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物理相关总结

 星光闪闪360 2021-03-27

常见现象总结

闪电雷鸣原理

雷电是雷雨云中的放电现象。这种云的底部离地面约1公里高,一般云顶带正电荷,云底带负电荷,相应的地面也产生与云底电荷相反的感应电荷。由于对流作用,云上下运动,云内的冰晶相互摩擦使电荷逐步增多,云的内部、云与云、云与地面之间的同电荷区形成了很强的电场,电场达到一定强度就要相互中和而发生放电,在光的通路上产生高温,使四周空气剧烈受热,突然膨胀,发生巨大的响声,这就是雷鸣。

冬天为什么不打雷

形成雷雨云要具备一定的条件,即空气中要有充足的水汽,要有使湿空气上升的动力,空气要能产生剧烈的对流运动。

春夏季节,由于受南方暖湿气流影响,空气潮湿,同时太阳辐射强烈,近地面空气不断受热而上升,上层的冷空气下沉,易形成强烈对流,所以多雷雨

而冬季由于受大陆冷气团控制,空气寒冷而干燥,加之太阳辐射弱,空气不易形成剧烈对流,因而很少发生雷电

电与磁

磁铁的原理

磁铁能吸引铁、钴、镍等物质

磁铁两端磁性强的区域称为磁极,一端称为北极(N极),一端称为南极(S极)。实验证明,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

其原理在于电流产生的磁场会磁化别的物体,磁化后的物体会产生电场,电场之间的互相作用产生力的作用。磁铁的原子内部结构比较特殊,本身就具有磁矩,能够产生磁场。

在原子内部,电子不停地自转,并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中,电子运动的方向各不相同、杂乱无章,磁效应相互抵消。因此,大多数物质在正常情况下,并不呈现磁性。

铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同,它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来,形成一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后,内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来,使磁性加强,就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程。

磁场

磁场是指传递实物间磁力作用的场。磁场是一种看不见、摸不着的特殊的场。磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。

磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。

电场是由电荷产生的。电场与磁场有密切的关系;有时磁场会生成电场,有时电场会生成磁场。

电场与磁场的关系

变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场

电磁波

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波

电磁波在真空中速率固定,速度为光速。

电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。且温度越高,放出的电磁波波长就越短。

电磁波以有限的速度传播,具有可交换的能量和动量

磁感线

磁感线(Magnetic Induction Iine):在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极或传向无穷远处,在磁体内部磁感线从S极到N极。

磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线。但可以根据磁感线的疏密,判断磁性的强弱。磁感线密集,则磁性强,稀疏,则弱。

电的原理

直流电和交流电

直流电就是大小和方向不会随着时间变化的电流就是直流电。比如我们的干电池还有我们的光伏电池板发出来的电都是直流电。

交流电就是强度与方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。我们的家用电源就是交流电。

交流电被广泛运用于电力的传输,因为在以往的技术条件下交流输电比直流输电更有效率。都知道电压=电流*电阻,电阻无法改变的情况下只能提高电压来降低损耗。

交流电升降压容易的特点正好适合实现高压输电。使用结构简单的升压变压器即可将交流电升至几千至几十万伏特,从而使电线上的电力损失极少。在城市内一般使用降压变压器将电压降至几万至几千伏以保证安全,在进户之前再次降低至市电电压或者适用的电压供用电器使用。

零线和火线和地线

火线的对地电压等于220V

零线的对地的电压等于零(它本身跟大地相连接在一起的)。

地线主要是保护线,没有任何电流经过,接地线是为了防止电器因内部绝缘破坏外壳带电而引起的触电事故,是为了人们的安全性着想的。

由于两种线危险性不同,所以一般用不同颜色来区分。火线(L)颜色须用红色、黄色、绿色;零线(N)颜色须用黑色、蓝色黄绿相间(俗称花线)表示地线(E线)。在家中可以通电,用电笔测来区分,会亮的全是火线。

所以当人的一部分碰上了火线,另一部分站在地上,人的这两个部分之间的电压等于220V,就有触电的危险了。反之人即使用手去抓零线,如果人是站在地上的话,由于零线的对地的电压等于零,所以人的身体各部分之间的电压等于零,人就没有触电的危险。

一旦把地线当做工作零线使用,如果碰上电流过大,接地保护线烧断,这个时候断开点以下的所有电器外壳都会带电,会带来更大的触电危险。

家庭电线功率

电源线的规格不同、材质 不同、铺设方式不同,所承受的电器功率大小都有所不同。

2.5平方的铜芯线,明线铺设时可承受5500瓦以内的电器功率;暗线铺设可以承受3500瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设可以承受4400瓦以内的电器功率;暗线铺设可以承受2800瓦以内的电器功率。

4平方的铜芯线,明线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率;暗线铺设可以承受5500瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设时可承受5500瓦以内的电器功率;暗线可以承受4400瓦以内的电器功率。

6平方的铜芯线,明线铺设可以承受8800瓦以内的电器功率;暗线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率;暗线铺设可以承受5500瓦以内的电器功率。

暗线铺设可以承受2800瓦以内的电器功率、铺设方式不同,明线铺设可以承受8800瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率。

暗线铺设可以承受5500瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设可以承受4400瓦以内的电器功率;暗线可以承受4400瓦以内的电器功率;铝芯线明线铺设时可承受5500瓦以内的电器功率。

暗线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率,明线铺设可以承受7000瓦以内的电器功率,所承受的电器功率大小都有所不同;6平方的铜芯线。

串联和并联

并联特点:

并联电路中用导线连接在电源两极的任意两点间的电压相等。电压并联电路中各电阻的电压与总电压相同。

各处电流加起来才等于总电流

串联特点:

串联电路中各处电流都想等;

