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实验探究影响滑动摩擦力大小因素)视频
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静摩擦力计算方法、利用与防止第九章《压强》第1节《压强概念》视频
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实验测滑轮组的机械效率及力学推导第十三章《内能》第1节《分子热运动》视频:物质的构成与分子热运动演示实验视频:扩散现象视频:分子热运动与分子间作用力视频:固体与气体分子间作用力视频:分子动理论的基本观点第2节《内能》视频:内能的概念视频:内能与温度的关系视频:物体内能的改变与热量第节《比热容》视频:比热容概念引导视频:比热容的公式与推导式视频:比热容的公式与推导式第十四章《内能的利用》第1节《热机》视频:热机的概念与分类视频:曲柄连杆与蒸汽机的结构视频:蒸汽机与汽轮机的工作原理视频:汽油机结构与工作原理视频:柴油机构造与工作原理第2节《热机的效率》视频:热机效率引入与热值视频:热机的效率与提升第节《能量的转化和守恒》视频:能量的转化与守恒视频:永动机违背能量守恒第十五章《电流和电路》第1节《两种电荷》视频:电荷相互作用与正负电荷规定视频:电荷量与验电器视频:原子及其结构视频:导体与绝缘体第2节《电流和电路》视频:从水循环理解电流视频:电流的概念与电路的组成视频:电学元件图形符号与电路图视频:通路、断路与短路第节《串联和并联》视频:串联电路与并联电路视频:串联并联电路的开关视频:从电流流动来理解串并联开关第4节《电流的测量》视频:电流的强弱视频:电流表及其读数步骤视频:电流表读数典型题讲解第5节《串并联电路电流规律》视频:实验探究串联电路的电流规律视频:实验探究并联电路的电流规律第十六章《电压与电阻》第1节《电压》视频:电压的概念视频:电压表使用三大注意事项视频:实验练习使用电压表视频:电压表读数步骤与案例解析第2节《串并联电路中电压的规律》视频:实验探究串联电路的电压规律视频:实验探究并联电路的电压规律第节《电阻》视频:电阻的概念与单位视频:实验探究影响导体电阻大小的因素第4节《变阻器》视频:变阻器的引入视频:滑动变阻器工作原理视频:滑动变阻器的接线柱视频:滑动变阻器滑片P的移动视频:用滑动变阻器控制灯泡明暗视频:用滑动变阻器测定油箱的油量第十七章《欧姆定律》第1节《电流与电压和电阻的关系》视频:电流、电压、电阻关系的思考视频:实验探究电流与电压的关系视频:实验探究电流与电阻的关系第2节《欧姆定律内容与公式》视频:欧姆定律内容、公式与应用视频:串联电路的分压特点视频:并联电路的分流特点视频:电压表的特殊测量第节《电阻的测量》视频:电阻测量原理与伏安法的概念视频:用伏安法测定值电阻视频:伏安法测灯泡的电阻第4节《欧姆定律在串并联电路中的应用》视频:等效电阻的概念与串联电路等效电阻视频:并联电路等效电阻推导视频:串联电路电阻改变引起各电表的变化规律视频:并联电路电阻改变引起各电表的变化规律第十八章《电功率》第1节《电能与电功》视频:电能的概念与单位视频:电能表及其数据读取视频:电功与电功的计算式视频:电功推导式与手机电池容量第2节《电功率概念与公式》视频:电功率的概念与公式视频:常用电器电功率及单位千瓦时的由来视频:额定电压与额定功率的概念视频:串、并联电路中总功率的计算1视频:串、并联电路中总功率的计算2第节《测量小灯泡的电功率》视频:测量小灯泡的电功率的实验视频:测小灯泡电功率实验电路图与数据处理第4节《焦耳定律》视频:电流的热效应视频:焦耳定律的内容与表达式视频:用焦耳定律解释电炉问题视频:电热的利用与防止第十九章《生活用电》第1节《家庭电路》视频:家庭电路的组成视频:电阻丝与空气开关视频:火线、零线、试电笔使用方法视频:试电笔的结构与氖灯视频:三线插头与漏电保护器第2讲《家庭电路中电流过大的原因》视频:家用电器对家庭电路的影响视频:短路对家庭电路的影响视频:实验探究保险丝的熔断第讲《安全用电》视频:电压越高越危险视频:四大常见触电事故1、2视频:四大常见触电事故、4视频:触电事故的急救措施视频:防雷与防雷避雷针第二十章《电与磁》第1节《磁现象与磁场》视频:航海中用的司南视频:磁现象与磁极间作用力视频:磁场的概念与磁场方向规定视频:典型磁场磁感线分布第2节《电生磁》视频:奥斯特的电流磁效应实验视频:通电螺线管的磁场分布视频:安培定则视频:安培定则使用案例第节《电磁铁与电磁继电器》视频:电磁铁的概念与应用视频:实验探究影响电磁铁磁性大小的因素视频:高速磁悬浮列车视频:电磁继电器视频:电磁继电器三大典型应用第二十一章《信息的传递》第1节《现代顺风耳——电话》第2节《电磁波的海洋》第讲《广播、电视和移动通讯》第4讲《越来越宽的信息之路》第二十二章《能源与可持续发展》第1节《能源》第2节《核能》第讲《太阳能》第4讲《可持续性发展》文章来源网络,版权归原作者所有;我们网尊重原创,旨在分享,并非商用,如涉及版权问题,请联系我们删除。
第十三章热和能
第一节分子热运动
1、扩散现象:
定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
扩散现象说明:①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;②分子之间有间隙。
固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩散的快慢不同,气体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢。汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。
扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
2、分子间的作用力:
分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。分子间距离越小,作用力越大。
①当分子间距离等于r0(r0=10-10m)时,分子间引力和斥力相等,合力为0,对外不显力;
②当分子间距离减小,小于r0时,分子间引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力;
③当分子间距离增大,大于r0时,分子间引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
④当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10r0时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。
第二节内能
1、内能:
定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
任何物体在任何情况下都有内能。内能的单位为焦耳(J)。
2、影响物体内能大小的因素:温度、质量、材料、状态。
①温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;反之,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
、改变物体内能的方法:做功和热传递。
