國際單位制的基本單位為米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾和坎德拉，其中高中物理涉及到的為長度（米）、質量（千克）、時間（秒）、電流（安培），那么其他單位都可以用這些基本單位之間的運算來表示。通過這種理清運算關系，就可以形成以這四個基本物理量為基礎的思維導圖，讓學生感覺到物理界萬變不離其宗的神奇，激發同學們的興趣，同時便于理清物理思維邏輯。
高中物理知識點大全交流電
知識要點：
1、 交流電
2、基本要求：
（1）理解正弦交流電的產生及變化規律 ①矩形線圈在勻強磁場中，從中性面開始旋轉，在已知B、L、 情況下，會寫出正弦交流電的函數表達式并畫出它的圖象。
②函數表達式與圖象相互轉換。
（2）識記交流電的物理量，最大值、瞬時值、有效值；周期、頻率、角頻率；
（3）理解變壓器的工作原理及初級，次級線圈電壓，電流匝數的關系。理解遠距離輸電的特點。
一、交流電的產生及變化規律：
1、產生：強度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。
矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于勻強磁場的線圈的對稱軸作勻速轉動時，如圖5—1所示，產生正弦（或余弦）交流電動勢。當外電路閉合時形成正弦（或余弦）交流電流。
圖5—1
2、變化規律：
（1）中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。
線圈平面位于中性面位置時，如圖5—2（A）所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應電動勢為零 。
圖5—2
當線圈平面勻速轉到垂直于中性面的位置時（即線圈平面與磁力線平行時）如圖5—2（C）所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內磁通量變化率最大。因此，感應電動勢值最大。 （伏） （N為匝數）
（2）感應電動勢瞬時值表達式： 若從中性面開始，感應電動勢的瞬時值表達式： （伏）如圖5—2（B）所示。 感應電流瞬時值表達式： （安）
若從線圈平面與磁力線平行開始計時，則感應電動勢瞬時值表達式為： （伏）如圖5—2（D）所示。 感應電流瞬時值表達式： （安）
3、交流電的圖象： 圖象如圖5—3所示。 圖象如圖5—4所示。
想一想：橫坐標用t如何畫。
4、發電機：發電機的基本組成：線圈（電樞）、磁極
種類
旋轉磁極式發電機能產生高電壓和較大電流。輸出功率可達幾十萬千瓦，所以大多數發電機都是旋轉磁極式的。
二、表征交流電的物理量：
1、瞬時值、最大值和有效值： 交流電在任一時刻的值叫瞬時值。
瞬時值中最大的值叫最大值又稱峰值。
交流電的有效值是根據電流的熱效應規定的：讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應相等（即在相同時間內產生相等的熱量）則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。
正弦（或余弦）交流電電動勢的有效值 和最大值 的關系為：
交流電壓有效值 ； 交流電流有效值 。
注意：通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。
2、周期、頻率和角頻率
交流電完成一次周期性變化所需的時間叫周期。以T表示，單位是秒。
交流電在1秒內完成周期性變化的次數叫頻率。以f表示，單位是赫茲。
周期和頻率互為倒數，即 。 我國市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。
角頻率 ： 單位：弧度/秒
三、變壓器：
1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設備。
理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說（如圖5—6），原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正。
即
因為有 ，因而通過原、副線圈的電流強度與它們的匝數成反比。
即
注意：①對于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來說，原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正比的規律仍然成立，但各副線圈的電流則應根據功率關系 ，去計算各線圈的電流強度，即 。
②當副線圈不接負載（外電路斷開時）I2=0， ，因此 。
③當副線圈所接負載增多時，由于通常負載多是并聯使用，因此，總電阻減少，使 增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。
④因為 ，即 ，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導線較細，低電壓的線圈電流大，繞制的導線較粗。
⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。
2、遠距離送電：
由于送電的導線有電阻，遠距離送電時，線路上損失電能較多。
在輸送的電功率和送電導線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強度可以達到減少線路上電能損失的目的。
線路中電流強度I和損失電功率計算式如下：
注意：送電導線上損失的電功率，不能用 求，因為 不是全部降落在導線上。
