高中物理奥林匹克竞赛专题知识点复习课件.pptx

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1、第六章热力学基础第六章热力学基础第六章第六章 气体动理学理论气体动理学理论 一一 理解理解理想气体的压强公式和温度公式，理想气体的压强公式和温度公式，通通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法的微观本质的思想和方法.能从宏观和微观两方面能从宏观和微观两方面理解压强和温度等概念理解压强和温度等概念.了解系统的宏观性质是微了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现观运动的统计表现.二二 了解了解自由度概念，自由度概念，理解理解能量均分定理。能量

2、均分定理。四四 了解了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程气体分子平均碰撞次数和平均自由程.三三 了解了解麦克斯韦速率分布律、麦克斯韦速率分布律、速率分布函数速率分布函数和速率分布曲线的物理意义和速率分布曲线的物理意义.了解了解气体分子热运动的气体分子热运动的三种统计速度三种统计速度.第六章热力学基础第六章热力学基础 自由度数目自由度数目 平平动动 转转动动 振振动动单单原子分子原子分子 3 0 3双双原子分子原子分子 3 2 5多多原子分子原子分子 3 3 6刚性刚性分子能量自由度分子能量自由度分子分子自由度自由度平动平动转动转动总总第六章热力学基础第六章热力学基础(A)Maxwell速率分布

3、定律速率分布定律(B)Boltzmamn速率分布定律速率分布定律理想气体状态方程理想气体状态方程 一个重要的方程一个重要的方程 两个重要的分布律两个重要的分布律第六章热力学基础第六章热力学基础1 最概然速率最概然速率2 平均速率平均速率3 方均根速率方均根速率vp与分布函数与分布函数f(v)的极大值相对应的速率，的极大值相对应的速率，即即气体中分子气体中分子速率与最概然速率相近的分子数最多速率与最概然速率相近的分子数最多(单位区间单位区间)。大量大量分子速率的统计平均值分子速率的统计平均值大量大量分子速率的平方平均值的平方根分子速率的平方平均值的平方根 三个统计速率三个统计速率第六章热力学基础

4、第六章热力学基础1 1、压强公式压强公式2 2、温度公式温度公式3 3、能量均分定理能量均分定理4 4、分子的平均自由程、分子的平均自由程和碰撞频率和碰撞频率 四个重要的统计规律四个重要的统计规律第六章热力学基础第六章热力学基础第七章第七章 热力学基础热力学基础 一一 掌握掌握内能、功和热量等概念内能、功和热量等概念.理解理解准静准静态过程态过程.二二 掌握掌握热力学第一定律，能分析、计算理热力学第一定律，能分析、计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量热量和内能的改变量.会计算理想气体（刚性分子会计算理想气体（刚性分子模型）

5、模型）的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能 .第六章热力学基础第六章热力学基础 三三 理解理解循环的意义和循环过程中的能量转循环的意义和循环过程中的能量转换关系，会计算卡诺循环和其他简单循环的效率换关系，会计算卡诺循环和其他简单循环的效率.四四 了解了解可逆过程和不可逆过程，可逆过程和不可逆过程，了解了解热力热力学第二定律和熵增加原理学第二定律和熵增加原理.五五 了解了解热力学第二定律的统计意义及玻耳热力学第二定律的统计意义及玻耳兹曼关系式兹曼关系式.第六章热力学基础第六章热力学基础Q0,系统吸收热量；系统吸收热量；Q0,系统对外作正功；系统对外作正功；A0,系

6、统内能系统内能增加；增加；E0；满足；满足熵增加熵增加原理。原理。对于对于非孤立的系统非孤立的系统，热力学理论可以证明：，热力学理论可以证明：熵熵为为状状态态的的单单值值函函数数，熵熵变变决决定定于于初初、终终状状态态，与与具具体体的过程是否可逆无关，但的过程是否可逆无关，但dQ/T()与过程有关。与过程有关。-热温比热温比微观过程微观过程宏观过程宏观过程第六章热力学基础第六章热力学基础第八章第八章 真空中的静电场真空中的静电场 一一 掌握掌握描述静电场的两个物理量描述静电场的两个物理量电场强度电场强度和电势的概念，理解电场强度和电势的概念，理解电场强度 是矢量点函数，而电是矢量点函数，而电势

7、势V 则是标量点函数则是标量点函数.二二 理解理解高斯定理及静电场的环路定理是静电场高斯定理及静电场的环路定理是静电场的两个重要定理，它们表明静电场是的两个重要定理，它们表明静电场是有源有源场和场和保守保守场场.三三 掌握掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度.四四 掌握掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式用点电荷和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法求解带电系统电势的方

8、法.第六章热力学基础第六章热力学基础一一 库仑定律库仑定律-电场强度电场强度定义式为：定义式为：方向方向 是是正电荷正电荷受力的方向受力的方向场强叠加原理场强叠加原理场强叠加原理场强叠加原理:电场中任一场点处的总场强等于各个点电荷单电场中任一场点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点各自产生的场强的矢量和。独存在时在该点各自产生的场强的矢量和。第六章热力学基础第六章热力学基础（不连续分布的源电荷）（不连续分布的源电荷）（连续分布的源电荷）（连续分布的源电荷）真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在数值上等于该曲面内包围的电量的代数和

