高中物理基本概念、定理、定律、公式（表達式）彙總1

高中物理基本概念、定理、定律、公式（表達式）彙總

一、質點的運動----直線運動

1）勻變速直線運動

1.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a>0；反向則a<0

2.末速度Vt=Vo+at

3. 位移S=Vot+at2/2=V平=tVt/2t

4. 有用推論Vt2 -Vo2=2as

5.平均速度V平=S/t （定義式）

6.中間時刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 中間位置速度Vs/2=[(Vo2 +Vt2)/2] 1/2

7. 實驗用推論ΔS=aT2 ΔS為相鄰連續相等時間(T)內位移之差

8. 主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s 加速度(a):m/s2 末速度(Vt):m/s

時間(t):秒(s) 位移(S):米（m） 路程: 米（m） 速度單位換算：1m/s=3.6Km/h

注：(1)平均速度是矢量。

(2)物體速度大,加速度不一定大。

(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是決定式。

(4)其它相關內容：質點、位移和路程、速度與速率、s--t圖、v--t圖

2) 自由落體

1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt

3.下落高度h=gt2/2 4.推論Vt2=2gh

注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，遵循勻變速度直線運動規律。

(2)a=g=9.8≈10m/s2 重力加速度在赤道附近較小；地球兩極最大；在高山處比平地小。

3)* 豎直上拋

1.位移S=Vot- gt2/2 2.末速度Vt= Vo- gt （g=9.8≈10m/s2 ）

3.有用推論Vt2 -Vo2=-2gS 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g (拋出點算起）

5.往返時間t=2Vo/g （從拋出落回原位置的時間）

注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動，以向上為正方向，加速度取負值。

(2)分段處理：向上為勻減速運動，向下為自由落體運動，具有對稱性。

(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

二、質點的運動----曲線運動 萬有引力

1)平拋運動

1.水平方向速度Vx=Vo 2.豎直方向速度Vy=gt

3.水平方向位移Sx=Vot 4.豎直方向位移Sy=gt2/2

5.運動時間t=(2Sy/g）1/2 (通常又表示為(2h/g)1/2)

6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2

合速度方向與水平夾角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo

7.合位移S=(Sx2+ Sy2)1/2 ,

位移方向與水平夾角α: tgα=Sy/Sx＝gt/2Vo

注：(1)平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為g，通常可看作是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合成。

(2)運動時間由下落高度h(Sy)決定與水平拋出速度無關；在平拋運動中t是解題關鍵。

（3）α與β的關係為tgβ＝2tgα。

（4）當速度方向與合力(加速度)方向不在同一直線上時物體做曲線運動；曲線運動必有加速度。

2）勻速圓周運動

1.線速度V=s/t=2πR/T =ωR 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R 4.向心力F向心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R

5.週期與頻率T=1/f 6.角速度與線速度的關係V=ωR

7.角速度與轉速的關係ω=2πf=2πn (統一單位後頻率與轉速大小相同)

8.主要物理量及單位：弧長(S):米(m) 角度(Φ)：弧度（rad）頻率（f）：赫（Hz） 週期（T）：秒（s） 轉速（n）：r/s 半徑(R):米（m） 線速度（V）：m/s 角速度（ω）：rad/s 向心加速度：m/s2

注：（1）向心力可以由具體某個力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直。

（2）做勻速度圓周運動的物體，其向心力等於合力，並且向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，因此物體的動能保持不變，但動量不斷改變。

3)萬有引力

1.開普勒第三定律T2/R3=K R:軌道半徑 T :週期 K:常量(與行星質量無關)

2.萬有引力定律F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它們的連線上

3.任意天體上的重力和重力加速度：GM=gR2 （黃金代換）

M：為天體的質量（Kg） g：為天體表面的重力加速度（m/s2） R:天體半徑(m)

4.衛星繞行速度、角速度、週期都用： F萬有=F向心

5.第一、二、三宇宙速度：V1=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s

注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F心=F萬。

(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等。

(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空，運行週期和地球自轉週期相同，h≈36000km 。

