高中物理选修教材知识查漏补缺

高考选修教材知识点查漏补缺***************************************************************************** 说明：本模块归纳了部分考试说明中涉及的选修教材中的知识点，这些知识点以I级要求为主，有些平时学习中涉及次数较少，有些需要识记。

建议同学们在平时复习的基础上，根据自己的实际情况，浏览一遍这些知识点，如果时间允许，可以结合教材的演示实验、思考与讨论、科学漫步等内容全面理解考试说明中的知识内涵。

其中属于需要重点识记类的知识，我们用标记。

*****************************************************************************选修3-11 .静电感应、静电现象的应用与静电危害的防治⑴把一个不带电的金属导体放在外电场中，导体内的自由电子受到库仑力的作用而定向运动，使导体的表面不同部分出现正、负电荷，这种现象叫静电感应。

⑵在静电感应的过程中，随着导体两端的正负电荷不断积累，所产生的附加电场不断增强，直到跟导体内的外电场完全抵消。

此时导体内的总电场处处为零，自由电子不再发生定向移动，我们就说导体达到了静电平衡状态。

⑶导体处于静电平衡的特点①导体内部各点的场强为零②导体表面任意点的场强方向与该表面垂直③导体为等势体，导体表面为等势面④带电导体的净电荷分布在导体外表面，曲率半径大的地方电荷的密度小，曲率半径小的地方电荷的密度大。

⑷静电现象①尖端放电现象：避雷针、夜间高压线周围出现的光晕（电晕）②静电屏蔽的应用：电学仪器或电子设备外面会有金属罩，通信电缆外面包有一层铅皮可防止外电场的干扰；电力工人在高压带电作业时，全身穿戴金属丝网制成的衣帽、手套、鞋子，可以对人体起静电屏蔽作用，使人安全作业。

2 .示波管、示波器及其应用⑴示波器的原理示波器是一种观察电信号随时间变化的仪器，其核心部件是示波管。

它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，如图所示。

① 偏转电极不加电压时，从电子枪射出的电子沿直线运动，射到荧光屏中心的点形成一个亮斑。

② 仅在XX '（或YY '）加电压时，若所加电压稳定，则电子流被加速、偏转后射到XX '（或YY '）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心），如图所示。

设加速电压为1U ，偏转电压为2U ，电子电荷量为e ，质量为m ，由k W E =∆得21012eU mv = ，在电场中侧移2221122eU y at t dm==⋅ ，其中d 为两板的间距；水平方向0L t v = ；又2200tan y x v at eU L v v dmv ϕ=== ； 由以上各式得荧光屏上的侧移2220tan ()2eLU L y y L L U mv d ϕ'''=+=+∝。

若所加电压按正弦规律变化，偏移也将按正弦规律变化，即亮斑在水平方向或竖直方向做简谐运动。

当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，亮斑的移动看起来就成为一条水平或竖直的亮线。

③ 若在偏转电极XX '、YY '上同时加电压时，打在荧光屏上的光斑同时参与两种运动，当它们满足一定条件时，荧光屏上就会出现波形图线。

⑵ 示波器面板中主要按钮的作用（本知识点了解即可）① “辉度调节”旋钮：调节图像亮度。

② “聚焦调节”旋钮：调节电子束在荧光屏上的聚焦情况，使图像清晰。

“辅助聚焦调节”旋钮：通常与聚焦调节旋钮配合使用。

③ “竖直位移”旋钮：用来调节图像在竖直方向上的位置。

“水平位移”旋钮：用来调节图像在水平方向上的位置。

④ “Y 增益”旋钮：调节图像在竖直方向上的幅度。

“X 增益”旋钮：调节图像在水平方向上的幅度。

⑤ “衰减”旋钮：降低输入信号的电压，使荧屏上出现的图像大小适当。

该旋钮分1、10、100、1000共四挡。

1挡对信号电压不作衰减；10、100、1000各挡则把信号电压依次衰减为原来的110、1100、11000。

⑥ “扫描范围”旋钮：改变机内提供的水平方向扫描电压的频率范围。

该旋钮从左到右也有四挡。

第一挡扫描频率是10～100Hz ，以后每向右调一挡，扫描频率增大到原来的10倍。

最右一挡是“外X ”挡，在水平方向上的扫描电压由外部输入。

“扫描微调”旋钮：对选定范围内的扫描频率进行连续的调节，以使波形稳定。

⑦ “Y 输入”和“X 输入”接线柱：分别让竖直方向和水平方向的信号电压输入。

⑧ “DC AC ”选择开关：选择竖直方向上信号的输入方式。

当置于“DC ”位置时，信号电压直接输入；当置于“AC ”位置时，信号电压要通过一个电容器，因而直流信号被阻隔，只有交流信号能通过，这种选择适用于只观察交流信号。