9、乘以数值上等于该曲面内包围的电量的代数和乘以 二二 高斯定理高斯定理在电场中穿过任意曲面在电场中穿过任意曲面S 的电场线条数称为穿过该面的电通量。的电场线条数称为穿过该面的电通量。电通量电通量第六章热力学基础第六章热力学基础在静电场中，沿闭合路径在静电场中，沿闭合路径L L移动移动q0，电场力作功，电场力作功三三 静电场的环路定理静电场的环路定理环路定理环路定理L1L2ab电势能电势能电场中该点电场中该点电势电势定义为：定义为：电势差（电压）电势差（电压）第六章热力学基础第六章热力学基础电势叠加原理和计算电势叠加原理和计算电电势势叠叠加加原原理理：点点电电荷荷系系电电场场中中某某点点的的电电势

10、势为为各各个个点点电电荷荷单单独独存在时存在时,在该点电势的代数和，即为在该点电势的代数和，即为电势叠加原理。电势叠加原理。（代数和）（代数和）连续带电体连续带电体点电荷系点电荷系等势面等势面：在静电场中，电势相等的点所组成的面。：在静电场中，电势相等的点所组成的面。场强与电势梯度的关系：场强与电势梯度的关系：电势梯度：电势梯度：方向方向 等于电势升高最快的方向。等于电势升高最快的方向。第六章热力学基础第六章热力学基础第九章第九章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质 一一 理解理解静电场中导体处于静电平衡时的条件，静电场中导体处于静电平衡时的条件，并能从静电平衡条件来分析带电导体在静

11、电场中的电并能从静电平衡条件来分析带电导体在静电场中的电荷分布荷分布.三三 理解理解电容的定义，并能计算几何形状简电容的定义，并能计算几何形状简单的电容器的电容单的电容器的电容.四四 了解了解静电场是电场能量的携带者，了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量.二二 了解了解电位移矢量电位移矢量 的概念，以及在各向同的概念，以及在各向同性介质中，性介质中，和电场强度和电场强度 的关系的关系 .了解了解电介质中电介质中的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电场强度的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电场强度.第六章热力

12、学基础第六章热力学基础+导导体体是是等等势势体体一一 静电平衡静电平衡(1)导体内部任何一点处的电场强度为零；导体内部任何一点处的电场强度为零；(2)导体表面处的电场强度的方向，与导体表面垂直。导体表面处的电场强度的方向，与导体表面垂直。导体表面是等势面导体表面是等势面 导体内部电势相等导体内部电势相等第六章热力学基础第六章热力学基础静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布+结论结论 导体内部无净电荷导体内部无净电荷1 1 实心导体实心导体2 2 有空腔导体有空腔导体空腔内无电荷空腔内无电荷因为因为电荷完全分布在外表面上电荷完全分布在外表面上(内表面无电荷内表面无电荷)第六章热力学

13、基础第六章热力学基础3 空腔内有电荷空腔内有电荷电荷分布在表面上电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？内表面上有电荷吗？结论结论:当空腔内有电荷当空腔内有电荷+q时时,内表面因静电感应出现等值内表面因静电感应出现等值异号的电荷异号的电荷-q，外表面有感应电荷，外表面有感应电荷+q(电荷守恒电荷守恒)第六章热力学基础第六章热力学基础电位移矢量电位移矢量 通通过过电电介介质质中中任任一一闭闭合合曲曲面面的的电电位位移移D的的通通量量等等于于该该面面所所包包围的自由电荷的代数和。围的自由电荷的代数和。相对介电常数相对介电常数介电常数介电常数二二 电介质电介质中的中的高斯定理高斯定理真空真空极板：红色极板

14、：红色介质：蓝色介质：蓝色-+-+DPE第六章热力学基础第六章热力学基础三三 电容器电容电容器电容 电电容容的的大大小小仅仅与与导导体体的的形形状状、相相对对位位置置、其其间间的的电电介介质质有关，与极板是否带电和带电荷量多少有关，与极板是否带电和带电荷量多少无关无关.电电容容器器的的电电容容：极极板板的的带带电电量量与与两两极极板板之之间间的的电电势势差差的的比比值值为为电电容容器器的电容。的电容。第六章热力学基础第六章热力学基础1 1 平板电容器平板电容器+-(2)两带电平板间的电场强度两带电平板间的电场强度(1)两导体板分别带电两导体板分别带电(3)两带电平板间的电势差两带电平板间的电势

15、差(4)平板电容器电容平板电容器电容介质介质第六章热力学基础第六章热力学基础平行板电平行板电容器电容容器电容2 2 圆柱形电容器圆柱形电容器(2)(4)电容电容+-(1)两导体圆两导体圆柱柱面单位长度上面单位长度上 分别带电分别带电(3)第六章热力学基础第六章热力学基础3 3 球形电容器的电容球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为球形电容器是由半径分别为R1和和R2的两同心金属球壳所组成。的两同心金属球壳所组成。解：解：设内球带正电设内球带正电+Q，外球带负电，外球带负电-Q*-孤立导体球电容孤立导体球电容第六章热力学基础第六章热力学基础四四 电容器的串联和并联电容器的串联和并联 电容器的电容器的串串联联AB+q-q2 电容器的电容器的并并联联AB第六章热力学基础第六章热力学基础1 1 电容器的电能电容器的电能五五 电能电能2 2 静电场的能量静电场的能量电场空间所存储的能量电场空间所存储的能量 电场能量密度电场能量密度