的2倍：tan θ=2 tan α，速度的反向延长线交于横坐标的中点。

12初速度为零的电性相同的不同带电粒子经过同一电场加速后，再经过同一电场偏转，则它们的运动轨迹必定重合。

13．电容器接在电源上，电压不变；d
U
=
E E 与正对面积s 无关 断开电源时，电容器电量不变；改变两板距离，S
kQ
E επ4=，故场强不变（即与d 无关）。

二、恒定电流
1、电流强度的定义：I =
Q
t
（I 与Q 、t 无关），标量但有方向：规定为正电荷定向移动方向。

2.微观表达式：I=nqvs (n 是单位体积自由电荷个数，q 单个自由电荷的电量，V 电荷定向移动速度，S 横截面积)
3.Q 的计算（1）It=.Q n
t n
t R R ∆Φ∆Φ
==∆总总
（2）Q=It ，可根据I —t 图像所围成的面积计算
4、超导：温度降到某值时，材料电阻率为零。

电流在超导中不会生热。

5、串联电路
电压分配与电阻成正比：2
12
1R R U U =，U R R R U 2
11
1
+=
； 功率分配与电阻成正比： 2
121R R P P =，P R R R P 2111+= ；
总功率P=P 1+P 2+P 3+........
6、并联电路：
总电阻：3
211111R R R R ++=（并联的总电阻比任何一个分电阻小）；
两个电阻并联：2
121R R R R R +=
7.和为定值的两个电阻，阻值相等时并联值最大
并联电路电流分配与电阻成反比：1221I R I R =，I 1=I R R R 2
12+
并联电路功率分配与电阻成反比：1
22
1R R P P =，P R R R P 2
12
1
+=
； 总功率P=P 1+P 2+P 3+........
8．估算原则：串联时，大为主；并联时，小为主。

9.并联电路中的一个电阻发生变化，电流有“此消彼长”关系：一个电阻增大，它本身的电流变小，与它并联的电阻上电流变大。

：一个电阻减小，它本身的电流变大，与它并联的电阻上电流变小。

10、欧姆定律：
（1）闭合电路欧姆定律：I =r
R E
+ ；Ir U E +=
（2）路端电压：纯电阻时
ER
U E Ir R r =-=
+，随外电阻的增大而增大。

（3）外电路任一处的一个电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大。

外电路任一处的一个电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。

（4）输出功率：P 出 = I E-I 2r = I R 2
（5）21R R ≠，分别接同一电源：当2
21r R R =时，输出功率21P P
=。

R = r 时，输出功率最大
r
E
p m 42
=
，此时电源效率50% 串联或并联接同一电源：并串
＝P P 。

（6）电源热功率（内耗）：
P I r r =2
； （7）电源效率： η=P P 出总
=
E
U = R
R+r
11.在断路中，电阻当导线，含电容电路中，电容器是断路，电容不是电路的组成部分， 稳定时，与电容器串联的电阻是虚设，可当作导线。

12．电功与电热
非纯电阻电路：如果电流通过某个电路时，是以转化为内能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免内能损失．如电动机、电解槽、给蓄电池充电等，这种电路叫做非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电路消耗的电能W ＝UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能；另一部分转化为内能Q ＝I 2Rt ．此时有W ＝UIt ＝E 其它+Q ，故UIt > I 2Rt ．此时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q
＝I 2Rt 计算．
注：W ＝UIt 算电功，Q ＝I 2Rt 算电热，适合任何电路，但W ＝Q 只适合于纯电阻电路。

三、磁场
1． 安培力方向一定垂直通电导线与磁场方向决定的平面，即同时有F A ⊥l ，F A ⊥B 。

2.带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动：qB m v R =
，qB m T π2=（周期与速度无关）。

运动时间 t=π
θ
2T
3.、磁通量：穿过某一面积的磁感线的条数。

Φ=BS 有效（垂直于磁场方向的投影是有效面积） 磁通量的变化 ∆Φ=Φ2-Φ1=∆BS= B ∆S (磁通量是标量，但有正负)
4.带电粒子在圆形磁场中做圆周运动，沿着半径进入的一定沿着半径方向离开；
5.直线边界入射角度和出射角度相等
四、电磁感应
1．楞次定律：“阻碍”的方式是“增反、减同”
楞次定律的本质是能量守恒，发电必须付出代价， 楞次定律表现为“阻碍原因”。

2．运用楞次定律的若干经验：
（1）内外环电路或者同轴线圈中的电流方向：“增反减同”
（2）导线或者线圈旁的线框在电流变化时：电流增加则相斥、远离，电流减小时相吸、靠近。