①做功:做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加,如克服摩擦做功和压缩体积做功都使内能增大;物体对外做功物体内能会减少,如物体膨胀对外功内能会减少。
做功改变内能的实质:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。
②热传递:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;
注意:热传递的条件:存在温度差。如果没有温度差,就不会发生热传递。物体吸收热量,内能可能升高,也可能不变如晶体熔化,水沸腾;吸热温度也可能降低,如液体蒸发吸热温度反而下降。
第三节比热容
1、比热容:比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
物理意义:水的比热容c水=4.2×10J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×10J。
比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容,在吸收或放出同样的热量时,温度不容易升也不容易降,是较好的保温材料。
第十四章:内能的利用
第一节:热机
1、利用内能来加热和做功
2、热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器叫热机。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等
、内燃机:
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。
、汽油机和柴油机的比较:
①汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。
⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
第二节:热机效率
1、热值
定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。
单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m)。
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。
公式:Q=qm
酒精的热值是.0×J/kg,它表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是.0×J。
煤气的热值是.9×J/m,它表示1m煤气完全燃烧放出的热量是.9×J。
2、热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
、热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。
4、公式:由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
5、热机能量损失的主要途径:①气带走大量的热量、②燃烧不完全、③器散热损失、④器克服摩擦要消耗能量损失。
6、提高热机效率的途径:①使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;②机件间保持良好的润滑,减小摩擦。③在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7、有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
第三节能量的转化和守恒
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
第十五章电流与电路
第一节电荷摩擦起电
1、电荷:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体。
自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。
电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
带电体既能吸引不带电的轻小物体,又能吸引带异种电荷的带电体。
电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。
2、检验物体带电的方法:
①使用验电器。验电器的原理:同种电荷相互排斥。从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。
②利用电荷间的相互作用。互相排斥的是同种电荷,互相吸引的是异种电荷。
③利用带电体能吸引轻小物体的性质。
、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。
摩擦起电原因:宇宙是由物质组成的,物质是由分子、原子组成的,分子是由原子组成的,原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的,原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了原子的全部质量,原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。原子核又是由质子和中子组成的,其中质子带正电,中子不带电。
在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,通常用符号e表示。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。1电子所带电荷1.6×10-19C。
在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,整个原子呈中性,也就是原子对外不显带电的性质。
原因:由于不同物质原子核束缚电子的本领不同。两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子的本领弱的物体,要失去电子,因缺少电子而带正电,原子核束缚电子的本领强的物体,要得到电子,因为有了多余电子而带等量的负电。摩擦起电是把机械能转化成电能。
注意:①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子;
②摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷;
③摩擦起电并不是创造电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正负电荷分开,但电荷总量守恒。
5、导体容易导电的物体叫做导体;。
常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。
6、不容易导电的物体叫做绝缘体,常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。
导体容易导电的原因:导体中有大量的自由电荷(既可能是正电荷也可能是负电荷),它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部自由移动。
绝缘体不容易导电的原因:在绝缘体中电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。(绝缘体中有电荷,只是电荷不能自由移动)
