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文檔簡介

1、第五章 電流與電路第一節(jié) 電荷1. 電荷l 帶電體:物體有了吸引輕小物體的性質(zhì),我們就說是物體帶了電(荷)。這樣的物體叫做帶電體。輕小物體指碎紙屑、頭發(fā)、通草球、灰塵、輕質(zhì)球等。l 電荷:電荷的多少叫做電荷量,簡稱電荷,符號是Q。電荷的單位是庫侖(C)。在各種帶電微粒中,電子電荷量的大小是最小的。人們把最小電荷叫做元電荷,常用符號e表示。e1.6×10-19 C。任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍。l 正負(fù)電荷:自然界只有兩種電荷被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷是正電荷();被毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷叫做負(fù)電荷()。具有正電荷的實質(zhì)是物質(zhì)中的原子失去了電子;具有負(fù)電荷的實質(zhì)是物質(zhì)中的原

2、子得到了多余的電子。l 電荷間的相互作用:同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。兩個物體相互吸引有兩種情況可能是它們帶異種電荷而互相吸引,還可能是一個物體帶電而吸引另一個不帶電的輕小物體。l 使物體帶電的方法n 摩擦起電u 定義:用摩擦的方法使物體帶電。u 原因:不同物質(zhì)原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。u 實質(zhì):電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體使正負(fù)電荷分開。u 能量轉(zhuǎn)化:機(jī)械能-電能n 接觸帶電:物體和帶電體接觸帶了電。如帶電體與驗電器金屬球接觸使之帶電。n 感應(yīng)帶電:由于帶電體的作用,使帶電體附近的物體帶電。l 檢驗物體帶電的方法n 使用驗電器。u 驗電器的構(gòu)造:金屬球、金屬桿、金屬箔。u 驗電器的

3、原理:同種電荷相互排斥。u 從驗電器張角的大小,可以判斷所帶電荷的多少。但驗電器不能檢驗帶電體帶的是正電荷還是負(fù)電荷。n 利用電荷間的相互作用。n 利用帶電體能吸引輕小物體的性質(zhì)。l 中和:放在一起的等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象。n 如果物體所帶正、負(fù)電量不等,也會發(fā)生中和現(xiàn)象。這時,帶電量多的物體先用部分電荷和帶電量少的物體中和,剩余的電荷可使兩物體帶同種電荷。n 中和不是意味著等量正負(fù)電荷被消滅,實際上電荷總量保持不變,只是等量的正負(fù)電荷使物體整體顯不出電性。2. 摩擦起電l 原子的結(jié)構(gòu):原子是由位于中心的原子核和核外的電子組成的;原子核的質(zhì)量比電子的大得多,幾乎集中了原子的全部質(zhì)量;原子核

4、帶正電,電子帶負(fù)電,電子在原子核的吸引下,繞核高速運動。原子核帶正電,電子帶負(fù)電。電子繞核運動。但整個原子呈中性。l 摩擦起電:摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現(xiàn)象,就是摩擦起電現(xiàn)象。摩擦的兩個不同物體同時分別帶上等量異種電荷。l 摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同,兩個物體互相摩擦?xí)r,哪個物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱,它的一些電子就會轉(zhuǎn)移到另一個物體上;失去電子的物體因缺少電子而帶正電,得到電子的物體因為有了多余電子而帶等量的負(fù)電。l 摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷,只是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。l 由同種物質(zhì)組成的兩物體摩擦不會起電。3. 導(dǎo)體和絕緣體l 導(dǎo)體和絕緣體:善于導(dǎo)

5、電的物體叫做導(dǎo)體;不善于導(dǎo)電的物體叫做絕緣體。常見的導(dǎo)體:金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽的水溶液等。常見的絕緣體:橡膠、玻璃、塑料、油、陶瓷等。l 半導(dǎo)體:導(dǎo)電能力在絕緣體和導(dǎo)體之間的物體,叫做半導(dǎo)體。常見的半導(dǎo)體:硅、鍺。半導(dǎo)體的應(yīng)用:集成電路(包括二極管、三極管)、熱敏電阻、光敏電阻等。l 超導(dǎo)體:有些物質(zhì),當(dāng)溫度降到某一溫度以下,電阻會突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)體的實際應(yīng)用:磁懸浮列車。超導(dǎo)體可以用作輸電線或制造電子元件,并且無需考慮散熱的問題。凡是利用電流的熱效應(yīng)來工作的電路中都不能使用超導(dǎo)體。l 導(dǎo)體容易導(dǎo)電的原因:里面有大量的自由電荷,

6、它們可以脫離原子核的束縛,而在導(dǎo)體內(nèi)部自由移動。l “導(dǎo)電”與“帶電”的區(qū)別:導(dǎo)電過程是自由電荷定向移動的過程,導(dǎo)電體是導(dǎo)體;帶電過程是電子得失的過程,能帶電的物體可以是導(dǎo)體,也可以是絕緣體。l 導(dǎo)體和絕緣體之間并沒有絕對的界限,在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。一定條件下,絕緣體也可變?yōu)閷?dǎo)體。第二節(jié) 電流和電路1. 電流l 電流的形成:電荷在導(dǎo)體中定向移動形成電流。自由電荷在金屬導(dǎo)體中是自由電子,在酸、堿、鹽水溶液中是正、負(fù)離子。l 電流的方向:把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向。在電源外部,電流的方向是從電源的正極流向負(fù)極。在金屬導(dǎo)體中,電流的方向跟自由電子的移動方向相反。l 電源:能夠提供持續(xù)電流

