第九章 機械和功
一、杠桿
1、基礎(chǔ)知識
杠桿:繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。
支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點,用O表示。
動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力,用F1表示。
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力,用F2表示。
動力臂:支點到動力作用線的距離,用L1表示。
阻力臂:支點到阻力作用線的距離,用L2表示。
杠桿平衡:杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動。
2、杠桿平衡的條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂
即:F1L1=F2L2,可變形為:F1:F2=L1:L2
3、做關(guān)于杠桿題時的注意事項:
(1)必須先找出并確定支點
(2)對力進行分析,從而確定動力和阻力
(3)找出動力和阻力的作用線,確定動力臂和阻力臂。
4、判斷是省力杠桿還是費力杠桿,先確定動力臂和阻力臂,再比較動力臂和阻力臂的大小。動力臂大于阻力臂,動力臂就小于阻力臂,為省力杠桿。反之,為費力杠桿。
5、輪軸:由有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成,習(xí)慣上把大輪叫輪,小輪叫軸。輪軸是杠桿的變形。
用R表示輪半徑,用r表示軸半徑,由杠桿的平衡條件知,F(xiàn)1R=F2r,因為R>r,所以作用在輪上的力F1總是小于軸上的力F2。
二、滑輪
1、定滑輪與動滑輪
定滑輪在使用時,軸不隨物體移動。而動滑輪在使用時,軸隨物體一起移動。
2、定滑輪和動滑輪的工作特點
使用定滑輪時不省力,但能改變力的方向。
使用動滑輪省一半的力,但要多移動1倍的距離,不能改變力的方向。
3、滑輪組
(1)即省力又改變力的方向。
(2)重物和動滑輪的重力有幾段繩子承擔(dān),所用的拉力就是它們的總重力的幾分之一。拉力作用點移動的距離就是重物移動距離的幾倍。
三、功
1、功:如果對物體用了力,并使物體沿力的方向移動了一段距離,我們就說這個力對物體做了機械功,簡稱功。
2、功的兩個要素:力和沿力的方向通過的距離。
3、功的大。汗Φ扔谧饔昧Ω矬w沿力的方向通過的距離的乘積。
用公式表示是:W=Fs
F表示力,單位:牛(N)。
s表示距離,單位:米(m)
W表示功,單位:!っ(N·m),叫做焦耳,簡稱焦(J)。1J=1N·m。
四、功率
1、功率:功率是表示做功快慢的物理量,單位時間內(nèi)完成功的多少叫做功率。
2、功率的計算
功率的公式:P=W/t
W表示功,單位是焦(J)
t表示時間,單位是秒(s)
P表示功率,單位是焦/秒(J/s),叫做瓦特(W),1W=1J/s。
功率的單位還有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。1kW=103W,1MW=106W。
3、關(guān)于功率的推導(dǎo)運算:
∵P=W/t,W=Fs(F指力,s指移動的距離,t指時間)
∴P==F·s/t又∵v=s/t
∴P=F·v
五、使用機械能省功嗎
1、有用功:在使用機械時,機械對物體所作的功是有用的,是必須做的,這部分功叫有用功。用W有用表示。
2、額外功:在使用機械時,不可避免地要對機械本身做功和克服摩擦力做功,這部分功叫額外功。用W額外表示。
3、總功:有用功與額外功的總和。用W總表示。即:W總=W有用+W額外
4、機械效率:有用功跟總功的比值叫做機械效率,用η表示。
即:η=W有用/W總,
機械效率一般用百分數(shù)表示。有用功是總功的一部分,且額外功總是客觀存在的,則W有用六、測滑輪組的機械效率
1、根據(jù)題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔(dān),用n表示。
2、確定重物上升的距離,和繩子自由端移動的距離
重物的上升距離為:h,則繩子自由端移動的距離就是:nh
3、看是否計動滑輪的重力。(繩重與摩擦一般情況都不計)
當(dāng)不計動滑輪重力時,拉力F=(1/n)G物
當(dāng)計動滑輪重力時,拉力F=(1/n)(G物+G輪)
4、滑輪組機械效率的計算
W有用=G·h
W總=F·s s=n·h
(1)η=W有用/W總
(2)η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/nFh=G/(nF)
第十章 能及其轉(zhuǎn)化
一、機械能
1、物體能對外做功,我們就說這個物體就具有能。物體能夠做的功越多,它具有的能就越多。
2、動能:物體由于運動而具有的能叫動能。物體的速度越大,質(zhì)量越大,具有的動能就越多。
3、重力勢能:受到重力的物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。物體質(zhì)量越大,位置越高,具有的重力勢能就越多。
4、彈性勢能:具有彈性的物體由于發(fā)生形變而具有的能叫做彈性勢能。同一彈性物體形變越大,具有的彈性勢能就越多。
5、機械能:動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。機械能的單位是:焦耳。
6、物體的動能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化。在只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,機械能的總量保持不變。
7、自然界中可供人類大量利用的機械能有風(fēng)能和水能。
二、內(nèi)能
1、擴散:兩種不同物質(zhì)自發(fā)地彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。擴散現(xiàn)象說明分子是運動的。
2、分子動能:分子由于運動而具有的能叫做分子動能。物體的溫度越高,分子運動越劇烈,分子動能越大。
3、組成物質(zhì)的分子之間,引力和斥力同時存在。
4、分子勢能:分子由于它們之間存在著相互作用力而具有的能,叫做分子勢能。
5、分子運動論的內(nèi)容是:(1)物質(zhì)由分子組成;(2)一切物體的分子都永不停息地做無規(guī)則運動。(3)分子間存在相互作用的引力和斥力。
6、內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。
7、物體的內(nèi)能與溫度有關(guān):物體的溫度越高,分子運動速度越快,內(nèi)能就越大。
8、改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。這兩種方法對改變物體的內(nèi)能是等效的。外界對物體做功,或物體從外界吸收熱量,物體的內(nèi)能增加。反之,物體的內(nèi)能將減小。
三、不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)一樣嗎
1、熱量(Q):在熱傳遞過程中,物體內(nèi)能改變的多少(傳遞能量的多少)叫熱量。(物體含有多少熱量的說法是錯誤的)
在熱傳遞過程中,物體吸收了多少熱量,物體的內(nèi)能就增加了多少;物體放出了多少熱量,物體的內(nèi)能就減小了多少。
2、比熱容(C)
不同種類的物質(zhì),在質(zhì)量及溫度變化相同時,所吸收(或放出)的熱量一般不同,這是由物質(zhì)本身性質(zhì)及狀態(tài)決定的。
單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容。
比熱容是物質(zhì)的一種屬性,它不隨物質(zhì)的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度的改變而改變。
3、比熱容的單位是:焦/(千克?℃),符號:J/(kg?℃)讀作:焦每千克攝氏度。
水的比熱容是:c=4.2×103焦/(千克?℃),它表示的物理意義是:每千克的水當(dāng)溫度升高(或降低)1℃時,吸收(或放出)的熱量是4.2×103焦耳。
4、熱量的計算:
①Q(mào)吸=cm(t-t0)(Q吸是吸收熱量,單位是:焦耳;c是物體比熱,單位是:焦/(千克?℃);m是質(zhì)量;t0是初始溫度;t是后來的溫度。)
②Q放=cm(t0-t)
③Q吸=Q放
四、熱機
1、熱機:將燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器,統(tǒng)稱為熱機。熱機的種類很多如:蒸汽機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、內(nèi)燃機等。