電場電場 庫侖定律、電場強度、電勢能、電勢、電勢差、電場中的導體、導體 知識要點： 1、電荷及電荷守恒定律 ⑴自然界中只存在正、負兩中電荷，電荷在它的同圍空間形成電場，電荷間的相互作用力就是通過電場發生的。電荷的多少叫電量。基本電荷 。 ⑵使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種：①摩擦起電 ②接觸帶電 ③感應起電。 ⑶電荷既不能創造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或從的體的這一部分轉移到另一個部分，這叫做電荷守恒定律。 2、庫侖定律 在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，數學表達式為 ，其中比例常數 叫靜電力常量， 。 庫侖定律的適用條件是(a)真空，(b)點電荷。點電荷是物理中的理想模型。當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時，可以使用庫侖定律，否則不能使用。例如半徑均為 的金屬球如圖9—1所示放置，使兩球邊緣相距為 ，今使兩球帶上等量的異種電荷 ，設兩電荷 間的庫侖力大小為 ，比較 與 的大小關系，顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則兩者相等。依題設條件，球心間距離 不是遠大于 ，故不能把兩帶電體當作點電荷處理。實際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣電荷間距離小于 ，故 。同理，若兩球帶同種電荷 ，則 。 3、電場強度 ⑴電場的最基本的性質之一，是對放入其中的電荷有電場力的作用。電場的這種性質用電場強度來描述。在電場中放入一個檢驗電荷 ，它所受到的電場力 跟它所帶電量的比值 叫做這個位置上的電場強度，定義式是 ，場強是矢量，規定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向，負電荷受電場力的方向與該點的場強方向相反。 由場強度 的大小，方向是由電場本身決定的，是客觀存在的，與放不放檢驗電荷，以及放入檢驗電荷的正、負電量的多少均無關，既不能認為 與 成正比，也不能認為 與 成反比。 要區別場強的定義式 與點電荷場強的計算式 ，前者適用于任何電場，后者只適用于真空（或空氣）中點電荷形成的電場。 4、電場線 為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示電場的弱度。 電場線的特點：(a)始于正電荷 （或無窮遠），終止負電荷（或無窮遠）；(b)任意兩條電場線都不相交。 電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱，并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。 5、勻強電場 場強方向處處相同，場強大小處處相等的區域稱為勻強電場，勻強電場中的電場線是等距的平行線，平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強電場。 6、電勢能 由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。 電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。 由于電勢能具有相對性，所以實際的應用意義并不大。而經常應用的是電勢能的變化。電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數值等于電場力對電荷做功的數值，這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據。 7、電勢、電勢差 ⑴電勢是描述電場的能的性質的物理量 在電場中某位置放一個檢驗電荷 ，若它具有的電勢能為 ，則比值 叫做該位置的電勢。 電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢（對同一電場，電勢能及電勢的零點選取是一致的）這樣選取零電勢點之后，可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。 ⑵電場中兩點的電勢之差叫電勢差，依教材要求，電勢差都取絕對值，知道了電勢差的絕對值，要比較哪個點的電勢高，需根據電場力對電荷做功的正負判斷，或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。 ⑶電勢相等的點組成的面叫等勢面。等勢面的特點： (a)等勢面上各點的電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。 (b)等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。 (c)規定：畫等勢面（或線）時，相鄰的兩等勢面（或線）間的電勢差相等。這樣，在等勢面（線）密處場強較大，等勢面（線）疏處場強小。 ⑷電場力對電荷做功的計算公式： ，此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關，由起始和終了位置的電勢差決定。 ⑸在勻強電場中電勢差與場強之間的關系是 ，公式中的 是沿場強方向上的距離。 8、電場中的導體 ⑴靜電感應：把金屬導體放在外電場 中，由于導體內的自由電子受電場力作用而定向移動，使導體的兩個端面出現等量的異種電荷，這種現象叫靜電感應。 ⑵靜電平衡：發生靜電感應的導體兩端面感應的等量異種電荷形成一附加電場 ，當附加電場與外電場完全抵消時，自由電子的定向移動停止，這時的導體處于靜電平衡狀態。 ⑶處于靜電平衡狀態導體的特點： (a)導體內部的電場強處處為零，電場線在導體的內部中斷。 (b)導體是一個等勢體，表面是一個等勢面。 (c)導體表面上任意一點的場強方向跟該點的表面垂直。 (d)導體斷帶的凈電荷全部分布在導體的外表面上。 第九章 電場 電容 帶電粒子在電場中的運動 知識要點： 一、基礎知識 1、電容 （1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導體，就組成了一個電容器。 （2）電容：表示電容器容納電荷的本領。 a 定義式： ，即電容C等于Q與U的比值，不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關。 b 決定因素式：如平行板電容器 （不要求應用此式計算） （3）對于平行板電容器有關的Q、E、U、C的討論時要注意兩種情況： a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變 b 充電后斷開電源，則帶電量Q不變 （4）電容的定義式： （定義式） （5）C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于： （決定式） （6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況： 第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開，則表示電容器的電量Q為一定，此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。 第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V為一定，此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。 2、帶電粒子在電場中的運動 （1）帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運動狀態和運動過程（平衡、加速或減速，是直線還是曲線），然后選用恰當的規律解題。 （2）在對帶電粒子進行受力分析時，要注意兩點： a 要掌握電場力的特點。如電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關，還與帶電粒子的電量和電性有關；在勻強電場中，帶電粒子所受電場力處處是恒力；在非勻強電場中，同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同。 b 是否考慮重力要依據具體情況而定：基本粒子：如電子、質子、 粒子、離子等除有要說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質量）。帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。 3、帶電粒子的加速（含偏轉過程中速度大小的變化）過程是其他形式的能和功能之間的轉化過程。解決這類問題，可以用動能定理，也可以用能量守恒定律。 如選用動能定理，則要分清哪些力做功？做正功還是負功？是恒力功還是變力功？若電場力是變力，則電場力的功必須表達成 ，還要確定初態動能和末態動能（或初、末態間的動能增量） 如選用能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能在變化？怎樣變化（是增加還是減少）？能量守恒的表達形式有： a 初態和末態的總能量（代數和）相等，即 ； b 某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加，即 c 各種形式的能量的增量的代數和 ； 4、帶電粒子在勻強電場中類平拋的偏轉問題。 如果帶電粒子以初速度v0垂直于場強方向射入勻強電場，不計重力，電場力使帶電粒子產生加速度，作類平拋運動，分析時，仍采用力學中分析平拋運動的方法：把運動分解為垂直于電場方向上的一個分運動——勻速直線運動： ， ；另一個是平行于場強方向上的分運動——勻加速運動， ， ，粒子的偏轉角為 。 經一定加速電壓（U1）加速后的帶電粒子，垂直于場強方向射入確定的平行板偏轉電場中，粒子對入射方向的偏移 ，它只跟加在偏轉電極上的電壓U2有關。當偏轉電壓的大小極性發生變化時，粒子的偏移也隨之變化。如果偏轉電壓的變化周期遠遠大于粒子穿越電場的時間（T ），則在粒子穿越電場的過程中，仍可當作勻強電場處理。 應注意的問題： 1、電場強度E和電勢U僅僅由場本身決定，與是否在場中放入電荷 ，以及放入什么樣的檢驗電荷無關。 而電場力F和電勢能 兩個量，不僅與電場有關，還與放入場中的檢驗電荷有關。 所以E和U屬于電場，而 和 屬于場和場中的電荷。 2、一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合，運動軌跡上的一點的切線方向表示速度方向，電場線上一點的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運動方向是有區別的。 如圖所示： 只有在電場線為直線的電場中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電場力作用下運動，在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線的。 3、點電荷的電場強度和電勢 （1）點電荷在真空中形成的電場的電場強度 ，當源電荷 時，場強方向背離源電荷，當源電荷為負時，場強方向指向源電荷。但不論源電荷正負，距源電荷越近場強越大。 （2）當取 時，正的源電荷電場中各點電勢均為正，距場源電荷越近，電勢越高。負的源電荷電場中各點電勢均為負，距場源電荷越近，電勢越低。 （3）若有n個點電荷同時存在，它們的電場就互相迭加，形成合電場，這時某點的電場強度就等于各個點電荷在該點產生的場強的矢量和，而某點的電勢就等于各個點電荷在該點的電勢的代數和。 TOP