7、的裝置,叫做電源。干電池、蓄電池供電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;發(fā)電機(jī)發(fā)電時,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。l 持續(xù)電流形成的條件: 必須有電源; 電路必須閉合(通路)。只有兩個條件都滿足時,才能有持續(xù)電流。l 電流的三種效應(yīng) 電流的熱效應(yīng):如白熾燈,電飯鍋等。 電流的磁效應(yīng):如電鈴、電磁繼電器等。 電流的化學(xué)效應(yīng):如電解、電鍍等。注:電流看不見、摸不著,我們可以通過各種電流的效應(yīng)來判斷它的存在,這里體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法的科學(xué)思想。物理學(xué)中,對于一些看不見、摸不著的物質(zhì)或物理問題我們往往要拋開事物本身,通過觀察和研究它們在自然界中表現(xiàn)出來的外顯特性、現(xiàn)象或產(chǎn)生的效應(yīng)等,去認(rèn)識事物的方法,在物理學(xué)上稱作這種方法叫轉(zhuǎn)換法。

8、2. 電路和電路圖l 電路:由電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線等元件組成的電流的路徑,叫做電路。l 電路元件的作用:電源能夠提供電流的裝置,或把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置(干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)。用電器消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的裝置。開關(guān)控制電路的通斷。導(dǎo)線傳導(dǎo)電流,輸送電能。l 電路的三種狀態(tài):通路處處連通的電路叫通路,此時電路中有電流通過,電路是閉合的。斷路(開路)某處斷開的電路叫斷路,此時電路不閉合,電路中無電流。短路不經(jīng)過用電器而直接用導(dǎo)線把電源正、負(fù)極連在一起,電路中會有很大的電流,可能把電源燒壞。用電器兩端直接用導(dǎo)線連接起來的情況也屬于短路。l 電路圖:用符號表示電路連接的圖

9、,叫做電路圖。l 常用電路元件的符號:符號意義符號意義交叉不相連的導(dǎo)線電鈴交叉相連接的導(dǎo)線電動機(jī)(負(fù)極)(正極)電池電流表電池組電壓表開關(guān)電阻小燈泡滑動變阻器3. 電路和電路圖l 由電路圖連接實物:首先按電路圖擺好元件位置。其中開關(guān)S應(yīng)是斷開的。若有滑動變阻器,應(yīng)將其滑片P調(diào)到變阻器的阻值最大端。n 若為串聯(lián)電路,可從電源正極出發(fā),逐個順次連接各個元件,然后回到電源負(fù)極。n 若為并聯(lián)電路,可先選一支路與開關(guān)、電源和干路上的其他元件按串聯(lián)方法連成回路,再把與該支路并聯(lián)的各支路依次并聯(lián)在該支路上;也可先把并聯(lián)部分按首首相接、尾尾相接的接法接好,再從分叉點和會合點與開關(guān)、電源連成回路。n 若為混聯(lián)電

10、路,可參照串、并聯(lián)的方法連接。n 按連接順序檢查,確定無誤后,可試觸開關(guān),看看有無異常,如有問題可斷開開關(guān)檢查。n 實物圖的連接中,要注意每個元件的位置和它與電路圖中符號位置的對應(yīng)關(guān)系。l 由實物圖畫電路圖:參照實物圖畫出電路圖時,要用規(guī)定的符號表示相應(yīng)的元件,要分清元件間的連接關(guān)系,要畫成規(guī)則的方框圖(導(dǎo)線要畫直,拐彎處要畫成直角)。第三節(jié) 串聯(lián)和并聯(lián)1. 串聯(lián)電路:兩個用電器首尾相連,然后接到電路中,就說這兩個用電器是串聯(lián)的。2. 并聯(lián)電路:兩個用電器的兩端分別連在一起,然后接到電路中,就說這兩個用電器是并聯(lián)的。3. 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的特點:串聯(lián)電路并聯(lián)電路連接特點逐個順次連接(首尾相連

11、)并列連接在兩點之間(首相接,尾相連)電流路徑電流從電源正極出發(fā),只有一條路徑流回電源負(fù)極,整個電路是一個回路(無分支)干路電流在節(jié)點處分別流經(jīng)各支路,再在另一節(jié)點處匯合流回電源負(fù)極,每個支路各自跟干路形成回路,有幾條支路就有幾個回路(有分支)開關(guān)作用開關(guān)控制整個電路開關(guān)位置對它的控制作用沒有影響干路開關(guān)控制整個電路支路開關(guān)只控制它所在的那條支路用電器間是否互相干擾各用電器互相干擾,若其中一個斷開,其他用電器無法工作。各用電器不互相干擾,若其中一個斷開,其他用電器照常工作實例裝飾用的彩色小燈泡;開關(guān)和用電器家庭電路;路燈4. 識別串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的方法:l 讓電流從電源正極出發(fā)經(jīng)過各用電器回