2、內(nèi)燃機可分為汽油機和柴油機,它們一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成。四個沖程中,只有做功沖程燃氣對外做功,其他三個沖程都是輔助沖程,靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。一個工作循環(huán)中對外做功1次,活塞往復(fù)2次,曲軸轉(zhuǎn)2周。
3、汽油機和柴油機的區(qū)別:
在構(gòu)造上,汽油機有火花塞,柴油機有噴油嘴;
在吸取燃料時,汽油機吸入汽油和空氣的混合物,柴油機吸入的是空氣;
在點火方式上,汽油機是點燃式,柴油機是壓燃式;
在使用上,汽油機比較靈巧,柴油機比較笨重,但柴油機效率高,功率較大,柴油價格比汽油便宜,因此多用在拖拉機、坦克、輪船、載重汽車上。
五、火箭
1、火箭使用的是噴氣式發(fā)動機。
2、噴氣式發(fā)動機工作時,在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體,從尾部高速噴出,產(chǎn)生很大的反作用力推動機身向前運動。
3、噴氣式發(fā)動機分為空氣噴氣發(fā)動機和火箭噴氣發(fā)動機(簡稱為火箭)兩類。前者本身只攜帶燃料,需要利用外界空氣來助燃,因此飛行高度受到一定限制。后者本身帶有燃料和氧化劑,不需要依靠外界空氣來助燃,因此飛行高度不受限制。
4、火箭是熱機的一種,工作時將燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能。
六、燃料的利用和環(huán)境保護
1、在燃料燃燒過程中,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即通常所說的燃燒時放出熱量。
2、熱值:1千克某種燃料完全燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量(放出的熱量)叫做這種燃料的熱值。單位是:焦耳/千克,符號J/kg。氣體燃料的熱值常用J/m3作單位。
3、燃料完全燃燒放出的熱量:Q放=qm;(Q放是熱量,單位:焦耳;q是燃燒值,單位是:焦/千克;m是質(zhì)量,單位是:千克)
4、鍋爐的效率
燃料在燃燒時,實際上很難完全燃燒,放出的熱量往往比按熱值計算出的數(shù)值要小,而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小。
鍋爐有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比,叫做鍋爐的效率。
5、熱機的效率:用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。
6、在熱機的各種損失中,廢氣帶走的能量最多,設(shè)法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7、提高燃料利用率和鍋爐的效率的措施:把煤磨成煤粉,用空氣吹進爐膛,加大受熱面積,減少煙氣帶走的熱量等。
第十一章 簡單電路
一、認識電路
1、最基本的電路是由電源、開關(guān)、導(dǎo)線、用電器等部分組成。
2、用電器:利用電能工作,把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置叫做用電器。如:電燈,電視機,電動機,電鈴等。
3、電源:為用電器提供電能的裝置叫電源。如發(fā)電機,電池等。
電源對外供電時,把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
4、開關(guān):在電路中,控制電路通斷的裝置叫開關(guān)。實驗中常用的有單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)。
開關(guān)在連入電路時,應(yīng)該是斷開的,在確認電路連接無誤時,再閉合開關(guān)。
5、導(dǎo)線:把電源、開關(guān)、用電器、連接起來起導(dǎo)電作用的金屬線。
6、電路的三種狀態(tài):通路、斷路、短路。
通路:處處連通的電路,叫做通路(又叫閉合電路)。
斷路:在某處斷開的電路,叫做斷路(又稱開路)。
短路:不經(jīng)過用電器,直接用導(dǎo)線把電源兩極連接起來的電路,叫做短路。用電時一定要避免短路。
7、電路圖:用規(guī)定的符號表示電路中的元器件,把這些符號用代表導(dǎo)線的線段連接起來,就可以表示由實物組成的電路,這種圖就叫做電路圖。
畫電路圖應(yīng)該:①使用統(tǒng)一規(guī)定的符號;②盡量避免交叉;③連線要橫平豎直,盡量使電路圖簡潔美觀。
二、組裝電路
1、電路的連接方式分:串聯(lián)和并聯(lián)兩種。
2、串聯(lián)電路:電路中的元件依次連接起來,電流流經(jīng)第一個元件后又依次流經(jīng)其他的元件。串聯(lián)電路中,中要有某一個元件斷開,整個電路就成為斷路。
3、并聯(lián)電路:電路中的一些元件并列地連接在電路中的兩點之間,電路中的電流分為幾個分支,分別流經(jīng)幾個元件。并聯(lián)電路中一個支路的用電器斷開,其他支路的用電器仍可以正常工作。
三、電流
1、電流:自然界里只有兩種電荷:正電荷和負電荷。當(dāng)導(dǎo)體中的電荷沿一定方向移動時,導(dǎo)體中就會形成電流。
2、電流方向:人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。在電源外部,電流從電源正極流向負極。
3、電流用符號是I,國際單位是安培,簡稱安,符號A,常用單位是:毫安(mA)、微安(µA)。
1A=103 mA 1mA =103 µA
4、電流表:測量電流大小的儀表。
電流表的使用規(guī)則:
①如果電流表的指針沒有指在“0”的位置,需要把指針要調(diào)節(jié)到“0”的位置;
②電流表要串聯(lián)在電路中;
③接線柱的接法要正確,使電流從“+”接線柱入,從“-”接線柱出;
④被測電流不要超過電流表的量程;
⑤絕對不允許不經(jīng)過用電器而把電流表連到電源的兩極上;
⑥讀數(shù)時,視線應(yīng)與表盤垂直。
5、實驗室中常用的電流表有兩個量程:
①0~0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;
②0~3安,每小格表示的電流值是0.1安。
四、電壓
1、電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。電路中有電壓不一定有電流,有電流電路的兩端必有電壓。
2、電壓的國際單位是伏特,簡稱伏,符號V;常用單位是:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(µV)。
1 kV=103V 1V =103mV 1 mV =103µV
3、電壓表:測量電路中兩點間電壓大小的儀表叫做電壓表。
電壓表的使用規(guī)則是:
①如果電壓表的指針沒有指在“0”的位置,需要把指針要調(diào)節(jié)到“0”的位置;
②電壓表要并聯(lián)在被測電路的兩端;
③電流要從電壓表的“+”接線柱入,從“-”接線柱出;
④被測電壓不要超過電壓表的量程;
⑤讀數(shù)時,視線應(yīng)與表盤垂直。
4、實驗室中常用的電壓表有兩個量程
①0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏;
②0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏。
5、熟記的電壓值
①1節(jié)干電池的電壓1.5伏;②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏;
③家庭照明電壓為220伏;④安全電壓不高于36伏;⑤動力電壓380伏。
五、不同物質(zhì)的導(dǎo)電性
1、導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體。如:金屬,人體,大地,酸、堿、鹽的水溶液等。
2、絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體。如:橡膠,玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等。
3、導(dǎo)體中有大量能夠自由移動的電荷,絕緣體中的幾乎都被束縛在原子的范圍內(nèi)而不能自由移動。
4、導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界線。
5、電阻:表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小的物理量。符號是R。
6、電阻的國際單位歐姆,簡稱歐,符號Ω。常用的單位有:兆歐(MΩ)、千歐(kΩ)。
1 MΩ=103 kΩ 1 kΩ=103Ω
7、電阻器:具有一定電阻值的電子元件叫定值電阻,又叫電阻器,簡稱為電阻。