（3）“×增加”与“·减少”，感应电流方向一样，反之亦然。

（4）单向磁场磁通量增大时，回路面积有收缩趋势，磁通量减小时，回路面积有膨胀趋势。

通电
螺线管外的线环则相反。

3．楞次定律的逆命题：双解，加速向左＝减速向右
4．法拉第电磁感应定律求出的是平均电动势，在产生正弦交流电情况下只能用来求感生电量，不能用来算功和能量。

5．直导线切割磁力线产生的电动势BLv E =（三者相互垂直，V---切割相对速度），常求瞬时值。

（经常和I =
r
R E
+ ，F 安= BIL 相结合运用） 6．法拉第电磁感应定律：t n E ∆∆Φ==t n ∆Φ-Φ12=S t B
n ∆∆或B t
S n ∆∆，求平均。

7．直杆平动垂直切割磁场时的安培力： r R v
L B F +=22 热功率：总
热R V L B P 222=。

8 克服安培力做的功，将其他能转化为电能：E 电=W 克 9转杆电动势公式：2
12
E BLv BL ω==
中点 10感应电量（通过导线横截面的电量）：It=.Q n
t n
t R R ∆Φ∆Φ
==∆总总
11
图1线框在恒力作用下穿过磁场：进入时产生的焦耳热小于穿出时产生的焦耳热。

图2中：两线框下落过程：重力做功相等甲落地时的速度大于乙落地时的速度。

12．安培力做功与能量转化
（1）电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程，产生和维持感应电流存在的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程.
（2）电动机模型：安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能量（动能、焦耳热等）的过程，安培力做多少正功，就有多少电能转化为其它形式能量。

（3）发电机模型：因为多数情况下，安培力在电磁感应现象中是以阻力的形式出现的。

所以，感
应电流所受到的安培力在电磁感应现象中做负功。

安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程，克服安培力做多少功，就有多少其它形式能量转化为电能.如图所示，导体棒在恒力F 作用由静止开始运动。

①导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分用于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后转化为焦耳热；另一部分用于增加导体的动能.
②导体在达到稳定状态之后，外力移动导体所做的功，全部用于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能并最后转化为焦耳热.
五、交流电
1．中性面 (线圈平面与磁场方向垂直) ：磁通量最大Φm =BS ， 感应电动势为零e=0 ，
I=0
2．S 与B 平行时，电动势最大值 ： ωNBS m =E =N Φm ω，0=Φt
Φ与E ，此消彼长，一个最大时，另一个为零。

ωNBS m =E 此公式与线圈的形状无关，与转轴的位置无关
3．以中性面为计时起点，瞬时值表达式为sin m e E t ω=;
以垂直切割时为计时起点，瞬时值表达式为cos m e E t ω=
4．非正弦交流电的有效值的求法：Ｉ2ＲＴ＝一个周期内产生的总热量。

（三同：相同时间内通过相同的电阻产生相同热量）
5．正弦交流电有效值： 最大值等于有效值的2倍，与频率无关。

6．交流电四种值的运用
峰值的运用：计算电容器的击穿电压。

瞬时值的运用：计算安培力的瞬时值、氖泡发光、电功率瞬时值、通断电时间。

平均值的运用：计算通过导体横截面的电量。

有效值的运用：计算与电流热效应有关的量（如电功、电功率等）、保险丝的熔断电流、电机的铭牌上所标的值、交流电表的示数。

7．理想变压器： 出入P P = 频率相同，t
Φ
∆∆磁通量的变化率相同 8一组副线圈时：电压与匝数成正比
2
1
21n n U U =
；电流与匝数成反比1221n n I I = 对固定变压器：输入电流与输出电流成正比；输出电压与输入电压成正比。

9变压器输入输出间的制约关系：
（1）输出功率决定输入功率； （2）输入电压决定输出电压； （3）输出电流决定输入电流。

10．远距离输电计算的思维模式：
线损
输用线损输用线输
输线输线损线输线损输输输，，
）（，，P P P U U U R U P R I P R I U I U P -=-=====22
电磁场和电磁波
1、麦克斯韦电磁理论：
（1）变化的磁场在周围空间产生电场。

（2）变化的电场在周围空间产生磁场。

推论：①均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场。

2、电磁波的特点
（1）以光速传播（麦克斯韦理论预言，赫兹实验验证）； （2）具有能量； （3）不需要介质传播，介质中传播速度与介质和频率有关，频率越高速度越慢； （4）能产生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应等现象。

5、电磁波的周期、频率和波速： V=λ f = λ
T
（频率在这里有时候用ν来表示）
E r
R
十一、选修3-5
（一）碰撞与动量守恒 1、动量守恒是矢量守恒
（1）总动量的大小方向保持不变。

（2）矢量方程：注意规定好正方向，各动量代入正负号计算。

2、人船模型
解决这种问题的前提条件是要两物体的初动量为零（或某方向上初动量为零），画出两物体的运动示意图有利于发现各物理量之间的关系，特别提醒要注意各物体的位移是相对于地面的位移（或该方向上相对于地面的位移）。