金属导体容易导电靠的是自由电子;酸碱盐的水溶液容易导电靠的是阳离子和阴离子。
导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体。
绝缘体不能导电但能带电。
第二节电流和电路
1、电流
电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。
电流的方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。
在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极。
2、电路的构成:电源、开关、用电器、导线。
电源:能够提供电能的装置,叫做电源。
干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能转化为电能。
持续电流形成的条件:①必须有电源;②电路必须闭合(通路)。
开关:控制电路的通断。
用电器:消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。
导线——传导电流,输送电能。
4、电路的三种状态:
通路——接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。
开路(断路)——断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。
短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不会工作)。
第三节串联和并联
1、串联电路:
把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。
特点:①电流只有一条路径;
②各用电器之间互相影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;
③只需一个开关就能控制整个电路。开关的位置改变,其作用不会改变。
2、并联电路:
把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。
电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所经过的路径叫做支路。
特点:①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分;
②各用电器之间互不影响,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;
③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各支路的用电器。
第四节电流的强弱
1、电流:
电流是表示电流强弱的物理量,用符号I表示。电流的单位为安培,简称安,符号A。比安培小的单位还有毫安(mA)和微安(μA),1A=10mA1mA=10μA1A=μA
2、电流表:
测量电流的仪表叫电流表。符号为A,其内阻很小,可看做零,电流表相当于导线。
、正确使用电流表的规则:
①电流表必须和被测的用电器串联。
②“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“+”接线柱流进电流表,从“-”接线柱流出来。否则电流表的指针会反向偏转。
③被测电流不能超过电流表量程。若不能预先估计待测电流的大小时,应选用最大量程进行试触。
若被测电流超过电流表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电流表烧坏。在试触过程中若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于0.6A),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。否则将烧坏电流表。
第五节串、并联电路的电流规律
1、串联电路中各处的电流相等。
2、并联电路的干路电流等于各支路电流之和。
第十六章电压电阻
第一节电压
1、电压:
电压使电路中自由电荷定向移动形成电流,电源是提供电压的装置。要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电压。
电压的符号是U,单位为伏特(伏,V)。比伏特大的有千伏(kV),比伏特小的有毫伏(mV),1kV=10V,1V=10mV,1kV=mV
2、电压表:测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号为V,其内阻很大,接入电路上相当于断路。
、正确使用电压表的规则:
①电压表必须和被测的用电器并联。
如果与被测用电器串联,会因为电压表内阻很大,此段电路开路而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上,这时电压表测的是其他支路两端的电压;如果被测用电器在干路上,则整个电路便成开路了,这时电压表测的是电源电压。
②“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“+”接线柱流进电压表,从“-”接线柱流出来。否则电压表的指针会反向偏转。
③被测电压不能超过电压表量程。若不能预先估计待测电压的大小时,应选用最大量程进行试触。
若被测电压超过电压表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电压表烧坏。若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于V),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
⑤压表的两个接线柱可以直接连到电源的两极上,此时测得的是电源的电压值。
常见的电压:家庭电路电压——V,对人体安全的电压——不高于6V,一节干电池的电压——1.5V,每节铅蓄电池电压——2V
第二节串、并联电路电压的规律
1、串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
2、并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压值。
第三节电阻
1、电阻:
导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1MΩ=10kΩ,1kΩ=10Ω,1MΩ=Ω
2、电阻大小的影响因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料(电阻率ρ)、长度(L)和横截面积(S),还与温度有关。与导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。
而且:①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般不同;
②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。(例如玻璃)
第四节变阻器
1、滑动变阻器:
电路符号:变阻器应与被控制的用电器串联。
原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流和电压,有时还起到保护电路的作用。
铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A。
使用滑动变阻器的注意事项(见右图):
①线时必须遵循“一上一下”的原则。
②果选择“两上”(如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“两下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。
上述②③两种错误的接法都会使滑动变阻器不能改变电阻大小。
④滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大。
2、电阻箱:
电阻箱是一种能够表示连入电路的阻值的变阻器。
、滑动变阻器与电阻箱的比较:
相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到改变电阻,从而改变电路中的电流和电压的作用。
不同点:①电阻箱能直接读出连入电路的阻值,而滑动变阻器不能读数;
②滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,而电阻箱不能连续改变连入电路的电阻。
第十七章欧姆定律
第一节电流与电压和电阻的关系
一、在探究导体中的电流跟导体两端的电压关系实验中,结论是:
当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
动变阻器的作用可有两个:第一,保护电路,防止电流过大,;第二,改变定值电阻两端的电压和电路中电流,取得多组电压和电流值,找出电流与电压关系;
二、在探究导体中的电流跟导体电阻关系实验中,结论是:
当电压一定时,导体中的电流跟导体电阻成反比。
动变阻器的作用可有两个:第一,保护电路,防止电流过大,第二,维持电阻两端电压不变。
第二节欧姆定律及其应用
1、欧姆定律内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2、公式:I=R(U)
使用欧姆定律时需注意:R=I(U)不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
2、电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=R1+R2(R1R2);
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比U2(U1)=R2(R1)
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
I2(I1)=R1(R2)
电路作用
分压
分流
*电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
第三节电阻的测量
R=I(U)
①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=I(U)算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=I(U),计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;目的是保护电路
②接好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③动变阻器的作用:A:保护电路。B:改变电阻两端的电压和通过的电流,在实验时多测几组数值求平均值,为减小误差.
第十八章电功率
第一节电能
1、电功:
定义:电流所做的功叫电功。电功的符号是W
单位:焦耳(焦,J)。电功的常用单位是度,即千瓦时(kW·h)。1kW·h=.6×J
电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
公式:①W=UIt
2、电能表:
测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,计数器的最后一位是小数,即.5kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。
“V”表示这个电能表的额定电压是V,应该在V的电路中使用。
“10(20A)”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A。
“50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用;
“revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的表盘转过转。
第二节电功率
1、电功率:
定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。
意义:表示消耗电能的快慢。
单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=10W
电功率的定义式:P=t(W)
电功率的计算式:P=UIP=I2RP=R(U2)
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变
2、串并联电路电功率特点:
①串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即P2(P1)=R2(R1);
②并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即P2(P1)=R1(R2)。
、用电器的额定功率和实际功率
用电器实际工作时的三种情况:
①U实U额P实P额——用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红);
②U实U额P实P额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额P实=P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ25”表示额定电压是V,额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。
将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。
第三节测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的功率
电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
①按电路图连接实物。
②检查无误后,闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路;
④不需要计算电功率的平均值。
第四节焦耳定律及其应用
1、电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的热效应。
2、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
、定义式:Q=I2Rt
有关焦耳定律的注意事项:对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立Q=UitQ=R(U2)tQ=Pt;对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