12、到電源負(fù)極,途中不分流就是串聯(lián),否則就是并聯(lián)。l 將用電器接線柱編號,電流流入端為“首”電流流出端為“尾”,觀察各用電器,若“首尾首尾”連接為串聯(lián);若“首、首”,“尾、尾”相連,為并聯(lián)。(類似于物理課上所介紹的方法)l 識別不規(guī)范的電路過程中,不論導(dǎo)線多長,只要其間沒有電源、用電器等,導(dǎo)線兩端點均可看成同一個點,從而找出各用電器兩端的公共點。l 對實際看不到連接的電路,如路燈、家庭電路,可根據(jù)他們的某些特征判斷連接情況。第四節(jié) 電流的強(qiáng)弱1. 電流:電流是表示電流強(qiáng)弱的物理量,用符號I表示。電流的單位為安培(安,A)。2. 電流的定義式:其中I表示電流,單位為安培(A);Q表示電荷,單位為庫倫

13、(C);t表示通電的時間,單位為秒(s)。1A103mA106A3. 電流表:測量電流的儀表叫電流表。符號為,其內(nèi)阻很小,可看做零,電流表相當(dāng)于導(dǎo)線。4. 電流表的示數(shù):量程使用接線柱*表盤上刻度位置大格代表值小格代表值00.6A“-”和“0.6”下一行0.2A0.02A03A“-”和“3”上一行1A0.1A在下一行讀出的示數(shù)是指針指向相同位置時,在上一行讀出的示數(shù)的5倍。* 部分電流表的三個接線柱分別是“+”、“0.6”和“3”。這時“0.6”和“3”是負(fù)接線柱,電流要從“+”流入,再從“0.6”或“3”流出。5. 正確使用電流表的規(guī)則:l 電流表必須和被測的用電器串聯(lián)。如果電流表與用電器并

14、聯(lián),不但測不出流經(jīng)此用電器的電流,如果電路中沒有別的用電器還會因為電流表直接連到電源的兩極上使電流過大而燒壞電流表。l 電流必須從“”接線柱流進(jìn)去,從“”接線柱流出來。否則電流表的指針會反向偏轉(zhuǎn)。l 被測電流不能超過電流表量程。l 任何情況下都不能使電流表直接連到電源的兩極。6. 無法估測待測電流的大小時,可先用大量程試觸,若指針偏轉(zhuǎn)超過最大值則應(yīng)斷開開關(guān)檢查;如果指針偏轉(zhuǎn)幅度太小,會影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性,應(yīng)選用小量程檔。7. 使用電表前,如果指針不指零,可調(diào)整中央調(diào)零螺旋使指針調(diào)零。8. 常見的電流(估計數(shù)字):計算器中電源的電流100A半導(dǎo)體收音機(jī)電源的電流50mA手電筒中的電流200mA房間

15、燈泡中的電流0.2A家用電冰箱的電流1A家用空調(diào)器的電流5A雷電電流幾萬安至幾十萬安第五節(jié) 探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律【實驗器材】兩只相同規(guī)格的小燈泡和一只不同規(guī)格的小燈泡、一個開關(guān)、兩節(jié)干電池、導(dǎo)線若干、三個電流表【電路圖】【設(shè)計實驗】分別按照上面兩個電路圖連接電路,先將規(guī)格相同的小燈泡接入電路,讀出電流表示數(shù)并記錄;然后將規(guī)格不同的小燈泡接入電路,再次讀出電流表示數(shù)并記錄?!緦嶒灡砀瘛繉嶒灤螖?shù)A點的電流IA/AB點的電流IB/AC點的電流IC/A12【實驗結(jié)論】串聯(lián)電路中各點的電流相等,并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。 【提示】l 使用不同規(guī)格的燈泡是為了避免偶然性。l 課本中的實驗是

16、在A、B、C三點分別接電流表。同時接電流表的好處是便于操作。第六章 電壓 電阻第一節(jié) 電壓1. 電壓:電壓是使電路中自由電荷定向移動形成電流的原因。電壓的符號是U,單位為伏特(伏,V)。l 要在一段電路中產(chǎn)生電流,它的兩端就要有電壓。l 電源的作用是給用電器兩端提供電壓。l 1kV103V106mVl 說電壓時,要說“xxx兩端的電壓”;說電流時,要說通過“xxx的電流”。2. 電壓表:測量電路兩端電壓的儀表叫電壓表,符號為,其內(nèi)阻很大,接入電路上相當(dāng)于開路。3. 電壓表的示數(shù):量程使用接線柱*表盤上刻度位置大格代表值小格代表值03V“-”和“3”下一行1V0.1V015V“-”和“15”上一

17、行5V0.5V在下一行讀出的示數(shù)是指針指向相同位置時,在上一行讀出的示數(shù)的5倍。* 部分電流表的三個接線柱是“+”、“3”和“15”。這時“3”和“15”是負(fù)接線柱,電流要從“+”流入,再從“3”和“15”流出。4. 正確使用電壓表的規(guī)則:l 電壓表必須和被測的用電器并聯(lián)。如果與被測用電器串聯(lián),會因為電壓表內(nèi)阻很大,此段電路開路而無法測此用電器兩段的電壓。如果被測用電器在支路上,這時電壓表測的是其他支路兩端的電壓;如果被測用電器在干路上,則整個電路便成開路了,這時電壓表測的是電源電壓。l 電流必須從“”接線柱流進(jìn)去,從“”接線柱流出來。l 被測電壓不能超過電壓表量程。5. 無法估測待測電壓的大