六、影響電阻大小的因素
1、決定電阻大小的因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。
2、導(dǎo)體的電阻大小與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)。
七、變阻器
1、在溫度不變的情況下,改變導(dǎo)體電阻的方法有:改變導(dǎo)體的材料、改變導(dǎo)體的橫截面積、改變導(dǎo)體的長度。
2、滑動變阻器的原理:在導(dǎo)體的材料、橫截面積不變的情況下,通過改變它接入電路的電阻線的長度來改變電阻大小的。
3、滑動變阻器的作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流。
4、滑動變阻器的銘牌:如一個滑動變阻器標有“50Ω 2A”表示的意義是:阻值是50Ω,允許通過的電流是2A。
5、滑動變阻器的使用:①應(yīng)串聯(lián)在電路中使用;②接線要“一上一下”;③通電前應(yīng)把阻值調(diào)至的地方。
6、電阻箱是能夠直接讀出接入電路的電阻值的大小的變阻器。
第十二章 歐姆定律
一、電流與電壓、電阻的關(guān)系
1、歐姆定律:通過導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、歐姆定律的公式:I=U/R
其中:I—電流—安(A);U—電壓—伏(V);R—電阻—歐(Ω)。1A=1V/Ω
①公式中的I、U和R必須對應(yīng)于同一段電路;
②I、U和R三者中,已知任意的兩個量就可求第三個量;
③計算時單位要統(tǒng)一。
3、歐姆定律的應(yīng)用
①同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān)。加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大(R=U/I)。
②當(dāng)電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R)。
③當(dāng)電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大(U=IR)。
二、根據(jù)歐姆定律測量導(dǎo)體的電阻
1、測量原理:歐姆定律
2、實驗器材:
3、實驗步驟:
三、串、并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系
在串聯(lián)電路中,等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和;在并聯(lián)電路中,等效電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
四、歐姆定律的應(yīng)用
1、串聯(lián)電阻的特點:(指R1,R2串聯(lián))
①電流:I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等)
②電壓:U=U1+U2(總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和)
③電阻:R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)
如果n個阻值相同的電阻串聯(lián),則有R總=nR
④分壓作用:U1:U2=R1:R2
2、并聯(lián)電阻的特點:(指R1,R2并聯(lián))
①電流:I=I1+I2(干路電流等于各支路電流之和)
②電壓:U=U1=U2(干路電壓等于各支路電壓)
③電阻:1/R=1/R1+1/R2(總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和),如果n個阻值相同的電阻并聯(lián),則有R總=R/n。
④分流作用:I1:I2=R2:R1
3、電流表和電壓表的電阻
電流表的電阻很小,將電流表串聯(lián)在電路中時對電路的總電阻影響也很小;電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在用電器兩端時,對電路的總電阻影響也很小。
第十三章 電功和電功率
一、電功
1、電功:電功就是電流所做的功,用W表示。電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
2、電壓越高、電流越大、通電時間越長,電流做功就越多。
3、電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比。電功等于電壓、電流和通電時間的乘積。公式:W=UIt
其中:W—電功—焦(J);U—電壓—伏(V);I—電流—安(A);t—時間—秒(s)
電功的常用單位千瓦時,符號kW·h,生活中稱為度。
1度=1kW·h=3.6×106J
利用W=UIt計算電功時注意:①式中的W、U、I和t對應(yīng)于同一段電路;②計算時單位要統(tǒng)一;③已知任意的三個量都可以求出第四個量。
4、測量電功的儀表:電能表(電度表)。
5、計算電功還可用以下公式:W=I2Rt;W=Pt;W=U2t/R。
二、電功率
1、電功率:電流在單位時間內(nèi)做的功叫做電功率。電功率表示電流做功的快慢。國際單位有瓦特,簡稱瓦,符號W;常用單位有:千瓦(kW)。
2、電功率的公式:電功率大小等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積。公式:P=W/t=UI
其中:P—電功率—瓦(w)
W—電功—焦(J)
t —時間—秒(s)
U—電壓—伏(V)
I—電流—安(A)
3、利用P=UI計算時單位要統(tǒng)一。
①如果W用焦、t用秒,則P的單位是瓦;
②如果W用千瓦時、t用小時,則P的單位是千瓦。
4、計算電功率還可用公式:P=I2R和P=U2/R
5、額定電壓(U0)和額定功率(P0)
用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓,在額定電壓下用電器的功率叫做額定功率。用電器實際工作時的電壓叫實際電壓(U),在實際電壓下用電器的功率叫實際功率(P)。
當(dāng)U>U0時,則P>P0,燈很亮,易燒壞;
當(dāng)U當(dāng)U=U0時,則P=P0;燈正常發(fā)光。
6、燈泡上標有“PZ220-100”表示燈泡額定電壓是220伏,額定功率是100瓦。
三、測量小燈泡的電功率
1、測量小燈泡功率的實驗中滑動變阻器的作用:(1)保護電路(2)改變燈泡兩端的電壓。
2、實驗原理:P=UI
3、實驗方法:先測出小燈泡工作時的電壓和電流,然后利用P=UI計算出它的電功率。
四、電流的熱效應(yīng)
1、焦耳定律:電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫焦耳定律。
2、焦耳定律公式:Q=I2Rt。
其中:Q—熱量—焦(J)
I—電流—安(A)
R—電阻—歐(Ω)
t—時間—秒(s)
3、如果電流通過導(dǎo)體做的功全部用來產(chǎn)生熱量,則有W=Q,可用電功公式來計算Q(如電熱器、電阻、燈泡)。如果電流做功時不僅把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,同時還轉(zhuǎn)化為其他形式的能,電功大于產(chǎn)生的熱:即W>Q,計算產(chǎn)生的熱量只能用:Q=I2Rt,計算電功只能用:W=UIt。
五、家庭電路
1、家庭電路的組成:進戶線、電能表、總開關(guān)、保護設(shè)備、用電器和導(dǎo)線等。
2.兩根進戶線是火線和零線,正常情況下火線與零線間的電壓是220伏。
3、所有家用電器和插座都是并聯(lián)的,而開關(guān)則與它所控制的用電器串聯(lián)。
4、保險絲:是用電阻率大,熔點低的鉛銻合金制成。它的作用是當(dāng)電路中的電流過大時,保險產(chǎn)生較多的熱量,使它的溫度達到熔點,從而熔斷,自動切斷電路,起到保險作用。選用保險絲時,應(yīng)該使它的額定電流等于或稍大于電路的正常工作電流。
5、引起電路中電流過大的原因:一是電路發(fā)生短路;二是用電器總功率過大。
六、安全用電
1、安全電壓:大量實驗表明,低于36V的電壓一般對人體是安全的,稱為安全電壓。
2、測電筆:用來辨別火線與零線。在正確使用測電筆的情況下,如果測電筆的金屬筆塵接觸火線,則氖管發(fā)光;如果金屬筆塵接觸零線,則氖管不發(fā)光。
3、家庭電路的觸電方式:在火線和大地之間通過人體形成電流、在火線和大地之間通過人體形成電流。
4、高壓觸電的方式:高壓電弧在人體中形成電流、兩腳之間的“跨步電壓”在人體中形成電流。
5、安全用電發(fā)布做到“四不”:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體,不弄濕用電器,不損壞絕緣層。
