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第六章《电压 电阻》
一、电压 
(一)电压的作用 
:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。 
:①电路中有电源(或电路两端有电压);②电路是连通的。 
、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法” 
(二)电压的单位 
:V   常用单位:kV 、mV、μV  
换算关系:1Kv=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV 
:   一节蓄电池2V   家庭电压220V   安全电压不高于36V
  (三)电压测量: 
:电压表,符号: 
,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值 
:两要、一不 
①电压表要并联在电路中。 
②电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出。否则指针会反偏。 
③被测电压不要超过电压表的最大量程。 
Ⅰ危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。 
Ⅱ选择量程:实验室用电压表有两个量程,0~3V和0~15V。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电压在3V`15V可测量,若被测电压小于3V则换用小的量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。 
(四)电流表、电压表的比较 
 
 
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
3V 15V
每大格
1V 5V
每小格
 
内阻
很小,几乎为零
相当于短路
很大
相当于开路
同
调零;读数时看清量程和每大(小)格;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
  (五)利用电流表、电压表判断电路故障 
: 
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。 
 
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。 
 
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
  二、电阻 
(一)定义及符号 :电阻表示导体对电流阻碍作用的大小 符号:R。
(二)单位 
:欧姆。规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω。 
:千欧、兆欧。 
:1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω 
:手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯,灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线,电阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。 
(三)影响因素 
:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化) 
:控制变量法。
  :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、长度和横截面积,还与温度有关。 
: 
⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。 
⑵结论可总结成公式R=ρL/S,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。记住:ρ银<ρ铜<ρ铝,ρ锰铜<ρ镍隔。假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。 
(四)分类 
:电路符号:。
  (变阻器):电路符号。
  ⑴滑动变阻器: 
构造:瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。  结构示意图:。
变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
  使用方法:选、串、接、调。 
根据铭牌选择合适的滑动变阻器;串联在电路中;接法:“一上一下”;接入电路前应将电阻调到最大。 
铭牌:某滑动变阻器标有“50Ω ”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。.
  作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路。
  应用:电位器 
优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值。 
注意:①滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端及中点时,变阻器连入电路的电阻;②分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。 
第七章《欧姆定律》
一、欧姆定律 
、电阻的关系 
①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系? 
②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)
  ④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。) 
⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。 
: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。 
=U/R。 
:①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能); 
②I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是A、V、Ω; 
③同一导体(即R不变),则I与U成正比  同一电源(即U不变),则I与R成反比。 
R=U/I是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由U/I给出,即R与U、I的比值有关,但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。
二、伏安法测电阻
  :用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 
:I=U/R。 
:(如图) 
:
①根据电路图连接实物。 
 ②检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。 
③算出三次Rx的值,求出平均值。 
④整理器材。 
:⑴本实验中,滑动变阻器的作用:①改变被测电阻两端的电压(分压),②保护电路(限流)。 
⑵测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。 
⑶如图是两电阻的伏安曲线,则R1>R2
  三、串联电路的特点 
:文字:串联电路中各处电流都相等。  字母:I=I1=I2=I3=……In 
:文字:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。 字母:U=U1+U2+U3+……Un 
:文字:串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。  字母:R=R1+R2+R3+……Rn 
理解:把n段导体串联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都大,这相当于增加了导体的长度。 
特例:n个相同的电阻R0串联,则总电阻R=nR0 。 
:文字:串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。 字母:U1/U2=R1/R2  
四、并联电路的特点 
: 文字:并联电路中总电流等于各支路中电流之和。 字母:I=I1+I2+I3+……In 
: 文字:并联电路中各支路两端的电压都相等。 字母:U=U1=U2=U3=……Un 
: 文字:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。 字母:1/R=1/R1+1/R2+……1/Rn
  理解:把n段导体并联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都小,这相当于导体的横截面积增大。
   特例:n个相同的电阻R0并联,则总电阻R=R0/n。
 
