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高考必备高中物理公式大全(五)功和能

时间:2019-12-30 12:23:18

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高考必备高中物理公式大全(五)功和能

1.判断某力是否作功,做正功还是负功:

① F与l的夹角(恒力);

② F与v的夹角(曲线运动的情况);

③能量变化(两个相联系的物体作曲线运动的情况)

2.求功的六种方法

① W= Flcosα (恒力) 定义式

② W= P t (变力,恒力)

③ W= △Ek (变力,恒力)

④W外= △E (除重力外其他力做功的变力,恒力)

⑤ 图象法 (变力,恒力)

⑥ 气体做功: W =P △V (P——气体的压强;△V——气体的体积变化)

3.动摩擦因数处处相同,克服摩擦力做功 W= mgs

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4.功能关系

归纳为五大功能关系:

(1)合外力做功与动能变化的关系——动能定理

(2)重力、弹簧弹力、电场力(保守力)做功与相关势能变化的关系——势能定理

(3)除重力以外的其他外力做功与机械能变化的关系——功能原理(机械能定理)

(4)一对滑动摩擦力做功之和与生热的关系

(5)安培力做功与电能变化的关系。

6.电场力做功的计算方法:

(1)由公式W=Flcosθ计算,此公式只适用于匀强电场.可变形为W=qEd(其中d=lcosθ),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=-ΔEp=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代入符号,将公式写成WAB=qUAB,特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便:先计算UAB=WAB/q,若UAB>0,即φA-φB>0,则φA>φB;若UAB<0,即φA-φB<0,则φA<φB.

7.电功与电热

(1)纯电阻电路:如果电流通过某个电路时、它所消耗的电能全部转化为内能,如电炉、电烙铁、白炽灯,这种电路叫做纯电阻电路.在纯电阻电路中:电能全部转化为内能,电功和电热相等,电功率和热功率相等.

(2)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=I2Rt.此时有W=UIt=E其它+Q,故UIt> I2Rt.此时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算.

注:W=UIt算电功,Q=I2Rt算电热,适合任何电路,但W=Q只适合于纯电阻电路。

8.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.

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