6、在安裝電路時,要把電能表接在干路上,保險絲接在火線上,控制開關(guān)裝在火線上。在安裝螺絲口電燈泡時,火線應(yīng)通過開關(guān)再接到燈口中,且接在燈口的錫塊上。
第十四章 電磁現(xiàn)象
一、磁現(xiàn)象
1、磁性:物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)。
2、磁體:具有磁性的物體叫磁體。
3、磁極:磁體上磁性的部分叫磁極。
①任何磁體都有兩個磁極,一個是北極(N極);另一個是南極(S極)
②磁極間的作用:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。
4、磁化:使原來沒有磁性的物體有了磁性的過程。
5、永磁體:能長期磁性的磁體,叫做永磁體。
6、磁性材料:能夠被磁化的物質(zhì)(如鐵、鈷、鎳和許多合金)稱為磁性材料磁性。磁性材料按其磁化后保持磁性的情況不同分為硬磁材料(永磁材料)和軟磁材料。
二、磁場
1、磁體周圍存在著磁場。磁場對放入其中的磁體具有力的作用,這是磁場的基本性質(zhì)。磁極間的相互作用就是通過磁場發(fā)生的。
2、磁場的方向:在磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向(也就是小磁針北極受力的方向)就是該點的磁場方向。
3、磁感線:描述磁場的強弱和方向的帶箭頭的曲線。磁感線上某一點的切線方向(放入該處的小磁針N極的指向),就是該點的磁場的方向。磁體周圍的磁感線是從它北極出發(fā),回到南極。
磁場是客觀存在的,磁感線是畫出的。
4、磁場中某點的磁場方向、磁感線方向、小磁針靜止時北極指的方向、小磁針靜止時北極受力的方向相同。
5、地球周圍空間存在的磁場叫做地磁場。
6、地磁的北極在地理位置的南極附近;而地磁的南極則在地理位置的北極附近。地理的南北極與地磁的南北極并不重合,它們的夾角稱磁偏角。我國宋代科學(xué)家沈括是世界上第一個準確記載這一現(xiàn)象的人。
三、電流的磁場
1、奧斯特實驗證明:通電導(dǎo)線周圍存在磁場。
2、右手螺旋定則:用右手握螺線管,讓四指彎曲且與螺線管中電流方向一致,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極,或者說大拇指所指的方向就是通電螺線管內(nèi)部磁場的方向。
四、影響電磁鐵磁性強弱的因素
1、通電螺線管的性質(zhì):
①通過電流越大,磁性越強;②線圈匝數(shù)越多,磁性越強;
③插入軟鐵芯,磁性大大增強;④通電螺線管的極性可用電流方向來改變。
2、電磁鐵:內(nèi)部帶有鐵芯的螺線管就構(gòu)成電磁鐵。
3、電磁鐵的特點:
①磁性的有無可由電流的通斷來控制;
②磁性的強弱可由改變電流大小和線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié);
③磁極可由電流方向來改變。
五、電磁鐵的應(yīng)用
1、電磁繼電器:實質(zhì)上是一個利用電磁鐵來控制的開關(guān)。利用電磁繼電器可實現(xiàn)遠距離操作,利用弱電流、低電壓來控制大電流、高電壓的工作電路。
2、電磁繼電器的應(yīng)用:可使人遠離高壓的危險,可使人遠離高溫、有毒等環(huán)境。
①電磁閥車門(由電磁閥控制,利用壓縮空氣開關(guān)車門)
②磁浮列車(特點:震動。辉肼曅。凰俣雀撸荒芎牡停
六、磁場對電流的作用力
1、通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,力的方向跟電流的方向和磁感線方向有關(guān)。
2、左手定則:伸開左手,使大拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直,讓磁感線垂直穿入手心,使四指指向電流方向,這時,拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受磁場力的方向。
電話基本→強弱變化電流→振動。
3、動圈式揚聲器和耳機
當(dāng)音圈中有電流通過時,就會受到磁場的作用力而運動。由于揚聲器工作時通過音圈的電流方向是反復(fù)變化的,所以音圈就要前后往復(fù)運動,從而帶動紙盆來回振動,發(fā)出聲音。
七、直流電動機
1、直流電動機原理:通電線圈在磁場里受力轉(zhuǎn)動的原理。
2、電動機是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的,線圈有多組,換向器由許多銅片組成,定子由機殼和電磁鐵組成,兩個電刷由石墨與銅粉壓制成。
八、電磁感應(yīng) 發(fā)電機
1、電磁感應(yīng):閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:
①電路必須閉合;
②只是電路的一部分導(dǎo)體在磁場中;
③這部分導(dǎo)體做切割磁感線運動。
3、動圈式話筒(傳聲器)原理:電磁感應(yīng)原理。
4、發(fā)電機的原理:根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。交流發(fā)電機主要由定子和轉(zhuǎn)子。發(fā)電機有交流發(fā)電機和直流發(fā)電機。
5、交流電:周期性改變電流大小和方向的電流。直流電:電流方向不改變的電流。
6、交流電的頻率:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做交流電的頻率。頻率的單位是赫,用符號Hz表示。我國交流電的頻率為50Hz。
7、發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。大型發(fā)電機的定子上頒布著線圈,轉(zhuǎn)子是一組電磁鐵。
第十五章 通信技術(shù)
1、電磁波的產(chǎn)生
變化的電流能在周圍的空間中產(chǎn)生電磁波。
在電臺中,采用專門的電子器件和電路來產(chǎn)生變化得非常快的電流,稱為振蕩電流。將振蕩電流送入電臺的發(fā)射天線,就會在天線周圍空間中激起電磁波。
2、電磁波在真空中傳播的速度與光速相同,約為3×108m/s。在空氣中傳播的速度與在真空中非常接近。
3、波速與波的頻率、波長的關(guān)系:波速=波長×頻率,v=λf。
在波速一定的條件下,頻率越高,波長越短。
4、微波爐:微波爐的磁控管產(chǎn)生微波,微波束通過波導(dǎo)管進入爐腔后,在金屬壁上發(fā)生多次反射,食物中的水分子吸收微波的能量,發(fā)生快速而劇烈的振動,使食物的溫度升高,也就是把電磁能轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能。
5、頻率很高的振動電流能夠產(chǎn)生高頻率的電磁波并向外界空間發(fā)射,這種電流稱為射頻信號。由聲音轉(zhuǎn)換成的電流信號稱為音頻信號,由圖像轉(zhuǎn)換成的電流信號稱為視頻信號。把音頻信號和視頻信號“搭載”到射頻信號上的過程,稱為調(diào)制。
6、天線的作用:發(fā)射和接受電磁波。
7、無線電通信是利用電磁波傳遞信號。
8、現(xiàn)代通信技術(shù)包括:移動通信、網(wǎng)絡(luò)通信、光纖通信、衛(wèi)星中繼通信。
第十六章 粒子和宇宙
1、物質(zhì)由分子或原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成。
2、把10-9m作為一個長度單位,稱做納米,大約是10個氫原子排列起來的長度。納米科技指的是,當(dāng)人們力圖在納米尺度上了解和控制物質(zhì)時,所發(fā)現(xiàn)的許多新現(xiàn)象,所發(fā)明的許多新技術(shù)。
3、地球是宇宙中太陽系內(nèi)的一顆行星。太陽系的中心天體是太陽,這是一半徑約7×105km,表面溫度達6×103K的恒星,其核心溫度高達1.5×107K。
4、銀河系:銀河系是無數(shù)星體集成的一個龐大的天體系統(tǒng),直徑約10萬光年,厚度約1萬光年,像是一個中央突起四周扁平的旋轉(zhuǎn)鐵餅。太陽是銀河系中的一顆普通恒星。
5、關(guān)于宇宙的起源,目前比較易被接受的是宇宙起源于大爆炸。
6、核裂變:用中子轟擊鈾,使鈾這種重原子核分裂成兩塊中等質(zhì)量的原子核,叫做核裂變。
7、核聚變:把輕核聚合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)稱為核聚變。太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是聚變反應(yīng)。
8、人類目前能夠控制和利用的核能來源于核裂變能。目前核裂變能已實現(xiàn)可控應(yīng)用,F(xiàn)在的核電站都是利用可控制的核裂變能。而核聚變目前人類還無法控制其反應(yīng)速度。
9、可再生能源:太陽能、風(fēng)能、潮汐能、水力和地?zé)崮艿取?