第十九章:生活用电
第一节:家庭电路:
家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。
家庭电路中各部分电路及作用:
1、进户线:进户线有两条,一条是端线,也叫火线,一条是零线。火线与零线之间的电压是V。火线与地面间的电压为V。正常情况下,零线之间和地线之间的电压为0V。
2、电能表:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
、闸刀开关:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,控制整个电路的通断。
4、保险丝:
电路符号:
材料:保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。(原因:保险丝电阻较大,使得电能转化为热的功率比较大,保险丝温度易升高,达到熔点后就自动熔断。)
保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。
选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
连接:保险丝应串联在家庭电路的干路上,且一般只接在火线上。
注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。
5、插座
种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座
安装:把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。(万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏,使外壳带电,电流就会流入大地,不致对人造成伤害。)
6、用电器(电灯)和开关:
家庭电路中各用电器是并联的。
开关和用电器串联,开关必须串联在火线中。
与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。
7、测电笔:用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光;测零线时不会发光。
第二节:家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因:①发生短路;②接入电路中的总功率过大。
这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝太细(额定电流过小),也容易烧坏。
四、电路计算
当遇到带有电路的题时,首先要识别电路,画出等效电路图(如果能够直接分析,就没有必要浪费时间画出等效电路图)。识别电路、电路分析包括以下内容:
认清用电器(电阻)的连接关系:是串联还是并联(目前我们很少研究混联电路);
认清电路是“通路”、“断路”还是“断路”;
认清各个开关分别控制哪个用电器或哪部分电路;
认清滑动变阻器的滑片P移动时将如何改变接入电路中电阻的大小,从而改变电路电流的。
(有时,滑动变阻器相当于一端导线或定值电阻,但与滑动变阻器连接的电表会让我们“闹心”,这时最好画等效电路图进行分析)
认清电流表、电压表测量的是哪个用电器或哪部分电路的电流、电压。
可以把电表两端沿着导线(或跨过开关、电流表)移动,以方便分析。
定性分析的策略
电路定性分析的特点是:没有定量计算,只有定性分析,在电源电压和定值电阻不变的情况下,经过移动滑动变阻器的滑片或开关的连通或断开从而改变了电路的结构,使电路的总电阻、总电流、分电压、分电流及分功率等物理量发生了变化。
定性分析的思维顺序:
“先看总电阻”(用串、并联特点)
当滑动变阻器的滑片向左(右)滑动或开关断开(闭合)时,由串、并联特点可以推出如下结论:
当电路(串、并)中的任何一个电阻变大(小)时,电路的总电阻将变大(小);
串联电路中,越串,总电阻越大;
并联电路中,越并,总电阻越小。
“再看总电流”(用欧姆定律,电源电压不变)
“串联看分电压”
先用欧姆定律看定值电阻的电压,再用串联特点看另一电阻的分电压。
“并联看分电流”
先用欧姆定律看定值电阻的电流,再用串联特点看另一电阻的分电流。
“最后看功率”(用功率公式)
实在难以分析的时候,可以根据题意假设一些用电器(一段电路)的电阻、电流以及它们两端的电压。
解计算题时,要注意第二、三部分中公式和规律的运用。
解计算题时,设未知数的技巧是,选电路图中固定不变的量做未知数,选所求的物理量做未知数。
第三节安全用电
1、电压越高越危险:由欧姆定律可知,人体的电阻R一定,加在人体身上的电压越大,通过人体的电流就越大。电流大到一定程度,人就会发生危险。所以电压越高越危险。
2、高压触电的两种方式:高压电弧触电、跨步电压触电。
、安全用电的原则:不接触低压(小于V)带电体,不靠近高压(大于V)带电体。
4、、家庭电路中触电的原因:一是站在地上的人触到火线(单线触电),二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线(双线触电)。
5、触电急救常识:发现有人触电,不能直接去拉触电人,应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,决不能带电泼水救火。
第二十章:电与磁
第一节磁现象磁场
1、磁现象:
磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫磁性。
磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
磁体的分类:①形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;②来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;③保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。
磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。
无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。(若两个物体互相吸引,则有两种可能:①一个物体有磁性,另一个物体无磁性,但含有钢铁、钴、镍一类物质;②两个物体都有磁性,且异名磁极相对。)
磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化:软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2、磁场:
磁场:磁体周围的空间存在着磁场。
磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。
磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
对磁感线的认识:
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身并不存在,作图时用虚线表示;
②在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密,磁性越弱的地方,磁感线越稀;