串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和

电器应该并联还是串联

各用电器之间是相互并联在电路上的,这样各电器才能有足够高的电压

插排

插排内部每个插空的关系也是并联的

插排的功率:

插排上会标上额定公里,在这个插排上插的电器的总功率超过额定功率插排线就容易烧毁。

电笔

常用的试电笔,检测电压范围在60500V

验电笔前端为金属探头,用来与所检测设备进行接触。 后端也是金属物,可能是金属挂钩,也可能是金属片,用来与人体接触。

中间的绝缘管内是能发光的氖灯、电阻以及压力弹簧。 无论验电笔的类型如何,结构怎样,它们的工作原理是一样的。

测交流电时氖管两端同时发亮,测直流电时氖管里只有一端极发亮。

判定直流电正负极口诀:电笔判定正负极,观察氖管要心细,前端明亮是负极,后端明亮为正极。

原理

电笔的原理是电流流过电笔中的稀有气体,就会发出有颜色的光。测电时要用手摸电笔尾部,因为这样才能形成电路,电流从电笔一端流入,经过稀有气体,到达尾部,然后电流经过人体流到地下。

为什么不会触电

稀有气体电阻是很大的,所以经过人体的电流会很小,不会对人体造成危害。

家庭电路图

力被定义为物体对物体的作用,这种作用可以改变物体的运动状态或产生形变。

力的性质包括物质性、相互性和可传递性。物质性指力是物体之间的相互作用,不能脱离物体而存在,对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。相互性指任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。可传递性指力可以通过某种形式传递给其他物体

力是物体之间的相互作用产生的,可以是相互接触产生如摩擦力,磁力如磁铁(相互接触的磁场产生的力);也可以是非接触的万有引力如重力,静电力(是由于电荷之间的电场相互作用

重力与质量

重力:

  • 任何两个物体之间由于它们的质量而产生的相互吸引力物体受到的重力大小与其质量成正比

  • 可以用公式G=mg表示,其中G表示重力,m表示质量,g表示重力加速度,g是一个常数,约等于9.8N/kg

  • G表示物体所受重力,单位是牛顿(N);m表示物体的质量,单位是千克(kg);g表示重力加速度,单位是米每平方秒(m/s²

质量:

  • 质量分为惯性质量和引力质量

  • 惯性质量表示的是物体对运动的反抗能力,即F=ma,其中F表示物体所受的力,m表示物体的惯性质量,a表示物体的加速度。

  • 引力质量表示的是物体之间的万有引力作用,即F=G(m1m2)/r²,其中F表示物体所受的万有引力,G表示万有引力常数,m1和m2表示两个物体的引力质量,r表示它们之间的距离。

物质组成

物质是由分子、原子和离子等基本粒子构成的

分子是保持物质化学性质的最小粒子,是化学反应中最小的反应单元。

原子是化学变化中的最小粒子,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。不同元素的原子具有不同的核电荷数,即不同的质子数,因此具有不同的化学性质。

离子是由原子或分子失去或获得电子而形成的带电粒子。离子可以是阳离子或阴离子,带正电荷或负电荷。离子在溶液中可以自由移动,因此具有导电性

核裂变与核聚变

核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

核聚变释放的能量通常比核裂变更大

金矿石的形成

在地球形成的过程中,由于铁元素在地球的核心中沉淀,导致地核中的金元素含量相对较高。除了地球内部的金元素外,天体中的金元素也可以通过超新星爆炸等形式传播到地球上。一些研究认为,地球上的重元素,包括金元素,可能是由宇宙射线轰击早期地球的轻元素而形成的。黄金还可以通过岩浆活动、热液作用等地质过程在地壳中形成。在这些过程中,金元素可能会被溶解在岩浆中或被吸附在矿物颗粒上。

金元素之间相互吸引的原因主要是由于它们的原子之间的相互作用力。金元素是一种金属元素,具有自由移动的价电子,这些价电子在金原子之间可以形成静电引力,使得金原子之间相互吸引。除了静电引力外,金元素之间还可以形成金属键、离子键和共价键等不同类型的化学键,这些化学键也促进了金元素之间的相互吸引和聚集。

金属元素的归类

原子结构:金属元素的原子最外层电子数较少,容易失去电子成为阳离子,表现出金属性;而非金属元素的原子最外层电子数较多,容易得到电子成为阴离子,表现出非金属性。

性质特征:金属元素通常具有较高的导电性和导热性,具有良好的延展性和机械加工性能,且大多呈现银白色或灰色,如铜、铁、铝等。非金属元素则通常表现出较高的化学反应活性和非金属性,如氢、氮、氧等。

在周期表上的分布:通常,周期表中的第1族和第2族元素大多属于金属元素,而第17族和第18族元素大多属于非金属元素。此外,在过渡元素中,包括副族元素和铁系元素等,也包含了一些金属元素和非金属元素。

金刚石是怎么产生的

金刚石的产生与地球的高温高压环境密切相关。在地球的内部,尤其是在地幔和地核的交界处,碳元素在高温和高压的作用下可以结晶形成金刚石。

金刚石也可以通过陨石撞击等外太空事件产生。

人工的与天然的区别:

  • 人工合成的金刚石通常较小,形状也较为规整,而天然金刚石则可能较大,形状各异。

  • 人工合成的金刚石通常较为纯净,颜色较浅,而天然金刚石则可能含有多种杂质,颜色深浅不一。

  • 人工合成的金刚石结晶程度较高,晶体结构更加规整,而天然金刚石的结晶程度较低,晶体结构相对较为松散。

  • 人工合成的金刚石主要用于制造切割工具、刀具等,而天然金刚石则主要用于珠宝、工业等领域。

人们更喜欢天然的金刚石,而且人工合成的成本也非常高,所以还是主要天然的用于珠宝。

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