(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、週期變小。

(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9Km/S，最小週期約為83min。

三、力（常見的力、力矩、力的合成與分解）

1）常見的力

1.重力：大小：G=mg 方向：豎直向下 作用點：重心

g=9.8m/s2 ≈10 m/s2，適用於地球表面附近

2.胡克定律：F=kX 方向：沿恢復形變方向 k：勁度係數(N/m) X：形變量(m)

3.滑動摩擦力：f=μN 方向：與物體相對運動方向相反 μ：摩擦因數 N：正壓力(N)

4.靜摩擦力0≤f靜≤fm 方向：與物體相對運動趨勢方向相反 fm為最大靜摩擦力

5.萬有引力F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N·m2/kg2 方向在它們的連線上

6.靜電力F=KQ1Q2/r2 K=9.0×109N·m2/C2 方向在它們的連線上

7.電場力F=Eq E：場強N/C q：電量C 正電荷受的電場力與場強方向相同

8.安培力F=BILsinθ θ為B與L的夾角 當 L⊥B時: F=BIL ， B//L時: F=0

9.洛侖茲力f=qVBsinθ θ為B與V的夾角 當V⊥B時： f=qVB ， V//B時: f=0

注:(1)勁度係數K由彈簧自身決定

(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關，由接觸面材料特性與表面狀況等決定。

(3)fm略大於μN 一般視為fm≈μN

(4)物理量符號及單位 B：磁感強度(T)， L：有效長度(m)， I:電流強度(A)，V：帶電粒子速度(m/S), q:帶電粒子（帶電體）電量(C)，

(5)安培力按"電-磁力"與洛侖茲力方向均用判定。

2）*力矩

1.力矩M=FL L為對應的力的力臂，指力的作用線到轉動軸（點）的垂直距離

2.轉動平衡條件 M順時針= M逆時針 M的單位為N·m 此處N·m≠J

3）力的合成與分解

1.同一直線上力的合成 同向: F=F1+F2 反向：F=F1-F2 (F1>F2)

2.互成角度力的合成

F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2 F1⊥F2時: F=(F12+F22)1/2

3.合力大小範圍 |F1-F2|≤F≤|F1+F2|

4.力的正交分解：Fx=Fcosβ Fy=Fsinβ β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx

注：(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則。

（2）合力與分力的關係是等效替代關係,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。

(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標度嚴格作圖。

(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大合力越小。

（5）同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負號表示力的方向，化成代數運算。

四、動力學（運動和力）

1.第一運動定律(慣性定律）：物體具有慣性，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

2.第二運動定律：F合=ma 或a=F合/m a由合外力決定,與合外力方向一致。

3.第三運動定律：F=-F´ 負號表示方向相反,F、F´各自作用在對方

實際應用：反衝運動

4.共點力的平衡：F合=0

5.超重：N>G 失重：N

注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速度直線狀態

五、振動和波（機械振動與機械振動的傳播

）

1. 簡諧振動F=-KX F:回覆力 K:比例係數 X:位移 負號表示F與X始終反向。

2.單擺週期T=2π(L/g)1/2 L:擺長(m) g:當地重力加速度值 成立條件:擺角θ<50

3.受迫振動頻率特點：f=f驅動力

4.發生共振條件:f驅動力=f固 共振的防止和應用

5.波速公式V=S/t=λf=λ/T 波傳播過程中，一個週期向前傳播一個波長。

6.聲波的波速(在空氣中） 0℃：332m/s 20℃:344m/s 30℃:349m/s (聲波是縱波)