  :文字:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比。
  字母:I1/I2=R2/R1
第八章《电功率》
一、电功
:电流通过某段电路所做的功叫电功。
  :电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
  电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
  :电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
  :W=UIt=Pt(适用于所有电路)
  对于纯电阻电路可推导出:
  ①串联电路中常用公式:W=I2Rt   
  ②并联电路中常用公式:   
  ③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功   常用公式W=W1+W2+…Wn
  :国际单位是焦耳(J)常用单位:度(kw·h)  1度=1千瓦时=1kw·h=×106J
  :
  ⑴电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
  ⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。
  ⑶读数:A、测量较大电功时用刻度盘读数。
  ①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
  ②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
3
2
4
6
8
月底读数是
电能表月初读数
  如:
3
2
6
5
4
   这个月用电________度合___________J。
B、测量较小电功时,用表盘转数读数。如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是___________ J。
  二、电功率
  :电流在单位时间内所做的功。
  :表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
  :P=UI=W/t(适用于所有电路)
  对于纯电阻电路可推导出:P=I2R=U2/R
  ①串联电路中常用公式:P=I2R    
  ②并联电路中常用公式:P=U2/R    
  ③无论用电器串联或并联。计算总功率   常用公式P=P1+P2+…Pn
  :国际单位瓦特(W)  常用单位:千瓦(kw)
  :
  ⑴额定电压:用电器正常工作时的电压。
  额定功率:用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流I=P/U==U2额/P=2936Ω。
  ⑵当U实=U额时,P实=P额 用电器正常工作(灯正常发光)
  当U实<U额时,P实<P额用电器不能正常工作(灯光暗淡),有时会损坏用电器
    ⑶灯L1“220V100W”,灯L2“220V25W”相比较而言,L1灯丝粗短,L2灯丝细长。
  判断灯丝电阻口诀:“大(功率)粗短,小细长”(U额 相同)
  两灯串联时,灯L2亮,两灯并联时,灯L1亮。
  判断哪个灯亮的口诀“串小(功率)并大”(U额 相同)
  ⑷“1度”的规定:1kw的用电器工作1h消耗的电能。
  P=W/t可使用两套单位:“W、J、s”、“kw、kwh、h”
  :
  Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率:①原理:P=UI;②电路图:③选择和连接实物时须注意:
  电源:其电压高于灯泡的额定电压
  滑动变阻器:接入电路时要变阻,且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
  电压表:并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。
  电流表:串联在电路里““+”接线柱流入,“-”接线柱流出。根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。 
Ⅱ测量家用电器的电功率:器材:电能表秒表原理:P=W/t
  三、电热
  :目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?
  原理:根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
  实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快:是绝缘体。
  :电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
  :Q=I2Rt(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:Q=UIt=U2t/R=W=Pt
  ①串联电路中常用公式:Q=I2Rt。  并联电路中常用公式:
  ②无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
  ③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:=pt
  ──电热器:
  ①定义:利用电流的热效应而制成的发热设备。
  ②原理:焦耳定律。
  ③组成:电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
  ④优点:清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
  练习:☆家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方法测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。 
四、生活用电 
(一)家庭电路 
:进户线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。 
:各种用电器是并联接入电路的,插座与灯座是并联的,控制各用电器工作的开关与电器是串联的。 
: 
⑴低压供电线:
  ①给用户提供家庭电压的线路,分为火线和零线。火线和零线之间有220V的电压,火线和地线之间也有220V的电压,正常情况下,零线和地线之间电压为0V。 
②测电笔:用途:用来辨别火线和零线。
  使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线,观察氖管是否发光。 
举例:☆测电笔接触火线时,如果观察不到氖管发光,你认为产生这种现象的原因是:(至少填两种可能原因)测电笔氖管已坏;手没有接触笔尾金属体;火线断路。 
☆某次检修电路时,发现灯泡不亮,火线零线都能使测电笔发光,可能的原因是:火线完好,零线处有断路,被测段零线通过用电器和火线构成通路。
  ⑵电能表: 
①用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。 
②安装:安装在家庭电路的干路上。 
③铭牌:所标的电压U是:额定电压所标的电流;I是:允许通过的最大电流;UI是:电能表后能接用电器的最大功率,如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值,电能表的计数会不准确甚至烧坏。
  ⑶闸刀(空气开关): 
①作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。 
⑷保险盒: 
①材料:保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。 
②保险原理:当过大的电流通过时,保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起到保险作用。 
③电路符号:。 
④连接:与所保护的电路串联,且一般只接在火线上。 
⑤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。 
⑥规格:越粗额定电流越大。 
注意:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。
应用举例:☆某家庭需要使用10A保险丝,可只有5A和15A保险丝。如何分别来代替使用:①可用两根5A保险丝并起来代用;②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A保险丝截面积相同。
  ⑸插座:
  ①作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。
  ②种类:固定插座、 
③安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:
 可移动插座、二孔插座、三孔插座。
    1接火线   2接零线   3接地线  4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路 
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。 
⑹用电器(电灯)、开关: 
①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的,小功率的灯泡灯丝细而长,里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短,里面抽成真空后,还要充入氮气、氩气等惰性气体,,目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并阻止灯丝升华。灯泡长期使用会变暗,原因是:灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 
②灯泡的种类:螺丝口 卡口。 
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套,进而接零线;灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片,再通过开关接火线:原因:防止维修触电 
③开关和用电器串联,控制用电器,如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制,但不会烧干路上的保险丝。 
④根据安全用电原则连接电路,每个开关都可以单独控制灯。
 (二)家庭电路电流过大的原因
  :发生短路、用电器总功率过大。
  :发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝。
  (三)安全用电 
: 
①定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害。 
②危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。 
③安全电压:不高于36V,动力电路电压380V,家庭电路电压220V都超出了安全电压。 
: 
家庭电路(低压触电):单线触电、双线触电。 
家庭电路触电的事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
  要分清零线和地线,虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零线接通,否则易造成触电事故。
  高压触电:高压电弧触电、跨步电压触电。
  :不接触低压带电体不靠近高压带电体。
第九章《电与磁》
一、磁现象
  :磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)。
  :定义:具有磁性的物质。  分类:永磁体分为天然磁体、人造磁体。
  :定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极。(磁体两端最强中间最弱)
  作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
  说明:最早的指南针叫司南。一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。
  :①定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
    ②钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。
  :①根据磁体的吸铁性判断。②根据磁体的指向性判断。③根据磁体相互作用规律判断。④根据磁极的磁性最强判断。
  磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体,利用磁体之间的相互作用,使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度,这种相互作用是指:同名磁极的相互排斥作用。
  ☆放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后,靠近磁铁南极的一端是磁北极。
  ☆用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次钢针被磁化如图那么钢针的右端被磁化成S极。
  二、磁场 
:磁体周围存在着的物质,它是一种看不见、摸不着的特殊物质。
  磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。
  :磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
:在磁场中的某一点,小磁针北极静止时所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向。 
: 
①定义: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点的磁针北极所指的方向一致。
  ②方向:磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
  ③典型磁感线:
 