一、杠桿
1、基礎(chǔ)知識
杠桿:繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。
支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點,用O表示。
動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力,用F1表示。
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力,用F2表示。
動力臂:支點到動力作用線的距離,用L1表示。
阻力臂:支點到阻力作用線的距離,用L2表示。
杠桿平衡:杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動。
2、杠桿平衡的條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂
即:F1L1=F2L2,可變形為:F1:F2=L1:L2
3、做關(guān)于杠桿題時的注意事項:
(1)必須先找出并確定支點
(2)對力進行分析,從而確定動力和阻力
(3)找出動力和阻力的作用線,確定動力臂和阻力臂。
4、判斷是省力杠桿還是費力杠桿,先確定動力臂和阻力臂,再比較動力臂和阻力臂的大小。動力臂大于阻力臂,動力臂就小于阻力臂,為省力杠桿。反之,為費力杠桿。
5、輪軸:由有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成,習(xí)慣上把大輪叫輪,小輪叫軸。輪軸是杠桿的變形。
用R表示輪半徑,用r表示軸半徑,由杠桿的平衡條件知,F(xiàn)1R=F2r,因為R>r,所以作用在輪上的力F1總是小于軸上的力F2。
二、滑輪
1、定滑輪與動滑輪
定滑輪在使用時,軸不隨物體移動。而動滑輪在使用時,軸隨物體一起移動。
2、定滑輪和動滑輪的工作特點
使用定滑輪時不省力,但能改變力的方向。
使用動滑輪省一半的力,但要多移動1倍的距離,不能改變力的方向。
3、滑輪組
(1)即省力又改變力的方向。
(2)重物和動滑輪的重力有幾段繩子承擔(dān),所用的拉力就是它們的總重力的幾分之一。拉力作用點移動的距離就是重物移動距離的幾倍。
三、功
1、功:如果對物體用了力,并使物體沿力的方向移動了一段距離,我們就說這個力對物體做了機械功,簡稱功。
2、功的兩個要素:力和沿力的方向通過的距離。
3、功的大。汗Φ扔谧饔昧Ω矬w沿力的方向通過的距離的乘積。
用公式表示是:W=Fs
F表示力,單位:牛(N)。
s表示距離,單位:米(m)
W表示功,單位:!っ(N·m),叫做焦耳,簡稱焦(J)。1J=1N·m。
四、功率
1、功率:功率是表示做功快慢的物理量,單位時間內(nèi)完成功的多少叫做功率。
2、功率的計算
功率的公式:P=W/t
W表示功,單位是焦(J)
t表示時間,單位是秒(s)
P表示功率,單位是焦/秒(J/s),叫做瓦特(W),1W=1J/s。
功率的單位還有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。1kW=103W,1MW=106W。
3、關(guān)于功率的推導(dǎo)運算:
∵P=W/t,W=Fs(F指力,s指移動的距離,t指時間)
∴P==F·s/t又∵v=s/t
∴P=F·v
五、使用機械能省功嗎
1、有用功:在使用機械時,機械對物體所作的功是有用的,是必須做的,這部分功叫有用功。用W有用表示。
2、額外功:在使用機械時,不可避免地要對機械本身做功和克服摩擦力做功,這部分功叫額外功。用W額外表示。
3、總功:有用功與額外功的總和。用W總表示。即:W總=W有用+W額外
4、機械效率:有用功跟總功的比值叫做機械效率,用η表示。
即:η=W有用/W總,
機械效率一般用百分數(shù)表示。有用功是總功的一部分,且額外功總是客觀存在的,則W有用
1、根據(jù)題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔(dān),用n表示。
2、確定重物上升的距離,和繩子自由端移動的距離
重物的上升距離為:h,則繩子自由端移動的距離就是:nh
3、看是否計動滑輪的重力。(繩重與摩擦一般情況都不計)
當(dāng)不計動滑輪重力時,拉力F=(1/n)G物
當(dāng)計動滑輪重力時,拉力F=(1/n)(G物+G輪)
4、滑輪組機械效率的計算
W有用=G·h
W總=F·s s=n·h
(1)η=W有用/W總
(2)η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/nFh=G/(nF)
第十章 能及其轉(zhuǎn)化
一、機械能
1、物體能對外做功,我們就說這個物體就具有能。物體能夠做的功越多,它具有的能就越多。
2、動能:物體由于運動而具有的能叫動能。物體的速度越大,質(zhì)量越大,具有的動能就越多。
3、重力勢能:受到重力的物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。物體質(zhì)量越大,位置越高,具有的重力勢能就越多。
4、彈性勢能:具有彈性的物體由于發(fā)生形變而具有的能叫做彈性勢能。同一彈性物體形變越大,具有的彈性勢能就越多。
5、機械能:動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。機械能的單位是:焦耳。
6、物體的動能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化。在只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,機械能的總量保持不變。
7、自然界中可供人類大量利用的機械能有風(fēng)能和水能。
二、內(nèi)能
1、擴散:兩種不同物質(zhì)自發(fā)地彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。擴散現(xiàn)象說明分子是運動的。
2、分子動能:分子由于運動而具有的能叫做分子動能。物體的溫度越高,分子運動越劇烈,分子動能越大。
3、組成物質(zhì)的分子之間,引力和斥力同時存在。
4、分子勢能:分子由于它們之間存在著相互作用力而具有的能,叫做分子勢能。
5、分子運動論的內(nèi)容是:(1)物質(zhì)由分子組成;(2)一切物體的分子都永不停息地做無規(guī)則運動。(3)分子間存在相互作用的引力和斥力。
6、內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。
7、物體的內(nèi)能與溫度有關(guān):物體的溫度越高,分子運動速度越快,內(nèi)能就越大。
8、改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。這兩種方法對改變物體的內(nèi)能是等效的。外界對物體做功,或物體從外界吸收熱量,物體的內(nèi)能增加。反之,物體的內(nèi)能將減小。
三、不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)一樣嗎
1、熱量(Q):在熱傳遞過程中,物體內(nèi)能改變的多少(傳遞能量的多少)叫熱量。(物體含有多少熱量的說法是錯誤的)
在熱傳遞過程中,物體吸收了多少熱量,物體的內(nèi)能就增加了多少;物體放出了多少熱量,物體的內(nèi)能就減小了多少。
2、比熱容(C)
不同種類的物質(zhì),在質(zhì)量及溫度變化相同時,所吸收(或放出)的熱量一般不同,這是由物質(zhì)本身性質(zhì)及狀態(tài)決定的。
單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容。
比熱容是物質(zhì)的一種屬性,它不隨物質(zhì)的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度的改變而改變。
3、比熱容的單位是:焦/(千克?℃),符號:J/(kg?℃)讀作:焦每千克攝氏度。
水的比熱容是:c=4.2×103焦/(千克?℃),它表示的物理意義是:每千克的水當(dāng)溫度升高(或降低)1℃時,吸收(或放出)的熱量是4.2×103焦耳。
4、熱量的計算:
①Q(mào)吸=cm(t-t0)(Q吸是吸收熱量,單位是:焦耳;c是物體比熱,單位是:焦/(千克?℃);m是質(zhì)量;t0是初始溫度;t是后來的溫度。)
②Q放=cm(t0-t)
③Q吸=Q放
四、熱機
1、熱機:將燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器,統(tǒng)稱為熱機。熱機的種類很多如:蒸汽機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、內(nèi)燃機等。