18、小時,可先用大量程試觸。再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)幅度選用適當(dāng)量程。6. 常見的電壓:干電池兩極間的電壓是1.5V手持移動電話的電池兩極間的電壓3.6V對人體安全的電壓不高于36V家庭電路的電壓220V發(fā)生閃電的云層間電壓幾百萬伏至幾億伏動力電路的電壓380V電鰩可以產(chǎn)生200V左右的電壓,用來自衛(wèi)。7. 在理解電流、電壓的概念時,通過觀察水流、水壓的模擬實驗幫助我們認(rèn)識問題,這里使用了科學(xué)研究方法“類比法”。類比是指由一類事物所具有的屬性,可以推出與其類似事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法。8. 電流表、電壓表的比較:電流表電壓表異符號連接方式與被測用電器串聯(lián)與被測用電器并聯(lián)直接連接電源不能能量程

19、0.6A、3A3V、15V每大格0.2A、1A1V、5V每小格0.02A、0.1A0.1V、0.5V內(nèi)阻很小,幾乎為零,相當(dāng)于短路很大,相當(dāng)于開路同使用前要調(diào)零;讀數(shù)時看清量程和每大(?。└?;正接線柱流入,負(fù)接線柱流出;不能超過最大測量值。9. 利用電流表、電壓表與用電器連接,判斷電路故障l 電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)故障原因可能是: 電壓表損壞; 電壓表接觸不良; 與電壓表并聯(lián)的用電器短路。l 電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)故障原因可能是: 電流表短路; 和電壓表并聯(lián)的用電器開路,此時電流表所在電路中串聯(lián)了大電阻(電壓表內(nèi)阻)使電流太小,電流表無明顯示數(shù)。l 電流表電壓表均無示數(shù)“兩表均無示數(shù)

20、”表明無電流通過兩表,除了兩表同時短路外,最大的可能是主電路斷路導(dǎo)致無電流。第二節(jié) 探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律【實驗器材】兩只相同規(guī)格的小燈泡和一只不同規(guī)格的小燈泡、一個開關(guān)、兩節(jié)干電池、導(dǎo)線若干、三個電壓表【電路圖】【設(shè)計實驗】分別按照上面兩個電路圖連接電路,先將規(guī)格相同的小燈泡接入電路,讀出電壓表示數(shù)并記錄;然后將規(guī)格不同的小燈泡接入電路,再次讀出電壓表示數(shù)并記錄?!緦嶒灡砀瘛看?lián)電路:實驗次數(shù)AB兩端的電壓UAB/VBC兩端的電壓UBC/VAC兩端的電壓UAC/V12并聯(lián)電路:實驗次數(shù)L1兩端的電壓U1/VL2兩端的電壓U2/V總電壓U/V12【實驗結(jié)論】串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電

21、路兩端電壓之和。并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等。【提示】使用不同規(guī)格的燈泡是為了避免偶然性。第三節(jié) 電阻1. 電阻:導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻。符號是R,單位是歐姆(歐,)1M103k106常見導(dǎo)體的電阻率從小到大排列,分別是:銀、銅、鋁、鎢、鐵、錳銅合金、鎳鉻合金等。2. 電阻的決定式: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(電阻率)、長度(L)和橫截面積(S)。導(dǎo)體越長,電阻越大;導(dǎo)線橫截面積越小,電阻越大。3. 探究“決定電阻大小的因素”實驗時,必須注意控制變量。l 實驗原理:用串聯(lián)在電路中小燈泡亮度的變化來研究導(dǎo)體電阻的變化(也可以在電壓不變的情況下,通過電流的變化

22、來研究導(dǎo)體電阻的變化)。l 實驗方法:控制變量法。所以定論“電阻的大小與哪一個因素的關(guān)系”時必須指明“相同條件”。l 結(jié)論: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、長度和橫截面積,還與溫度有關(guān)。l 有很多實驗都是用控制變量法來完成的,所以必須熟練掌握控制變量法,并且在練習(xí)時加以注意。4. 電阻的計算公式:R電阻歐姆();U電壓伏特(V);I電流安培(A)。5. 關(guān)于電阻的注意事項:l 導(dǎo)體不同,電阻也一般不同。l 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的溫度有關(guān)。對大多數(shù)導(dǎo)體來說,溫度越高,電阻越大。l 電阻是導(dǎo)體阻礙電流作用的性質(zhì),是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。與導(dǎo)體兩端有無電壓、電壓大小、是否有電流通

23、過以及電流大小等均無關(guān)。l 只表示電壓、電流和電阻的數(shù)值關(guān)系,沒有物理意義。6. 電阻的分類:定值電阻()、變阻器()第四節(jié) 變阻器1. 滑動變阻器:原理:通過改變接入電路中電阻線的長度改變電阻,從而改變電路中的電流。作用:改變電流、調(diào)節(jié)電壓和保護(hù)用電器。某滑動變阻器標(biāo)有“50 1A”的字樣,表明該滑動變阻器的最大阻值為50,允許通過的最大電流為1A。2. 使用滑動變阻器的注意事項(見右圖):l 接線時必須遵循“一上一下”的原則。如果選用A、B兩個接線柱,相當(dāng)于接入一段導(dǎo)線;如果選用C、D兩個接線柱,相當(dāng)于接入一段定值電阻。這兩種錯誤的接法都會使滑動變阻器失去作用。l A和B相當(dāng)于同一個接線柱