 
④说明:A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的。但磁场客观存在。 
B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。  C、磁感线是封闭的曲线。 
D、磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的。  E、磁感线不相交。 
F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 
:在磁场中的某点,北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。 
: 
Ι、地磁场: 
定义:在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用。 
磁极:地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近。 
磁偏角:首先由我国宋代的沈括发现。 
Ⅱ、电流的磁场: 
奥斯特实验:通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明:通电导线的周围存在磁场,且磁场与电流的方向有关。 
通电螺线管的磁场:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关,电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。 
练习:
  、S极。
  。
 
  3.①绕导线: 
  应用:电磁铁
  A、定义:内部插入铁芯的通电螺线管。
  B、工作原理:电流的磁效应,通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。
  C、优点:磁性有无由通断电来控制,磁极由电流方向来控制,磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。
  D、应用:电磁继电器、电话。
  电磁继电器:实质由电磁铁控制的开关。应用:用低电压弱电流控制高电压强电流,进行远距离操作和自动控制。
  电话:组成:话筒、听筒。基本工作原理:振动、变化的电流、振动。
  三、电磁感应
  :该现象    年被   国物理学家           发现。
  :                                                  这种现象叫做电磁感应现象
  :定义:               。产生的条件:         、部分导体、                。
  ③导体中感应电流的方向,跟          和        有关三者的关系可用       定则判定。
  ──交流发电机构造:                              。
  工作原理:                。工作过程中,     能转化为    。
  工作过程:交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是交流电。交流发电机通过         向外电路输出交流电。直流发电机通过       向外输出直流电。
交流发电机主要由         和       两部分组成。      不动    旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。
  :                      。交流电:                            。
  定义:                                   。
  我国家庭电路使用的是    电。电压是    周期是      频率是    电流方向1s改变     次。
  直流电:                         。定义:                         。
四、磁场对电流的作用 
                              。
  通电导体在磁场里受力的方向,跟    和      有关。三者关系可用     定则判断。
  ──直流电动机 
定义:                  。 构造:                  。 工作原理:                 。 
工作过程:A平衡位置:特点:                   。 受力特点:                。 
线圈开始处于该位置时通电后不动。 
换向器作用:                         。 优点:                              。 
五、电能的优越性 
优点:                              。 
电流通过导线要发热,从焦耳定律知道:减小输电电流是减小电能损失的有效方法,为了不减小输送功率只能提高输电电压。 
计算输电线损失功率用公式:                              。 
计算输电线发热:                              。