2、內(nèi)燃機可分為汽油機和柴油機,它們一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成。四個沖程中,只有做功沖程燃氣對外做功,其他三個沖程都是輔助沖程,靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。一個工作循環(huán)中對外做功1次,活塞往復(fù)2次,曲軸轉(zhuǎn)2周。
3、汽油機和柴油機的區(qū)別:
在構(gòu)造上,汽油機有火花塞,柴油機有噴油嘴;
在吸取燃料時,汽油機吸入汽油和空氣的混合物,柴油機吸入的是空氣;
在點火方式上,汽油機是點燃式,柴油機是壓燃式;
在使用上,汽油機比較靈巧,柴油機比較笨重,但柴油機效率高,功率較大,柴油價格比汽油便宜,因此多用在拖拉機、坦克、輪船、載重汽車上。
五、火箭
1、火箭使用的是噴氣式發(fā)動機。
2、噴氣式發(fā)動機工作時,在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體,從尾部高速噴出,產(chǎn)生很大的反作用力推動機身向前運動。
3、噴氣式發(fā)動機分為空氣噴氣發(fā)動機和火箭噴氣發(fā)動機(簡稱為火箭)兩類。前者本身只攜帶燃料,需要利用外界空氣來助燃,因此飛行高度受到一定限制。后者本身帶有燃料和氧化劑,不需要依靠外界空氣來助燃,因此飛行高度不受限制。
4、火箭是熱機的一種,工作時將燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能。
六、燃料的利用和環(huán)境保護
1、在燃料燃燒過程中,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即通常所說的燃燒時放出熱量。
2、熱值:1千克某種燃料完全燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量(放出的熱量)叫做這種燃料的熱值。單位是:焦耳/千克,符號J/kg。氣體燃料的熱值常用J/m3作單位。
3、燃料完全燃燒放出的熱量:Q放=qm;(Q放是熱量,單位:焦耳;q是燃燒值,單位是:焦/千克;m是質(zhì)量,單位是:千克)
4、鍋爐的效率
燃料在燃燒時,實際上很難完全燃燒,放出的熱量往往比按熱值計算出的數(shù)值要小,而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小。
鍋爐有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比,叫做鍋爐的效率。
5、熱機的效率:用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。
6、在熱機的各種損失中,廢氣帶走的能量最多,設(shè)法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7、提高燃料利用率和鍋爐的效率的措施:把煤磨成煤粉,用空氣吹進爐膛,加大受熱面積,減少煙氣帶走的熱量等。
第十一章 簡單電路
一、認識電路
1、最基本的電路是由電源、開關(guān)、導(dǎo)線、用電器等部分組成。
2、用電器:利用電能工作,把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置叫做用電器。如:電燈,電視機,電動機,電鈴等。
3、電源:為用電器提供電能的裝置叫電源。如發(fā)電機,電池等。
電源對外供電時,把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
4、開關(guān):在電路中,控制電路通斷的裝置叫開關(guān)。實驗中常用的有單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)。
開關(guān)在連入電路時,應(yīng)該是斷開的,在確認電路連接無誤時,再閉合開關(guān)。
5、導(dǎo)線:把電源、開關(guān)、用電器、連接起來起導(dǎo)電作用的金屬線。
6、電路的三種狀態(tài):通路、斷路、短路。
通路:處處連通的電路,叫做通路(又叫閉合電路)。
斷路:在某處斷開的電路,叫做斷路(又稱開路)。
短路:不經(jīng)過用電器,直接用導(dǎo)線把電源兩極連接起來的電路,叫做短路。用電時一定要避免短路。
7、電路圖:用規(guī)定的符號表示電路中的元器件,把這些符號用代表導(dǎo)線的線段連接起來,就可以表示由實物組成的電路,這種圖就叫做電路圖。
畫電路圖應(yīng)該:①使用統(tǒng)一規(guī)定的符號;②盡量避免交叉;③連線要橫平豎直,盡量使電路圖簡潔美觀。
二、組裝電路
1、電路的連接方式分:串聯(lián)和并聯(lián)兩種。
2、串聯(lián)電路:電路中的元件依次連接起來,電流流經(jīng)第一個元件后又依次流經(jīng)其他的元件。串聯(lián)電路中,中要有某一個元件斷開,整個電路就成為斷路。
3、并聯(lián)電路:電路中的一些元件并列地連接在電路中的兩點之間,電路中的電流分為幾個分支,分別流經(jīng)幾個元件。并聯(lián)電路中一個支路的用電器斷開,其他支路的用電器仍可以正常工作。
三、電流
1、電流:自然界里只有兩種電荷:正電荷和負電荷。當(dāng)導(dǎo)體中的電荷沿一定方向移動時,導(dǎo)體中就會形成電流。
2、電流方向:人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。在電源外部,電流從電源正極流向負極。
3、電流用符號是I,國際單位是安培,簡稱安,符號A,常用單位是:毫安(mA)、微安(µA)。
1A=103 mA 1mA =103 µA
4、電流表:測量電流大小的儀表。
電流表的使用規(guī)則:
①如果電流表的指針沒有指在“0”的位置,需要把指針要調(diào)節(jié)到“0”的位置;
②電流表要串聯(lián)在電路中;
③接線柱的接法要正確,使電流從“+”接線柱入,從“-”接線柱出;
④被測電流不要超過電流表的量程;
⑤絕對不允許不經(jīng)過用電器而把電流表連到電源的兩極上;
⑥讀數(shù)時,視線應(yīng)與表盤垂直。
5、實驗室中常用的電流表有兩個量程:
①0~0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;
②0~3安,每小格表示的電流值是0.1安。
四、電壓
1、電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。電路中有電壓不一定有電流,有電流電路的兩端必有電壓。
2、電壓的國際單位是伏特,簡稱伏,符號V;常用單位是:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(µV)。
1 kV=103V 1V =103mV 1 mV =103µV
3、電壓表:測量電路中兩點間電壓大小的儀表叫做電壓表。
電壓表的使用規(guī)則是:
①如果電壓表的指針沒有指在“0”的位置,需要把指針要調(diào)節(jié)到“0”的位置;
②電壓表要并聯(lián)在被測電路的兩端;
③電流要從電壓表的“+”接線柱入,從“-”接線柱出;
④被測電壓不要超過電壓表的量程;
⑤讀數(shù)時,視線應(yīng)與表盤垂直。
4、實驗室中常用的電壓表有兩個量程
①0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏;
②0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏。
5、熟記的電壓值
①1節(jié)干電池的電壓1.5伏;②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏;
③家庭照明電壓為220伏;④安全電壓不高于36伏;⑤動力電壓380伏。
五、不同物質(zhì)的導(dǎo)電性
1、導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體。如:金屬,人體,大地,酸、堿、鹽的水溶液等。
2、絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體。如:橡膠,玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等。
3、導(dǎo)體中有大量能夠自由移動的電荷,絕緣體中的幾乎都被束縛在原子的范圍內(nèi)而不能自由移動。
4、導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界線。
5、電阻:表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小的物理量。符號是R。
6、電阻的國際單位歐姆,簡稱歐,符號Ω。常用的單位有:兆歐(MΩ)、千歐(kΩ)。
1 MΩ=103 kΩ 1 kΩ=103Ω