24、。即選用AC、BC或AD、BD是等效的。l 選用C接線柱時,滑片P向左移動,滑動變阻器的電阻值將減??;選用D接線柱時,滑片P向左移動,滑動變阻器的電阻值將增大。(滑片距離下側(cè)已經(jīng)接線的接線柱越遠(yuǎn),連入電路中的電阻越大)l 每個變阻器都標(biāo)有規(guī)定的最大電阻和允許通過的最大電流,使用時不能超過它的最大值。3. 應(yīng)用:電位器4. 注意:l 滑動變阻器的銘牌,告訴了我們滑片放在兩端及中點時,變阻器連入電路的電阻。l 分析因變阻器滑片的變化引起的動態(tài)電路問題,關(guān)鍵搞清哪段電阻絲連入電路,再分析滑片的滑動導(dǎo)致變阻器的阻值如何變化。l 在給滑動變阻器選電阻線的時候,應(yīng)該選擇電阻較大的材料(鎳鉻合金)。l 滑動

25、變阻器的優(yōu)缺點:能夠逐漸改變連入電路的電阻,但不能表示連入電路的阻值。電阻箱的優(yōu)缺點:能夠表示連入電路的阻值,但不能連續(xù)改變連入電路的電阻。5. 電阻箱的讀數(shù)方法:各旋盤對應(yīng)的指示點()的示數(shù)乘面板上標(biāo)記的倍數(shù),然后加在一起,就是接入電路的阻值。第七章 歐姆定律第一節(jié) 探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系1. 探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系【實驗器材】阻值不同的兩個定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線【電路圖】見右圖【實驗表格】電阻R/電壓U/V電流I/A【實驗結(jié)論】當(dāng)電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。【注意事項】滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓;保護(hù)電路。2

26、. 探究電壓導(dǎo)體兩端電壓不變時,電流與電阻值的關(guān)系【實驗器材】阻值不同的兩個定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線【電路圖】見右上圖【實驗表格】電壓U/V電阻R/電流I/A【實驗結(jié)論】當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比?!咀⒁馐马棥炕瑒幼冏杵鞯淖饔茫菏闺娮鑳啥说碾妷罕3植蛔儭?. 這兩個實驗都采用控制變量法。4. 分析實驗數(shù)據(jù)尋找數(shù)據(jù)間的關(guān)系,從中找出物理量間的關(guān)系,這是探究物理規(guī)律的常用方法。第二節(jié) 歐姆定律及其應(yīng)用1. 歐姆定律內(nèi)容: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。公式:U電壓伏特(V);R電阻歐姆();I電流安培(A)2. 使用歐姆定律的

27、注意事項:l 同體性:公式中的I、U、R應(yīng)是同一段電路或同一導(dǎo)體的。為了便于區(qū)別,應(yīng)該加上同一種角標(biāo)。l 同時性:公式中的I、U、R應(yīng)是同一時刻、同一導(dǎo)體所對應(yīng)的數(shù)值。l 歐姆定律普遍適用于純電阻電路中。對于電動機(jī)(轉(zhuǎn)動的線圈)和超導(dǎo)體來說,歐姆定律不成立。3. 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電路規(guī)律的比較串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流特點串聯(lián)電路中各處電流相等并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和電壓特點串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等電阻特點串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和并聯(lián)電阻中總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電路的倒數(shù)之和分配特點串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比并聯(lián)電

28、路中,電流的分配與電阻成反比功率特點串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的總功率,都等于各部分電路功率之和l 在做電學(xué)計算題之前,要做好電路分析,分析有關(guān)各元件的物理量之間的關(guān)系。l 在電路分析、計算時,串聯(lián)要抓住電流相等這一特點;并聯(lián)要抓住電壓相等這一特點。l 若有n個相同的電阻R0串聯(lián),則總電阻為;若有n個相同的電阻R0并聯(lián),則總電阻為。l 電阻串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度,所以總電阻比其中任何一個電阻都大,串聯(lián)得越多總電阻越大;電阻并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,所以并聯(lián)總電阻比每一個并聯(lián)分電阻都小,并聯(lián)得越多總電阻越小。l 電路(串聯(lián)、并聯(lián))中某個電阻阻值增大,則總電阻隨著增大;某個電阻阻值減小,則總電阻

29、隨著減小。l 常用的串、并聯(lián)電路中的物理量與電阻的比例關(guān)系有(以兩個電路串、并聯(lián)為例,其中P為電功率,W為電功,Q為電熱)串聯(lián)時:并聯(lián)時:第三節(jié) 測量小燈泡的電阻1. 伏安法測量小燈泡的電阻【實驗?zāi)康摹孔C明燈絲電阻與溫度有關(guān)。【實驗器材】小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線?!緦嶒灢襟E】 畫出電路圖(見右圖)。 按電路圖連接實物,開關(guān)S應(yīng)斷開,將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。 檢查無誤后閉合開關(guān),移動滑片(眼睛看著電壓表),分別記錄三組電壓、電流的對應(yīng)值。 斷開開關(guān)。根據(jù),計算出每次的電阻值R1、R2、R3,并求出電阻的平均值。【實驗表格】次數(shù)電壓/V電流/A電阻/123【實