⑨ “同步”选择开关：当置于“+”位置时，荧光屏上显示的正弦曲线从正半周开始；当置于“-”位置时，正弦曲线从负半周开始。

3 . 电阻率与温度的关系电阻率往往随温度的变化而变化。

① 金属的电阻率随温度的升高而增大（电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化而制成的） ② 半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小③ 有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度的变化而变化（常用来制作标准电阻）4 . 半导体及其应用、超导及其应用⑴ 导体的电阻率很小，约8610~10m --Ω⋅；绝缘体的电阻率一般都很大，约为81810~10m Ω⋅；有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，称为半导体，其电阻率约为5610~10m -Ω⋅。

典型的半导体材料有锗、硅、砷化镓等。

许多半导体材料的导电性能随外界条件的改变而发生灵敏的变化。

人们利用半导体的电阻率随温度、光照等变化的特性制成热敏电阻、光敏电阻等。

⑵ 许多材料在一定的低温下，电阻率会突然减小到零，这种现象称为超导现象。

材料由正常状态转变为超导状态的温度称为转变温度。

5 . 分子电流假说磁铁和电流都能产生磁场，它们是否存在必要的联系？法国学者安培从通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似得到启发，提出了著名的分子电流假说。

他认为，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，它的两侧相当于两个磁极（如图）。

安培的假说能够解释一些磁现象。

一条铁棒未被磁化的时候，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性。

当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极。

磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，这因为激烈的热运动或机械振动使分子电流的取向又变得杂乱无章。

6 . 磁电式电表原理磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，如图乙是线圈在磁场中受力情况的示意图。

当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动。

线圈转动时，图甲中的螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。

电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。

所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。

安培力总与磁感应强度的方向垂直，为了使电流表表盘的刻度均匀，两磁极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱。

这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行（图丙），表盘的刻度就是均匀的了。

线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。

所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。

如果希望用它测量较大的电流值，需要扩大其量程。

1 . 反电动势一切与外加电动势相反的感应电动势，都是反电动势。

例如，电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，这个电动势就是反电动势。

2 . 自感现象、日光灯、涡流⑴ 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。

① 通电自感现象实验时，先合上开关，调节变阻器R 使两灯亮度相同，再调节变阻器R '，使两灯正常发光，然后断开开关。

接通电路时，观察到灯B 立刻正常发光，灯A 逐渐变亮至正常发光。

实验现象的解释：闭合开关时，线圈中的电流要增大，从而穿过它自身的磁通量也随着增大，故线圈产生感应电动势，对要增大的电流产生阻碍作用。

电流会从零开始慢慢增大到稳定值。

② 断电自感现象实验中，取线圈直流电阻L R R <灯，接通电路，待电路稳定后，断开开关，观察到灯泡会更亮一下后再熄灭。

实验现象的解释：由于L R R <灯，所以在开关处于闭合状态且电路稳定时有L I I >灯。

在断开开关的瞬间，线圈中的电流要减小，从而穿过它自身的磁通量也随着减小，线圈本身产生感应电动势，对要减小的电流产生阻碍作用。

这样，电流就通过与灯泡串联的回路由L I 逐渐减小到零，因此在电路断开瞬间通过灯泡的电流要比原来稳定时的电流要大，灯泡会更亮一下再熄灭。

⑵ 日光灯的工作原理日光灯的电路如图所示，当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝就有电流通过；电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U 形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，流过镇流器的电流迅速减少，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬时高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。

镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器起着降压、限流的作用。

⑶ 涡流选修3-2线圈中的电流变化时，在附近的导体中产生感应电流，这种电流在导体内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此把它叫做涡电流，简称涡流。

像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生热量。

如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。

用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。

涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度。

利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。

3 . 电感和电容对交变电流的作用⑴ 电感对交变电流的作用电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。

实验和理论分析都表明，线圈的自感系数越大、交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大。

低频扼流圈：通直流、阻交流；高频扼流圈：通低频、通直流，阻高频⑵ 电容对交变电流的作用直流电不能通过电容器，交流电能通过但有阻碍作用。