7.波發生明顯衍射條件： 障礙物或孔的尺寸比波長小，或者相差不大。

8.波的干涉條件： 兩列波頻率相同 *(相差恆定、振幅相近、振動方向相同）

注：（1）物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關。

（2）加強區是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處，減弱區則是波峰與波谷相遇處。

（3）波只是傳播了振動形式，介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種方式。

（4）干涉與衍射是波特有。

(5)振動圖象與波動圖象（橫縱座標是不同的）。

六、衝量與動量(物體的受力與動量的變化）

1.動量P=mV P:動量(Kg/S) m:質量(Kg) V:速度(m/S) 方向與速度方向相同

3.衝量I=Ft I:衝量(N·S) F:恆力(N) t:力的作用時間(S) 方向由F決定

4.動量定理I =ΔP 或 Ft= mVt - mVo ΔP: 動量變化ΔP=mVt - mVo 是矢量式

5.動量守恆定律 P前總=P後總 m1V1+m2V2= m1V1´+ m2V2´

6.彈性碰撞ΔP=0；ΔEK=0 （即系統的動量和動能均守恆）

非彈性碰撞ΔP=0；0

完全非彈性碰撞ΔP=0；ΔEK=ΔEKm (碰後連在一起成一整體)

7.物體m1以V1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰

V1´=(m1-m2)V1/(m1+m2) V2´=2m1V1/(m1+m2)

---等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)；

---當m1>m2時，兩者都向前；當m1

10.子彈m水平速度Vo射入靜止於水平光滑地面的長木塊M，並嵌入其中一起運動時機械能損失E損

E損=mVo2/2-(M+m)Vt2/2=fL相對 Vt:共同速度 f:阻力 L相對：相對滑動距離

注：(1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們"中心"的連線上。

(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算

（3）系統動量守恆的條件:合外力為零或內力遠遠大於外力,系統在某方向受的合外力為零，則在該方向系統動量守恆

(4)碰撞過程(時間極短，發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆。

(5)爆炸過程視為動量守恆，這時化學能轉化為動能，動能增加。

七、功和能（功是能量轉化的量度）

1.功W=FScosα （定義式） W:功(J) F:恆力(N) S:位移(m) α:F與S間的夾角

2.重力做功Wab=mghab m:物體的質量 g=9.8≈10m/s2 hab：a與b高度差(hab=ha-hb)

3.電場力做功Wab=qUab q:電量（C） Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=Ua-Ub

4.電功W=UIt（普適式） U：電壓（V） I:電流(A) t:通電時間(S)

6.功率P=W/t (定義式：常用於計算平均功率)

P=FVcosα（變形：常用於計算瞬時功率）

其中： P:功率[瓦(W)] W:t時間內所做的功(J) t:做功所用時間(S)

7.汽車以恆定功率啟動、 以恆定加速度啟動後汽車最大行駛速度都為Vmax=P額/f

8.電功率P=UI (普適式) U：電路電壓(V) I：電路電流(A)

9.焦耳定律Q=I2Rt Q:電熱(J) I:電流強度(A) R:電阻值(Ω) t:通電時間(秒)

10.純電阻電路中I=U/R P=UI=U2/R=I2R Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

11.動能Ek=mv2/2 Ek:動能(J) m：物體質量(Kg) v:物體瞬時速度(m/s)

12.重力勢能EP=mgh EP :重力勢能(J) g:重力加速度 h:豎直高度(m) (從零勢能點起)

13.電勢能εA=qUA εA:帶電體在A點的電勢能(J) q:電量(C) UA:A點的電勢(V)

14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加)：W合=ΔEK 即 W合= mVt 2/2 - mVo2/2

W合:所有力對物體做的總功（無相對滑動時可不計內力做功）

ΔEK:動能變化ΔEK =( mVt 2/2- mVo2/2)

15.機械能守恆定律 EK1+EP1=EK2+EP2 mV12/2+mgh1=mV22/2+ mgh2 ΔEK =-ΔEP

16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP

注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少。

（2）O0≤α<90O 做正功；90O

（3）重力（彈力、電場力、分子力）做正功，則重力（彈性、電、分子）勢能減少。

（4）重力做功和電場力做功均與路徑無關，始末位置有關。

（5）機械能守恆成立條件：除重力（彈力）外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉化

(6)能的其它單位換算:1KWh(度)=3.6×106J 1eV=1.60×10-19J。

*（7）彈簧彈性勢能E=KX2/2 。

八、分子動理論、能量守恆定律

1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol 2.分子直徑數量級10-10米

3.油膜法測分子直徑d=V/s V:單分子油膜的體積(m3) S:油膜表面積(m2)