30、驗結(jié)論】燈絲的電阻與溫度有關(guān)。溫度越高,燈絲電阻越大?!咀⒁馐马棥?接通電源后先通過變阻器把電壓調(diào)到小燈泡的額定電壓,然后從該電壓開始依次降低。 滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓;保護(hù)電路。 實驗最后不能求電阻的平均值,因為:燈絲的電阻與溫度有關(guān)。2. 伏安法測電阻【原理】【實驗器材】待測電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線?!緦嶒灢襟E】 畫出電路圖(見右圖)。 按電路圖連接實物,開關(guān)S應(yīng)斷開,將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。 檢查無誤后閉合開關(guān),移動滑片(眼睛看著電壓表),分別記錄三組電壓、電流的對應(yīng)值。 斷開開關(guān)。根據(jù),計算出每次的電阻值R1、R2、R3,并求出電阻的平

31、均值?!緦嶒灡砀瘛看螖?shù)電壓/V電流/A電阻/123【注意事項】 多次測量平均值的目的:減小誤差。 滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓;保護(hù)電路。3. 實驗電路連接的常見錯誤:l 電流表(電壓表)的“”“”接線柱接錯了。l 電流表(電壓表)的量程選大/小了。l 滑動變阻器的接線柱接錯了(同時接在上/下接線柱)。l 電流表沒有與被測用電器串聯(lián)(如并聯(lián));電壓表沒有與被測用電器并聯(lián)(如串聯(lián)或與其他用電器并聯(lián))l 連接電路時開關(guān)沒有斷開。4. 測量未知電阻阻值的其他方法:l 用兩個電壓表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線,不用電流表(電路串聯(lián)):在這種情況下,可利用“串聯(lián)電路中電

32、壓與電阻成正比”求出電阻。l 用一個電壓表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線,不用電流表(電路串聯(lián)):由于只有一個電壓表,我們就只能先利用短路測量電源電壓,然后測量其中一個定值電阻兩端的電壓,利用“串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和”求出另外一個定值電阻兩端的電壓,最后利用“串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比”求出電阻。l 用兩個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線,不用電壓表(電路并聯(lián)):在這種情況下,可利用“并聯(lián)電路中,通過各支路的電流與其電阻成反比”求出電阻。l 用一個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線,不用電壓表(電

33、路并聯(lián)):由于只有一個電流表,我們就只能先利用斷路測量其中一個支路的電流,然后測量電路的總電流,利用“并聯(lián)電路的總電流等于通過各支路的電流之和”求出通過另外一個定值電阻的電流,最后利用“并聯(lián)電路中,通過各支路的電流與其電阻成反比”求出電阻。l 用一個電流表、一個阻值已知的定值電阻、一個電源、一個開關(guān)和若干導(dǎo)線,不用電壓表(電路串聯(lián)):先將未知的電阻短路,利用UIR求出電源電壓。然后再將未知的電阻連入電路,利用總電壓相等,求出總電阻。利用“串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路的電阻之和”求出未知電阻的阻值。如果阻值已知的定值電阻被換成滑動變阻器,方法也是相同的。l 使用電流表(或電壓表)、一個電阻箱、

34、一個電壓、一個開關(guān)盒若干導(dǎo)線:可以先把定制電阻單獨連入電路,測量定值電阻的一個物理量(電流或電壓)。把電阻箱單獨連入電路,并使電阻箱對應(yīng)的物理量等于定值電阻對應(yīng)的物理量。讀出電阻箱連入電路的阻值即可。但這種方法只能粗略地測量定值電阻阻值。測量電阻的原理一般只有兩個:一個是,另一個是利用其他物理量與電阻的關(guān)系。大家應(yīng)該熟練掌握等效替代法,而不是背實驗步驟和表達(dá)式(所以提綱也不會給出步驟和表達(dá)式)。第四節(jié) 歐姆定律和安全用電1. 電壓越高越危險:由歐姆定律可知,人體的電阻R一定,加在人體身上的電壓越大,通過人體的電流就越大。電流大到一定程度,人就會發(fā)生危險。所以電壓越高越危險。2. 安全用電的原則

35、:不接觸低壓(小于1000V)帶電體,不靠近高壓(大于1000V)帶電體。3. 人們把正常接通的電路,即用電器能夠工作的電路叫做通路。電路的兩種主要故障是短路和斷路。4. 雷電:雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象。l 當(dāng)云層和大地之間的放電如果通過人體,能夠立即致人死亡,如果通過樹木、建筑物,巨大的熱量和空氣的振動都會使它們受到嚴(yán)重的破壞。l 高大建筑等的頂端都安裝用來防雷的避雷針。5. 小鳥站在高壓線上不會被電死的原因:加在小鳥兩腳之間的電壓很小。第八章 電功率第一節(jié) 電能1. 電功:電流所做的功叫電功。l 電功的符號是W,單位是焦耳(焦,J)。電功的常用單位是度,即千瓦時(kW·h)