④磁感线在空间内不可能相交。
典型的磁感线:
、地磁场:
地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角),世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。(《梦溪笔谈》)
第二节电生磁
1、奥斯特实验:
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验说明:通电导线的周围有磁场;磁场的方向跟电流的方向有关。
2、通电螺线管的磁场:
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
、安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
第三节电磁铁电磁继电器
1、电磁铁:
定义:插有铁芯的通电螺线管。
特点:①电磁铁的磁性有无可由通断电控制,通电有磁性,断电无磁性;
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制;
③影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、:电磁铁的电流越大,它的磁性越强;电流一定时,外形相同的电磁铁,线圈匝数越多,它的磁性越强。
2、电磁继电器:
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
、扬声器:
扬声器是将电信号转化成声信号的装置,它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理:线圈通过如图下所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线圈通过方向相反的电流时,受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
第四节电动机
1、磁场对通电导线的作用:
①通电导体在磁场里受到力的作用。
②通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。
2、电动机:
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法:改变电流方向或改变磁感线方向。
提高电动机转速的方法:增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
第五节磁生电
1、电磁感应现象:
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
2、发电机:
发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电。(DC)
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。(AC)
在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电,电压是V,频率是50Hz,周期是0.02s,即1s内有50个周期,交流电的方向每周期改变2次,所以50Hz的交流电电流方向1s内改变次。
第二十一章信息的传递
第一节:现代顺风耳——电话
1、电话——年美国发明家贝尔发明了第一部电话
(1)基本结构:主要由话筒和听筒组成。
(2)工作原理:话筒把声信号变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方,在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音。(话筒把声信号转化为电信号;听筒把电信号转化为声信号)
2、电话交换机
为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换机。
、模拟通信和数字通信
模拟信号:声音转换成信号电流时,信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”,这种电流传递的信号叫做模拟信号,使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
数字信号:用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号,使用数学信号的通信方式叫做数字通信。
模拟信号容易失真;数字信号抗干扰能力强,便于加工处理,可以加密。
在电话与交换机之间一般传递模拟信号,在交换机之间传递数字信号。
第二节:电磁波的海洋
电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
电磁波可以在真空中传播,不需要任何介质。
电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样,c=×m/s=×km/s
电磁波波速、波长λ和频率f的关系:
(1)波长:电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长,用λ表示,单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离,或相邻两个波谷之间的距离。
(2)频率:一秒内电流振荡的次数交频率,用f表示,单位是赫兹(Hz),
()波速:一秒内电磁波传播的距离,用c表示,单位是m/s。
(4)波长、频率和波速的关系c=λfxkb1. ②利用核能可能带来的问题:如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
第三节太阳能
在太阳的内部,氢原子核在超高温度条件下发生聚变,释放出巨大的核能。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料,实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。
太阳能的利用:①利用集热器加热物质(热传递,太阳能转化为内能);
②用太阳能电池把太阳能转化为电能(太阳能转化为电能)。
太阳能具有取之不尽、用之不竭,清洁无污染等优点。
第四节能源与可持续发展
1、能量的转化和转移具有方向性。
2、煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。
、不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源,属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
4、未来的理想能源必须满足以下四个条件:①必须足够丰富,可以保证长期使用;②必须足够便宜,可以保证多数人用得起;③相关技术必须成熟,可以保证大规模使用;④必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
5、解决能源紧张的途径:由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长,因此人类必须不断地开发和利用新能源,同时增强节能意识,不断提高能源的利用率,这是目前解决能源紧张的重要途径。
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