4.分子間的引力和斥力：（r0為分子處於平衡狀態時，分子間的距離）

(1) r

(2) r=r0 f引=f斥 F分子力=0 E分子勢能=Emin(最小值)

(3) r>r0 f引>f斥 F分子力表現為引力

(4) r>10r0 f引=f斥≈0 F分子力≈0 E分子勢能≈0

5.熱力學第一定律：W+Q=ΔE (做功和熱傳遞，在改變物體內能的效果上是等效的)

W:外界對物體做的正功(J) Q:物體吸收的熱量(J) ΔE:增加的內能(J)

6、熱力學第二定律：

按照熱傳導的方向性來表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。

按照機械能與內能轉華過程的方向性來表述：不可能從從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功，而不引起其他變化。

注:(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈。

(2)溫度是分子平均動能的標誌。

(3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快。

(4)分子力做正功分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小。

(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0。

(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和。對於理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零。

(7)能的轉化和定恆定律，能源的開發與利用見教材。

九、氣體的性質

1.標準大氣壓 ：1atm=1.013×105Pa=76cmHg ( 1Pa=1N/m2 )

2.熱力學溫度與攝氏溫度關係：T=t+273 T:熱力學溫度(K） t:攝氏溫度(℃)

3.*克拉珀龍方程PV=nRT R=8.31J/mol·K 氣體的摩爾數

十、電場

1.兩種電荷（同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引）、元電荷(e=1.60×10-19C）、電荷守恆定律、

2.庫侖定律：F=KQ1Q2/r2（在真空中）方向：在它們的連線上

F點電荷間作用力(N) K:靜電常量K=9.0×109Nm2/C2 Q1、Q2:兩點荷電量(C) r:兩點荷間距離(m)。

3.電場強度E=F/q （定義式、計算式) E :電場強度(N/C) q：檢驗電荷的電量(C) 是矢量

4.真空點電荷形成的電場E=KQ/r2（決定式） r：點電荷到該位置的距離（m） Q：點電荷的電量

5.電場力F=qE F:電場力(N) q:受到電場力的電荷的電量(C) E:電場強度(N/C)

6.電勢與電勢差UA=εA/q UAB=UA- UB UAB =WAB/q=-ΔεAB/q

7.電場力做功WAB= qUAB (電場力做功與路徑無關)

WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J) q:帶電量(C) UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)

8.電勢能εA=qUA εA:帶電體在A點的電勢能(J) q:電量(C) UA:A點的電勢(V)

9.電勢能的變化:ΔεAB =εB- εA (帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值)

10.電場力做功與電勢能變化ΔεAB= -WAB= -qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)

11.電容C=Q/U (定義式,計算式) C:電容(F) Q:電量(C) U:電壓(兩極板電勢差)(V) 平行板電容器的電容C=εS/4πKd(決定式) S:兩極板正對面積 d:兩極板間的垂直距離

12.勻強電場的場強E=UAB/d UAB:AB兩點間的電壓(V) d:AB兩點在場強方向的距離(m)

13.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0): W=ΔEK qu=mVt2/2 Vt=(2qU/m)1/2

14.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)

類似於平 垂直電楊方向:勻速直線運動L=Vot (在帶等量異種電荷的平行極板中：E=U/d)

拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動 d=at2/2 a=F/m=qE/m

注:(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分。

(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直。

（3）常見電場的電場線分佈要求熟記。

(4)電場強度（矢量）與電勢（標量）均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關。

(5)處於靜電平衡狀態的導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面.導體內部合場強為零,導體內部沒有淨電荷,淨電荷只分佈於導體外表面。