36、。l 1kW·h3.6×106J2. 電流做功的過程,實際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。3. 電流在某段電路上所做的功,等于電功率與通電時間的乘積,還等于這段電路兩端的電壓與電路中的電流以及通電時間的乘積。l 電功的計算公式為:4. 電能表:測量電功的儀表是電能表(也叫電度表)。下圖是一種電能表的表盤。l 表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能,單位是千瓦時,該數(shù)的前四位是整數(shù),第五位是小數(shù)部分,即1234.5kW·h。l “220V”表示這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用。l “10(20A)”表示這個電能表的標(biāo)定電流為10A,額定最大電流為20A。l “50Hz

37、”表示這個電能表在50Hz的交流電中使用;l “600revs/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器,每消耗1千瓦時的電能,電能表上的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。l 根據(jù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計算電能或根據(jù)電能計算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)時,可以列比例式:列出的比例式類似于 l 用電能表月底的讀數(shù)減去月初的讀數(shù),就表示這個月所消耗的電能。第二節(jié) 電功率1. 電功率:電流在1秒內(nèi)所做的功叫電功率。l 電功率符號是P,單位是瓦特(瓦,W),常用單位為千瓦(kW)。l 1kW103W2. 電功率的物理意義:表示消耗電能的快慢。3. 電功率的定義式:第一種單位:P電功率瓦特(W);W電功焦耳(J);t通電時間秒(s)。第二種單位

38、:P電功率千瓦(kW);W電功千瓦時(kW·h);t通電時間小時(h)。4. 電功率的計算式:P電功率瓦特(W);U電壓伏特(V);t電流安培(A)。5. 家用電器的電功率(估計數(shù)值):1000W:空調(diào)、微波爐、電爐、電熱水器;800W:吸塵器;500W:電吹風(fēng)機(jī)、電熨斗、洗衣機(jī);200W:電視機(jī)、電子計算機(jī);100W:電冰箱、電扇。低于1W:手電筒、計算器、電子表。6. 有關(guān)電功、電功率的公式及其適用范圍:電功電功率公式的適用范圍普遍適用普遍適用只適用于純電阻電路(只含電阻的電路)只適用于純電阻電路7. 用電器的額定功率和實際功率l 額定電壓:用電器正常工作時的電壓叫額定電壓。l

39、額定功率:用電器在額定電壓下的功率叫額定功率。l 額定電流:用電器在正常工作時的電流叫額定電流。l 用電器實際工作時的三種情況:用電器不能正常工作。(如果是燈泡,則表現(xiàn)為燈光發(fā)暗,燈絲發(fā)紅)用電器不能正常工作,有可能燒壞。(如果是燈泡,則表現(xiàn)為燈光極亮、刺眼、發(fā)白或迅速燒斷燈絲)用電器正常工作。l 電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220V,額定功率是25W。l 有些地區(qū)電壓不穩(wěn)定,使用穩(wěn)壓器可以獲得較為穩(wěn)定的電壓。l 額定電壓相同,額定功率不同的燈泡,燈絲越粗,功率越大。將這兩個燈泡串聯(lián),額定功率大的,實際功率??;將這兩個燈泡并聯(lián),額定功率大的,實際功率大。8. 串并聯(lián)電路P實與R

40、大小的關(guān)系項目串聯(lián)電路并聯(lián)電路P實與R的關(guān)系串聯(lián)電路中電阻越大的用電器消耗的電功率越大并聯(lián)電路中電阻越小的用電器消耗的電功率越大燈泡發(fā)光亮度實際電壓大的P實越大,因此實際電壓大的燈泡較亮通過電流大的P實越大,因此通過電流大的燈泡較亮電阻大的P實越大,因此電阻大的燈泡較亮電阻小的P實越大,因此電阻小的燈泡較亮串接上滑動變阻器的小燈泡,變阻器阻值增大時分壓也大,小燈泡實際電壓減小,小燈泡發(fā)光較暗并接上滑動變阻器的電燈,由于并聯(lián)電路中各部分互不干擾,所以通過小燈泡所在支路的電流不變,小燈泡發(fā)光情況不變第三節(jié) 測量小燈泡的電功率1. 伏安法測小燈泡的功率【實驗?zāi)康摹刻骄啃襞莸陌l(fā)光情況與小燈泡實際功率

41、的關(guān)系?!緦嶒炘怼俊緦嶒炂鞑摹啃襞?、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線?!緦嶒灢襟E】 畫出電路圖(見右圖); 按電路圖連接實物。注意開關(guān)斷開,滑動變阻器的滑片移到阻值最大端。 檢查無誤后,試觸,無異常后閉合開關(guān)。移動滑片,使小燈泡在額定電壓下發(fā)光,然后使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍,接下來使小燈泡兩端的電壓小于額定電壓,每次都要觀察小燈泡的亮度,測出小燈泡的功率。 根據(jù)分別算出小燈泡的額定功率、電壓為額定電壓的1.2倍時的實際功率、電壓低于額定電壓時的實際功率?!緦嶒灡砀瘛看螖?shù)電壓/V電流/A電功率/W發(fā)光情況123【實驗結(jié)論】燈泡的亮度由實際功率決定。燈泡的實際功率越