7、電阻器:具有一定電阻值的電子元件叫定值電阻,又叫電阻器,簡稱為電阻。
六、影響電阻大小的因素
1、決定電阻大小的因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。
2、導(dǎo)體的電阻大小與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)。
七、變阻器
1、在溫度不變的情況下,改變導(dǎo)體電阻的方法有:改變導(dǎo)體的材料、改變導(dǎo)體的橫截面積、改變導(dǎo)體的長度。
2、滑動變阻器的原理:在導(dǎo)體的材料、橫截面積不變的情況下,通過改變它接入電路的電阻線的長度來改變電阻大小的。
3、滑動變阻器的作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流。
4、滑動變阻器的銘牌:如一個滑動變阻器標有“50Ω 2A”表示的意義是:阻值是50Ω,允許通過的電流是2A。
5、滑動變阻器的使用:①應(yīng)串聯(lián)在電路中使用;②接線要“一上一下”;③通電前應(yīng)把阻值調(diào)至的地方。
6、電阻箱是能夠直接讀出接入電路的電阻值的大小的變阻器。
第十二章 歐姆定律
一、電流與電壓、電阻的關(guān)系
1、歐姆定律:通過導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、歐姆定律的公式:I=U/R
其中:I—電流—安(A);U—電壓—伏(V);R—電阻—歐(Ω)。1A=1V/Ω
①公式中的I、U和R必須對應(yīng)于同一段電路;
②I、U和R三者中,已知任意的兩個量就可求第三個量;
③計算時單位要統(tǒng)一。
3、歐姆定律的應(yīng)用
①同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān)。加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大(R=U/I)。
②當(dāng)電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R)。
③當(dāng)電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大(U=IR)。
二、根據(jù)歐姆定律測量導(dǎo)體的電阻
1、測量原理:歐姆定律
2、實驗器材:
3、實驗步驟:
三、串、并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系
在串聯(lián)電路中,等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和;在并聯(lián)電路中,等效電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
四、歐姆定律的應(yīng)用
1、串聯(lián)電阻的特點:(指R1,R2串聯(lián))
①電流:I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等)
②電壓:U=U1+U2(總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和)
③電阻:R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)
如果n個阻值相同的電阻串聯(lián),則有R總=nR
④分壓作用:U1:U2=R1:R2
2、并聯(lián)電阻的特點:(指R1,R2并聯(lián))
①電流:I=I1+I2(干路電流等于各支路電流之和)
②電壓:U=U1=U2(干路電壓等于各支路電壓)
③電阻:1/R=1/R1+1/R2(總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和),如果n個阻值相同的電阻并聯(lián),則有R總=R/n。
④分流作用:I1:I2=R2:R1
3、電流表和電壓表的電阻
電流表的電阻很小,將電流表串聯(lián)在電路中時對電路的總電阻影響也很小;電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在用電器兩端時,對電路的總電阻影響也很小。
第十三章 電功和電功率
一、電功
1、電功:電功就是電流所做的功,用W表示。電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
2、電壓越高、電流越大、通電時間越長,電流做功就越多。
3、電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比。電功等于電壓、電流和通電時間的乘積。公式:W=UIt
其中:W—電功—焦(J);U—電壓—伏(V);I—電流—安(A);t—時間—秒(s)
電功的常用單位千瓦時,符號kW·h,生活中稱為度。
1度=1kW·h=3.6×106J
利用W=UIt計算電功時注意:①式中的W、U、I和t對應(yīng)于同一段電路;②計算時單位要統(tǒng)一;③已知任意的三個量都可以求出第四個量。
4、測量電功的儀表:電能表(電度表)。
5、計算電功還可用以下公式:W=I2Rt;W=Pt;W=U2t/R。
二、電功率
1、電功率:電流在單位時間內(nèi)做的功叫做電功率。電功率表示電流做功的快慢。國際單位有瓦特,簡稱瓦,符號W;常用單位有:千瓦(kW)。
2、電功率的公式:電功率大小等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積。公式:P=W/t=UI
其中:P—電功率—瓦(w)
W—電功—焦(J)
t —時間—秒(s)
U—電壓—伏(V)
I—電流—安(A)
3、利用P=UI計算時單位要統(tǒng)一。
①如果W用焦、t用秒,則P的單位是瓦;
②如果W用千瓦時、t用小時,則P的單位是千瓦。
4、計算電功率還可用公式:P=I2R和P=U2/R
5、額定電壓(U0)和額定功率(P0)
用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓,在額定電壓下用電器的功率叫做額定功率。用電器實際工作時的電壓叫實際電壓(U),在實際電壓下用電器的功率叫實際功率(P)。
當(dāng)U>U0時,則P>P0,燈很亮,易燒壞;
當(dāng)U
6、燈泡上標有“PZ220-100”表示燈泡額定電壓是220伏,額定功率是100瓦。
三、測量小燈泡的電功率
1、測量小燈泡功率的實驗中滑動變阻器的作用:(1)保護電路(2)改變燈泡兩端的電壓。
2、實驗原理:P=UI
3、實驗方法:先測出小燈泡工作時的電壓和電流,然后利用P=UI計算出它的電功率。
四、電流的熱效應(yīng)
1、焦耳定律:電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫焦耳定律。
2、焦耳定律公式:Q=I2Rt。
其中:Q—熱量—焦(J)
I—電流—安(A)
R—電阻—歐(Ω)
t—時間—秒(s)
3、如果電流通過導(dǎo)體做的功全部用來產(chǎn)生熱量,則有W=Q,可用電功公式來計算Q(如電熱器、電阻、燈泡)。如果電流做功時不僅把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,同時還轉(zhuǎn)化為其他形式的能,電功大于產(chǎn)生的熱:即W>Q,計算產(chǎn)生的熱量只能用:Q=I2Rt,計算電功只能用:W=UIt。
五、家庭電路
1、家庭電路的組成:進戶線、電能表、總開關(guān)、保護設(shè)備、用電器和導(dǎo)線等。
2.兩根進戶線是火線和零線,正常情況下火線與零線間的電壓是220伏。
3、所有家用電器和插座都是并聯(lián)的,而開關(guān)則與它所控制的用電器串聯(lián)。
4、保險絲:是用電阻率大,熔點低的鉛銻合金制成。它的作用是當(dāng)電路中的電流過大時,保險產(chǎn)生較多的熱量,使它的溫度達到熔點,從而熔斷,自動切斷電路,起到保險作用。選用保險絲時,應(yīng)該使它的額定電流等于或稍大于電路的正常工作電流。
5、引起電路中電流過大的原因:一是電路發(fā)生短路;二是用電器總功率過大。
六、安全用電
1、安全電壓:大量實驗表明,低于36V的電壓一般對人體是安全的,稱為安全電壓。
2、測電筆:用來辨別火線與零線。在正確使用測電筆的情況下,如果測電筆的金屬筆塵接觸火線,則氖管發(fā)光;如果金屬筆塵接觸零線,則氖管不發(fā)光。
3、家庭電路的觸電方式:在火線和大地之間通過人體形成電流、在火線和大地之間通過人體形成電流。
4、高壓觸電的方式:高壓電弧在人體中形成電流、兩腳之間的“跨步電壓”在人體中形成電流。
5、安全用電發(fā)布做到“四不”:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體,不弄濕用電器,不損壞絕緣層。