(6)電容單位換算1F=106μF=1012PF

(7）電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J。

(8)靜電的產生、靜電的防止和應用要掌握。

十一、恆定電流

1.電流強度I=q/t I:電流強度(A） q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C） t:時間(S）

2.部分電路歐姆定律I=U/R I:導體電流強度(A) U:導體兩端電壓(V) R:導體阻值(Ω)

3.電阻電阻定律R=ρL/S ρ:電阻率(Ω·m) L:導體的長度(m) S:導體橫截面積(m2)

4.閉合電路歐姆定律I=ε/( r + R) ε= Ir + IR ε=U內+U外

I:電路中的總電流(A) ε:電源電動勢(V) R:外電路電阻(Ω) r:電源內阻(Ω)

5.電功與電功率 W=UIt P=UI W:電功(J) U:電壓(V) I:電流(A) t:時間(S) P:電功率(W)

6.焦耳定律Q=I2Rt Q：電熱(J) I:通過導體的電流(A) R:導體電阻值(Ω) t:通電時間(S)

7.純電阻電路中:由於I=U/R,W=Q因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率 P總=Iε P出=IU η=P出/P總

I:電路總電流(A) ε:電源電動勢(V) U:端電壓(V) η：電源效率

9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)

電阻關係 R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+

電流關係 I總=I1=I2=I3= I並=I1+I2+I3+

電壓關係 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3=

功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+

10.歐姆表測電阻

(1)電路組成 (2)測量原理

兩表筆短接後,調節Ro使電錶指針滿偏得

Ig=ε/(r+Rg+Ro)

接入被測電阻Rx後通過電錶的電流為

Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(R中+Rx)

由於Ix與Rx對應，因此可指示被測電阻大小

(3)使用方法:選擇量程、短接調零、測量讀數、

注意檔位(倍率)。

(4)注意:測量電阻要與原電路脫開,選擇量程使指針在中央附近,每次換檔要重新短接調零。

11.伏安法測電阻

電流表內接法： 電流表外接法：

電壓表示數：U=UR+UA 電流表示數：I=IR+IV

R的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+R>R（偏大） R的測量值=U/I=UR/(IR+IV)= RVR/(RV+R)

選用電路條件R>>RA [或R>(RARV)1/2] 選用電路條件R<

12.變阻器在電路中的限流接法與分壓接法

電壓調節範圍小,電路簡單,功耗小 電壓調節範圍大,電路複雜,功耗較大

便於調節電壓的選擇條件Rp>Ro或Rp≈Ro， 便於調節電壓的選擇條件Rp

注:(1)單位換算：1A=103mA=106μA ； 1KV=103V=106mA ； 1MΩ=103KΩ=106Ω

(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大。

(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻。

(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大。

(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(4r)。

(6)同種電池的串聯與並聯要求掌握。

十二、磁場

1.磁感強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量。 單位:(T) 1T=1N/（A·m）=1Wb/m2

2.磁通量Φ=BS Φ:磁通量(Wb) B:勻強磁場的磁感強度(T) S:正對面積(m2)

3.安培力F=BIL (L⊥B) B:磁感強度(T) F:安培力(F) I:電流強度(A) L:導線長度(m)

4.洛侖茲力f=qVB (V⊥B) f:洛侖茲力(N) q:帶電粒子電量(C) V:帶電粒子速度(m/S)

5.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種)

(1) 帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=Vo

(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下:

(a) F向心= f洛 即 mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= qVB

所以 R=mV/qB T=2πm/qB

(b)運動週期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下)。

(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑。

（d）熟記找圓心的兩種方法

注：(1)安培力按"電-磁-力"判定方向；洛侖茲力按"速-磁-力（-反向）"判定方向。

(2)常見磁場的磁感線分佈要掌握(見圖)，會立體圖與平面圖間的轉化。

十三、電磁感應

1.[感應電動勢的大小計算公式]

1)E=nΔΦ/Δt（普適公式） 2) E =BLV (切割磁感線運動)

3)E m=nBSω （發電機最大的感應電動勢） 4) E =BL2ω/2 （導體一端固定以ω旋轉切割）

[公式中的物理量和單位]