42、大,燈泡越亮?!咀⒁馐马棥炕瑒幼冏杵鞯淖饔茫焊淖冃襞輧啥说碾妷?、保護(hù)電路。第四節(jié) 電與熱1. 探究電流的熱效應(yīng)【實驗器材】(如下圖)燒瓶(三個燒瓶中放入等量的煤油)、溫度計、銅絲、鎳鉻合金絲、電源。【實驗步驟】(1) 如下圖中的左圖,在兩瓶中分別浸泡銅絲、鎳鉻合金絲。 將兩瓶中的金屬絲串聯(lián)起來接到電源上。 通電一段時間后,比較兩瓶中煤油的溫度變化。(2)在通電時間相同的情況下,分別給一個燒瓶中的鎳鉻合金絲通入大小不同的電流(下圖中的右圖),觀察什么情況下產(chǎn)生的熱量多。【實驗結(jié)論】(1)在電流、通電時間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。(2)在通電時間一定、電阻相同的情況下,通過電流大時

43、,鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量多。2. 焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。Q熱量焦耳(J);I電流安培(A);R電阻歐姆();t通電時間秒(s)3. 有關(guān)焦耳定律的注意事項l Q不與I成正比,而是與I2成正比。往公式里代數(shù)時要注意電流的代入:QI2Rt(1A)2×2×5s10Jl 對于純電阻電路,電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(QW),這時以下公式均成立l 對于非純電阻電路,電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時只能用QI2Rt。4. 利用電熱的例子:熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子:電視

44、機(jī)外殼的散熱窗;計算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動機(jī)外殼的散熱片等。5. 串并聯(lián)電路中電功、電功率、電熱與電阻的關(guān)系物理量串聯(lián)并聯(lián)電功電功率電熱比例關(guān)系在串聯(lián)電路中,電壓分配、電功、電功率、電熱都與電阻成正比在并聯(lián)電路中,電流分配、電功、電功率、電熱都與電阻成反比第五節(jié) 電功率和安全用電1. 家庭電路中電流過大的原因: 發(fā)生短路; 接入電路中的總功率過大。這兩個原因都可以使保險絲熔斷。此外,如果保險絲的額定電流過小,也容易燒壞。2. 保險絲:保險絲是用鉛銻合金制作的,電阻比較大,熔點比較低。3. 保險絲的作用:當(dāng)電流過大時,保險絲由于溫度升高而熔斷,切斷電路,起到保護(hù)的作用。4. 不能用銅絲、鐵絲代替保

45、險絲。5. 新建的樓房的保險裝置不是保險絲,而是空氣開關(guān)。當(dāng)電流過大時,開關(guān)中的電磁鐵起作用,使開關(guān)斷開,切斷電路。6. 在家庭電路中,導(dǎo)線相互連接處往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,甚至引起火災(zāi)。這是為什么?因為導(dǎo)線互相連接處接觸面積小,所以電阻大。在串聯(lián)電路中通電時間相同,由焦耳定律可知,導(dǎo)線互相連接處產(chǎn)生的熱量多,溫度高,所以那里容易發(fā)熱,加速老化,甚至引起火災(zāi)。7. 燈泡的燈絲燒斷了,把斷了的燈絲搭在一起,燈泡會更亮。為什么?因為燈絲燒斷之后再搭在一起,燈絲的長度縮短,所以燈絲電阻變小。由可知,燈泡電壓不變,燈泡的實際功率增大,所以燈泡會更亮。四、電路計算l 當(dāng)遇到帶有電路的題時,首先要

46、識別電路,畫出等效電路圖(如果能夠直接分析,就沒有必要浪費時間畫出等效電路圖)。識別電路、電路分析包括以下內(nèi)容:n 認(rèn)清用電器(電阻)的連接關(guān)系:是串聯(lián)還是并聯(lián)(目前我們很少研究混聯(lián)電路);n 認(rèn)清電路是“通路”、“斷路”還是“斷路”;n 認(rèn)清各個開關(guān)分別控制哪個用電器或哪部分電路;n 認(rèn)清滑動變阻器的滑片P移動時將如何改變接入電路中電阻的大小,從而改變電路電流的。(有時,滑動變阻器相當(dāng)于一端導(dǎo)線或定值電阻,但與滑動變阻器連接的電表會讓我們“鬧心”,這時最好畫等效電路圖進(jìn)行分析)n 認(rèn)清電流表、電壓表測量的是哪個用電器或哪部分電路的電流、電壓??梢园央姳韮啥搜刂鴮?dǎo)線(或跨過開關(guān)、電流表)移動,以方便分析。l 定性分析的策略電路定性分析的特點是:沒有定量計算,只有定性分析,在電源電壓和定值電阻不變的情況下,經(jīng)過移動滑動變阻器的滑片或開關(guān)的連通或斷開從而改變了電路的結(jié)構(gòu),使電路的總電阻、總電流、分電壓、分電流及分功率等物理量發(fā)生了變化。定性分析的思維順序:n “先看總電阻”(用串、并聯(lián)特點)當(dāng)滑動變阻器的滑片向左(右)滑動或開關(guān)斷開(閉合)時,由串、并聯(lián)特點可以推出如下結(jié)論:當(dāng)電路(串、并)中的任何一個電阻變

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