6、在安裝電路時,要把電能表接在干路上,保險絲接在火線上,控制開關(guān)裝在火線上。在安裝螺絲口電燈泡時,火線應(yīng)通過開關(guān)再接到燈口中,且接在燈口的錫塊上。
第十四章 電磁現(xiàn)象
一、磁現(xiàn)象
1、磁性:物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)。
2、磁體:具有磁性的物體叫磁體。
3、磁極:磁體上磁性的部分叫磁極。
①任何磁體都有兩個磁極,一個是北極(N極);另一個是南極(S極)
②磁極間的作用:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。
4、磁化:使原來沒有磁性的物體有了磁性的過程。
5、永磁體:能長期磁性的磁體,叫做永磁體。
6、磁性材料:能夠被磁化的物質(zhì)(如鐵、鈷、鎳和許多合金)稱為磁性材料磁性。磁性材料按其磁化后保持磁性的情況不同分為硬磁材料(永磁材料)和軟磁材料。
二、磁場
1、磁體周圍存在著磁場。磁場對放入其中的磁體具有力的作用,這是磁場的基本性質(zhì)。磁極間的相互作用就是通過磁場發(fā)生的。
2、磁場的方向:在磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向(也就是小磁針北極受力的方向)就是該點的磁場方向。
3、磁感線:描述磁場的強弱和方向的帶箭頭的曲線。磁感線上某一點的切線方向(放入該處的小磁針N極的指向),就是該點的磁場的方向。磁體周圍的磁感線是從它北極出發(fā),回到南極。
磁場是客觀存在的,磁感線是畫出的。
4、磁場中某點的磁場方向、磁感線方向、小磁針靜止時北極指的方向、小磁針靜止時北極受力的方向相同。
5、地球周圍空間存在的磁場叫做地磁場。
6、地磁的北極在地理位置的南極附近;而地磁的南極則在地理位置的北極附近。地理的南北極與地磁的南北極并不重合,它們的夾角稱磁偏角。我國宋代科學(xué)家沈括是世界上第一個準確記載這一現(xiàn)象的人。
三、電流的磁場
1、奧斯特實驗證明:通電導(dǎo)線周圍存在磁場。
2、右手螺旋定則:用右手握螺線管,讓四指彎曲且與螺線管中電流方向一致,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極,或者說大拇指所指的方向就是通電螺線管內(nèi)部磁場的方向。
四、影響電磁鐵磁性強弱的因素
1、通電螺線管的性質(zhì):
①通過電流越大,磁性越強;②線圈匝數(shù)越多,磁性越強;
③插入軟鐵芯,磁性大大增強;④通電螺線管的極性可用電流方向來改變。
2、電磁鐵:內(nèi)部帶有鐵芯的螺線管就構(gòu)成電磁鐵。
3、電磁鐵的特點:
①磁性的有無可由電流的通斷來控制;
②磁性的強弱可由改變電流大小和線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié);
③磁極可由電流方向來改變。
五、電磁鐵的應(yīng)用
1、電磁繼電器:實質(zhì)上是一個利用電磁鐵來控制的開關(guān)。利用電磁繼電器可實現(xiàn)遠距離操作,利用弱電流、低電壓來控制大電流、高電壓的工作電路。
2、電磁繼電器的應(yīng)用:可使人遠離高壓的危險,可使人遠離高溫、有毒等環(huán)境。
①電磁閥車門(由電磁閥控制,利用壓縮空氣開關(guān)車門)
②磁浮列車(特點:震動。辉肼曅。凰俣雀撸荒芎牡停
六、磁場對電流的作用力
1、通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,力的方向跟電流的方向和磁感線方向有關(guān)。
2、左手定則:伸開左手,使大拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直,讓磁感線垂直穿入手心,使四指指向電流方向,這時,拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受磁場力的方向。
電話基本→強弱變化電流→振動。
3、動圈式揚聲器和耳機
當(dāng)音圈中有電流通過時,就會受到磁場的作用力而運動。由于揚聲器工作時通過音圈的電流方向是反復(fù)變化的,所以音圈就要前后往復(fù)運動,從而帶動紙盆來回振動,發(fā)出聲音。
七、直流電動機
1、直流電動機原理:通電線圈在磁場里受力轉(zhuǎn)動的原理。
2、電動機是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的,線圈有多組,換向器由許多銅片組成,定子由機殼和電磁鐵組成,兩個電刷由石墨與銅粉壓制成。
八、電磁感應(yīng) 發(fā)電機
1、電磁感應(yīng):閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:
①電路必須閉合;
②只是電路的一部分導(dǎo)體在磁場中;
③這部分導(dǎo)體做切割磁感線運動。
3、動圈式話筒(傳聲器)原理:電磁感應(yīng)原理。
4、發(fā)電機的原理:根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。交流發(fā)電機主要由定子和轉(zhuǎn)子。發(fā)電機有交流發(fā)電機和直流發(fā)電機。
5、交流電:周期性改變電流大小和方向的電流。直流電:電流方向不改變的電流。
6、交流電的頻率:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做交流電的頻率。頻率的單位是赫,用符號Hz表示。我國交流電的頻率為50Hz。
7、發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。大型發(fā)電機的定子上頒布著線圈,轉(zhuǎn)子是一組電磁鐵。
第十五章 通信技術(shù)
1、電磁波的產(chǎn)生
變化的電流能在周圍的空間中產(chǎn)生電磁波。
在電臺中,采用專門的電子器件和電路來產(chǎn)生變化得非常快的電流,稱為振蕩電流。將振蕩電流送入電臺的發(fā)射天線,就會在天線周圍空間中激起電磁波。
2、電磁波在真空中傳播的速度與光速相同,約為3×108m/s。在空氣中傳播的速度與在真空中非常接近。
3、波速與波的頻率、波長的關(guān)系:波速=波長×頻率,v=λf。
在波速一定的條件下,頻率越高,波長越短。
4、微波爐:微波爐的磁控管產(chǎn)生微波,微波束通過波導(dǎo)管進入爐腔后,在金屬壁上發(fā)生多次反射,食物中的水分子吸收微波的能量,發(fā)生快速而劇烈的振動,使食物的溫度升高,也就是把電磁能轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能。
5、頻率很高的振動電流能夠產(chǎn)生高頻率的電磁波并向外界空間發(fā)射,這種電流稱為射頻信號。由聲音轉(zhuǎn)換成的電流信號稱為音頻信號,由圖像轉(zhuǎn)換成的電流信號稱為視頻信號。把音頻信號和視頻信號“搭載”到射頻信號上的過程,稱為調(diào)制。
6、天線的作用:發(fā)射和接受電磁波。
7、無線電通信是利用電磁波傳遞信號。
8、現(xiàn)代通信技術(shù)包括:移動通信、網(wǎng)絡(luò)通信、光纖通信、衛(wèi)星中繼通信。
第十六章 粒子和宇宙
1、物質(zhì)由分子或原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成。
2、把10-9m作為一個長度單位,稱做納米,大約是10個氫原子排列起來的長度。納米科技指的是,當(dāng)人們力圖在納米尺度上了解和控制物質(zhì)時,所發(fā)現(xiàn)的許多新現(xiàn)象,所發(fā)明的許多新技術(shù)。
3、地球是宇宙中太陽系內(nèi)的一顆行星。太陽系的中心天體是太陽,這是一半徑約7×105km,表面溫度達6×103K的恒星,其核心溫度高達1.5×107K。
4、銀河系:銀河系是無數(shù)星體集成的一個龐大的天體系統(tǒng),直徑約10萬光年,厚度約1萬光年,像是一個中央突起四周扁平的旋轉(zhuǎn)鐵餅。太陽是銀河系中的一顆普通恒星。
5、關(guān)于宇宙的起源,目前比較易被接受的是宇宙起源于大爆炸。
6、核裂變:用中子轟擊鈾,使鈾這種重原子核分裂成兩塊中等質(zhì)量的原子核,叫做核裂變。
7、核聚變:把輕核聚合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)稱為核聚變。太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是聚變反應(yīng)。
8、人類目前能夠控制和利用的核能來源于核裂變能。目前核裂變能已實現(xiàn)可控應(yīng)用,F(xiàn)在的核電站都是利用可控制的核裂變能。而核聚變目前人類還無法控制其反應(yīng)速度。
9、可再生能源:太陽能、風(fēng)能、潮汐能、水力和地?zé)崮艿取?