3、碰撞模型
（1）弹性碰撞要熟悉解方程的方法：移项，变形，将二次方程组化为一次方程组：
22112211v m v m v m v m '+'=+ ……………………①
2211v v v v +'='+ ……………………②
则此时只需将①②两式联立，即可解得21
v v ''、的值： v 1′＝
2m 2v 2＋(m 1－m 2)v 1
m 1＋m 2
v 2′＝2m 1v 1＋(m 2－m 1)v 2
m 1＋m 2
当V 2 = 0时， V 1＇= （m 1—m 2）V 1 /（m 1 + m 2） V 2＇= 2 m 1V 1/（m 1 + m 2）
特点：大碰小，一起跑；小碰大，向后转；质量相等，速度交换。

4．1球（V 1）追2球（V 2）相碰，可能发生的情况：
① P 1 + P 2 = P ＇1 + P ＇2 ；m 1V 1＇+ m 2 V 2＇= m 1V 1 + m 2V 2 动量守恒。

② E ＇K1 +E ＇K2 ≤ E K1 +E K2 动能不增加 ③ V 1＇≤ V 2＇ 1球不穿过2球 ④ 当V 2 = 0时， （ m 1V 1）2/ 2（m 1 + m 2）≤ E ＇K ≤（ m 1V 1）2/ 2m 1
E K =（ mV ）2/ 2m = P 2 / 2m = I 2 / 2m
5．三把力学金钥匙
6.完全非弹性碰撞，从运动学特点（二者结为一体，21
v v '='）归类，特别提醒要注意完全非弹性碰撞过程存在机械能损失，在处理包含完全非弹性碰撞的问题时，不能全程使用机械能守恒。

7、弹簧模型
当弹簧连接的两个物体速度相等时，弹簧压缩最短或拉升最长，此时弹性势能达到最大。

8、子弹打木块模型
存在两种情况，其一是子弹未穿过木块，二者最终具有共同速度，其二是子弹穿出了木块（相对位移等于木块厚度d
x =
相对）
，子弹速度大于木块速度。

一般来说，子弹打木块模型都涉及相对位移的计
“滑块模型”与“子弹打木块模型”可归为一个模型，滑块没有滑离小车，相当于子弹留在木块中，而滑块从小车上滑下，相当于子弹击穿了木块，其处理方法完全相同。

下图中所列的这些模型，均可归为碰撞模型，不过是我们通常所说的碰撞是剧烈的相互作用，而下列模型则是较为柔和的“碰撞”。

完全非弹性碰撞：图1中m 最终停在M 上时，图2中弹簧压缩最短时，图3中小球上升至最高点时，两个物体均达到共同速度，系统动能损失最大，分别转化为内能、弹性势能和重力势能。

弹性碰撞：图2中当弹簧恢复原长时，图3中小球从小车上滑下时，势能又转化为系统的动能，最初状态和此时，系统总动能相等，相当于弹性碰撞。

（二）近代物理初步
1、光电效应
（1）基本概念和规律的理解
①光电效应方程：0m W h νE k -= 理解：能量守恒——km 0E W h ν+= ②截止频率：h
W ν0
0=
理解：0W h ν≥，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 图1
图2
图3
③遏止电压：m 00k E eU -=- 理解：使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压
（2）光电效应实验的图象
①饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流； ②横截距——遏止电压：光电流消失时的反向电压。

2、玻尔理论
其一，要准确理解频率条件：只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收！稍大也不行，除非能把原子电离，电离后电子能级是连续的。

其二，要会画能级跃迁图。

大量处于量子数为n 的能级的氢原子向低能级跃迁时，其可能辐射出的光子有2
)
!(2-=
n n C n 种， 3、衰变
（1）衰变的实质：
①α衰变：原子核不稳定，核内两个质子、两个中子结为一体（He 4
2
）抛射出来，形成α射线，
故发生一次α衰变，电荷数减少2，质量数减少4：He
Y X 4
2
4-A 2-Z A Z +→ ②β衰变：原子核不稳定，核内中子转化为质子，同时释放出一个电子，即β射线。

故发生一次β衰变，原子核电荷数要增加1，而质量数不变。

本质：e p n 0
11110-+→
规律：e Y X 0
1A 1Z A Z -++→
（2）计算衰变次数的技巧——先由质量数变化计算α衰变次数，再由电荷数变化、α衰变次数列
方程计算β衰变次数。

4、核能的计算2
m c E ∆=∆
（1）质量亏损是指反应前后体系静止质量的差值； （2）记住一个结论：1u=931.5MeV 。

5、物理学常识
①光电效应、阴极射线、天然放射现象的发现者、解释者及其意义 ②α粒子散射实验的操作者及其意义 ③原子光谱的谱线分离特点及其解释者 ④三种天然放射线的本质、产生机制和特性
⑤两种衰变的本质及其规律。