高二物理竞赛知识点

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高二物理竞赛学问点1

1.可逆过程与不行逆过程

一个热力学系统，从某一状态动身，经过某一过程达到另一状态。若存在另一过程，能使系统与外界完全复原(即系统回到原来的状态，同时消退了原来过程对外界的一切影响)，则原来的过程称为“可逆过程”。反之，假如用任何（方法）都不行能使系统和外界完全复原，则称之为“不行逆过程”。

可逆过程是一种抱负化的抽象，严格来讲现实中并不存在(但它在理论上、计算上有着重要意义)。大量事实告知我们：与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆过程。

2.对于开氏与克氏的两种表述的分析

克氏表述指出：热传导过程是不行逆的。开氏表述指出：功变热(准确地说，是机械能转化为内能)的过程是不行逆的。

两种表述其实质就是分别选择了一种典型的不行逆过程，指出它所产生的效果不论用什么方法也不行能使系统完全恢复原状，而不引起其他变化。

请留意加着重号的语句：“而不引起其他变化”。比如，制冷机(如电冰箱)可以将热量q由低温t2处(冰箱内)向高温t1处(冰箱外的外界)传递，但此时外界对制冷机做了电功w而引起了变化，并且高温物体也多汲取了热量q(这是电能转化而来的)。这与克氏表述并不冲突。

3.不行逆过程的几个典型例子

例1(抱负气体向真空自由膨胀)如图1所示，容器被中间的隔板分为体积相等的两部分：a部分盛有抱负气体，b部分为真空。现抽掉隔板，则气体就会自由膨胀而布满整个容器。

例2(两种抱负气体的集中混合)如图2所示，两种抱负气体c和d被隔板隔开，具有相同的温度和压强。当中间的隔板抽去后，两种气体发生集中而混合。

例3焦耳的热功当量试验。

这是一个不行逆过程。在试验中，重物下降带动叶片转动而对水做功，使水的内能增加。但是，我们不行能造出这样一个机器：在其循环动作中把一重物上升而同时使水冷却而不引起外界变化。由此即可得热力学其次定律的“普朗克表述”。

再如焦耳-汤姆生(开尔文)多孔塞试验中的节流过程和各种爆炸过程等都是不行逆过程。

4.热力学其次定律的实质

对上面所列举的不行逆过程以及自然界中其他不行逆过程，我们完全能够由某一过程的不行逆性证明出另一过程的不行逆性，即自然界中的各种不行逆过程都是相互关联的。我们可以选取任一个不行逆过程作为表述热力学其次定律的基础。因此，热力学其次定律就可以有多种不同的表达方式。

但不论详细的表达方式如何，热力学其次定律的实质在于指出：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆的，并指出这些过程自发进行的方向。

高二物理竞赛学问点2

电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大，正电荷在电场中受力方向与场强方向全都，所以正电荷沿场强方向，电势能减小，负电荷在电场中受力方向与场强相反，所以负电荷沿场强方向，电势能增大，但电势都是沿场强方向减小。

1、缘由

电势能，电场力，功的关系与重力势能，重力，功的关系很相像。

E=mgh，重力做正功，重力势能减小。

电势能的缘由就是电场力有做功的力量，凡是势能规律几乎都是如此，电场力正做功，电势能减小，电场力负做功，电势能增大，在做正功的过程中，电势能通过做功的形式把能量转化为其他形式的能，因而电势能减小。

静电力做的正功功=电势能的减小量，静电力做的负功=电势能的增加量

2、推断电场力做功的方法

(1)看电场力与带电粒子的位移方向夹角，小于90度为正功，大于90度为负功;

(2)看电场力与带电粒子的速度方向夹角，小于90度为正功，大于90度为负功;

(3)看电势能的变化，电势能增加，电场力做负功，电势能减小，电场力做正功。

高二物理竞赛学问点3

一、起电方法的试验探究

1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。

2.两种电荷

自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷。如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

相互吸引的肯定是带异种电荷的物体吗?不肯定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电。

3.起电的方法

使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电

(1)摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的力量并不相同.两种物体相互摩擦时，束缚电子力量强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子力量弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)

(2)接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)

(3)感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体)

三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变。

二、电荷守恒定律

1.电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C。

2.元电荷：电子和质子所带电荷的肯定值1.6×10-19C，全部带电体的电荷量等于e或e的整数倍。(元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗?提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量.另外任何带电体所带电荷量是1.6×10-19C的整数倍。)

3.比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。

4.电荷守恒定律

表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消逝，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。

例：有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为QA=6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少?

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