E：感應電動勢(V) n：感應線圈匝數 ΔΦ/Δt:磁通量的變化率 L:有效長度(m)

E m:電動勢峰值（在B//S時） S：面積 ω:角速度(rad/S) V:速度(m/S)

2.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定(電源內部的電流方向：由負極流向正極)。

3.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt L:自感係數(H)( L與有無鐵芯/線圈匝數等有關)

ΔI:變化電流 ∆t:所用時間 ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)

注：(1)感應電流的方向可用楞次定律或用"動-磁-電"判定

(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化；增反減同；來拒去留。

(3)單位換算1H=103mH=106μH。

十四、交變電流（正弦式交變電流）

1.電壓瞬時值e= E msinωt 電流瞬時值 ί=Imsinωt (中性面為計時起點；ω=2πf)

2.電動勢峰值E m=nBSω 電流峰值(純電阻電路中)Im= E m/R總

3.正(餘)弦式交變電流有效值E = E m/(2)1/2 U=Um/(2)1/2 I=Im/(2)1/2

4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關係U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n2 P入=P出

[公式1、2、3、4中物理量及單位]

ω:角頻率(rad/S) t:時間(S) n:線圈匝數 B:磁感強度(T) S:線圈的面積(m2)

U:(輸出)電壓(V) I:電流強度(A) P:功率(W)

注:(1)交變電流的變化頻率與發電機中線圈的轉動的頻率相同即: ω電=ω線 f電=f線

(2)發電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應電動勢為零,過中性面電流方向就改變（一個週期內改變兩次）

(3)有效值是根據電流熱效應定義的,沒有特別說明的交流數值都指有效值。

(4)理想變壓器的匝數比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等於輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入 。

(5)在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P´=(P/U)2R =(ΔU)2R

P´:輸電線上損失功率 P:輸送電能的總功率 U:輸送電壓 ΔU:輸電線上損失的電壓 R:輸電線電阻。

(6)正弦交流電圖象見書

十五、電磁振盪和電磁波

1.LC振盪電路T=2π(LC)1/2 f=1/T f:頻率(Hz) T:週期(S) L:電感量(H) C:電容量(F)

2.電磁波在真空中傳播的速度C=3.0×108m/s λ=C/f λ:電磁波的波長(m) f:電磁波頻率

注:(1)在LC振盪過程中,電容器電量最大時，振盪電流為零；電容器電量為零時，振盪電流最大。

(2) 麥克斯韋電磁場理論:變化的電(磁)場產生磁(電)場。

十六、光的反射和折射（幾何光學）----光路的可逆

1.反射定律α=i α;反射角 i:入射角

2.絕對摺射率、折射定律： (光從真空中到介質) n =sini/sinγ=C/V

n:折射率（可見光中紅光折射率小） C:真空中的光速 V:介質中的光速 i:入射角 γ:折射角

3. 光的色散：白光通過三稜鏡色散規律，紫光靠近底邊出射（即偏折最大）

4.光從介質進入真空或空氣中時發生全反射的臨界角C： sinC=1/n

注:(1)平面鏡反射成像規律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對稱。

(2)三稜鏡折射成像規律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移。

(3)光導纖維是光的全反射的實際應用

十七、光的本性（光既有粒子性,又有波動性,稱為光的波粒二象性）

1.兩種學說:微粒說(牛頓) 波動說(惠更斯)

2．雙縫干涉:

(1)中間為亮條紋,亮條紋位置: ΔS= (2n)λ/2;暗條紋位置:d=(2n+1)λ/2; n=0,1,2,3,……

ΔS:波程差(光程差) λ/2:光的半波長

(2) ΔX=Lλ/d ΔX:兩條亮條紋中心間距 L:縫到屏間的距離 d:兩條縫的間距　λ:光的波長

3.光的顏色由光的頻率決定,光的頻率由光源決定,與介質無關,各色光按頻率從低到高（波長由長到短）的排列順序是：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。 (助記：紫光的頻率大，波長小。)

4.薄膜干涉:增透膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4,即增透膜厚度d=λ/4

5.電磁波譜(按波長從大到小排列):無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線。

6.光子說,一個光子的能量E=hν h:普朗克常量（6.63×10-34J·S） ν:光的頻率

7.光電方程Ek=hν–W Ek:光電子初動能（等於mv2/2） hν:光子能量 W:金屬的逸出功

注:(1)要會區分光的干涉和衍射產生原理、條件、圖樣及應用,如雙縫干涉、薄膜干涉、單縫衍射、圓孔衍射、圓屏衍射等

(2)理解光的電磁說,知道光的電磁本質以及紅外線、紫外、線倫琴射線的發現和特性、產生機理、實際應用。

(3)光的直線傳播只是一種近似規律。

(4)其它相關內容: 光的本性學說發展史/泊松亮斑/發射光譜/吸收光譜/光譜分析/原子特徵譜線/光電效應的規律/光子說/光電管及其應用/光的波粒二性/

十八、原子和原子核

1.α粒子散射試驗結果:(a)大多數的α粒子不發生偏轉。

(b)少數α粒子發生了較大角度的偏轉。

(C)極少數α粒子出現大角度的偏轉(甚至反彈回來)。

2.原子核的大小10-15---10-14m，原子的半徑約10-10m (原子的核式結構)

3.玻爾的原子模型:

(a)能量狀態量子化:En=E1/n2 （E1=13.6eV）

(b)軌道半徑量子化:Rrn=n2R1 （R1=0.053）

(C)原子發生定態躍遷時,要輻射(或吸收)一定頻率的光子:hν=E初-E末 (能級躍遷)。

4.天然放射現象：α射線（α粒子是氦原子核）、β射線（高速運動的電子流）、γ射線（波長極短的電磁波）、α衰變與β衰變、半衰期(有半數以上的原子核發生了衰變所用的時間)。γ射線是伴隨α射線和β射線產生的。

5.質子的發現:盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核的實驗,質子實際上就是氫原子核。

6.中子的發現:查德威克用α粒子轟擊鈹時,得到了中子射線。

相同質子數和不同中子數的原子互稱同位素。

放射性同位素的應用:a利用它的射線；b做為示蹤原子。

7.愛因斯坦的質能聯繫方程:E=mC2 E:能量(J) m:質量(Kg) C:光在真空中的速度。

8.核能的計算ΔE=ΔmC2 當Δm的單位用Kg時，ΔE的單位為J；當Δm用原子質量單位u時，算出的ΔE單位為uC2；1uC2=931.5MeV 。

注:(1)常見的核反應方程:

發現中子 發現質子

重核裂變 輕核聚變

(2) 質量數和電荷數守恆,依據實驗事實,是正確書寫核反應方程的關鍵。

(3) 其它內容:重核裂變/鏈式反應/鏈式反應的條件/輕核聚變/核能的和平利用/核反應堆/太陽能

十九、實驗:

1共點力的合成 2練習使用打點計時器

3測勻變速直線運動的加速度 4驗證牛頓第二定律

5碰撞中的動量守恆 6平拋物體的運動

7驗證機械能守恆定律 8單擺測定重力加速度

9油膜法測分子直徑 10用描跡法畫出電場中平面上的等勢線

11測定金屬的電阻率 12用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻

13練習使用多用表測電阻 14測定玻璃的折射率

15用卡尺觀察光的衍射現象

二十、高中物理識結構概說——五大部分

1力學（力學/運動學/動力學/機械能/振動和波動）；

2熱學（分子動理論/氣體的性質）；

3電磁學（靜電場/恆定電流/磁場/電磁感應/電磁波（麥氏理論）；

4光學（幾何光學/光的本性）；

5原子物理（原子的結構/衰變/核反應/質能方程）。

物理是一門以實驗為基礎的學科，因此物理實驗是高中物理的重要組成部分。其中能量觀點貫穿於整個物理學的始終。